1、122 化学平衡（一）【考情报告】考查角度 考查内容 命题特点化学反应速率的计算及其影响因素化学反应速率的计算；化学反应速率的影响因素。化学平衡及其影响因素化学平衡状态的特征；化学平衡的影响因素；等效平衡；平衡图像问题；化学反应方向的判断。化学平衡常数及转化率的计算化学平衡常数的计算；转化率的计算。预计 2019 年保持传统知识点考查，如化学反应速率的计算及其影响因素，化学平衡状态的判断，平衡常数的计算及化学平衡的影响因素等，通过图像考查数据处理能力，将更加注重化学反应速率概念理解和平衡移动在社会生产、生活、科学等领域的应用。题型有选择题和填空题。【考向预测】化学反应速率是中学化学的主干知识之
2、一，是高考必考内容。选择题和非选择题均有，其中选择题重点考查化学反应速率的概念、简单计算以及外界条件对化学反应速率的影响，非选择题通过图像(或图表)把化学反应速率融合在化学平衡、实验和计算之中考查数据处理能力。预计今后的命题方向有从实验和计算的角度进行考查影响化学反应速率的因素；结合化学平衡来考查平衡图像或者速率图像。化学平衡状态、化学平衡常数是中学化学中的一个重要的知识点，是中学化学教学的难点，又是学习“三大平衡(电离平衡、水解平衡、溶解平衡)”知识的重要理论之一，因此成为每年高考的必考内容。题型为选择题和非选择题，其中选择题重点考查化学平衡状态的判断以及化学平衡常数、转化率等的简单计算，非
3、选择题则通过图像(或图表)把化学平衡状态的判断、化学平衡常数、转化率等的计算融合在一起，考查学生数据处理的能力。化学平衡的移动、化学反应进行的方向是中学化学中的一个重要的知识点，特别是化学平衡的移动是2中学化学教学的难点，又是“四大平衡(化学平衡、电离平衡、水解平衡、溶解平衡)”知识的重要理论之一，因此成为年年高考的必考内容。题型为选择题和非选择题，其中选择题重点考查化学平衡的移动、有关化学平衡的图像问题；非选择题则通过图像(或图表)把化学平衡的移动融合在化学平衡状态的判断，化学平衡常数、转化率、化学反应速率等的计算之中，考查学生数据处理的能力。【经典在线】1.知识梳理一、化学反应速率的计算及
4、其影响因素1化学反应速率的计算依据(1)依据化学反应速率的定义进行有关计算，其模式是灵活运用“ v ”。 c t(2)利用同一化学反应的速率以不同物质的浓度变化表示时，各速率值之比等于化学方程式中化学计量数之比，其模式为“ mA nB = pC qD，有 v(A) v(B) v(C) v(D) m n p q”。2外界条件对化学反应速率的影响外界条件对可逆反应的 v(正)和 v(逆)的影响趋势是一样的，若升温或增大压强(有气体参与的反应体系)， v(正)、 v(逆)均加快，只是变化的程度不同：改变温度时吸热反应方向上的化学反应速率变化程度大，改变压强时气体化学计量数之和大的方向上的化学反应速率
5、变化程度大；而若增大反应物浓度，瞬时速率 v(正)加快、 v(逆)不变，但最终 v(正)和 v(逆)均加快；加入合适的催化剂，将同等程度地加快 v(正)和v(逆)。二、化学平衡及其影响因素1化学平衡状态判断(1)本质标志同一物质的消耗速率与生成速率相等，即 v 正 v 逆 。(2)等价标志可逆反应的正、逆反应速率不再随时间发生变化。体系中各组成成分的含量，即物质的量浓度、物质的量分数、体积分数、质量分数等保持不变。对同一物质而言，单位时间内该物质所代表的正反应的转化浓度和所代表的逆反应的转化浓度相等。对不同物质而言，一种物质所代表的正反应速率和另一种物质所代表的逆反应速率的比值等于化学方程式中
6、的化学计量数(系数)之比。(3)特殊标志对于反应物和生成物全部是气体且反应前后气体计量数不相等的可逆反应，若反应体系中混合气体的平均相对分子质量不再随时间变化，则反应达到平衡状态。此标志不适用于反应前后气体计量数相等的3可逆反应，因为这类反应不管是否达到平衡状态，混合气体的平均相对分子质量始终是不变的。对于气体反应物和气体生成物的计量数不相等的可逆反应(体系中可存在固、液态物质)，当恒温、恒容时，若反应体系中总压强不再随时间变化，则反应达到平衡状态；当恒温、恒压时，若反应体系中体积不变或混合气体的密度不变，则反应达到平衡状态。对于反应物和生成物全部是气体且反应前后气体计量数相等的可逆反应，恒温
7、、恒容时压强不变以及恒温、恒压时密度不变等均不能说明反应已达到平衡状态。由于任何化学反应都伴有能量变化，因此在其他条件不变的情况下，当总体系温度一定时，则反应达到平衡状态。对于反应混合物中含有有色气体物质的可逆反应，若体系颜色不变，则反应达到平衡状态。(4)一角度从微观的角度分析，如反应 N2(g)3H 2(g) 2NH3(g)，下列各项均可说明该反应达到了平衡状态断裂 1 mol NN 键的同时生成 1 mol NN 键断裂 1 mol NN 键的同时生成 3 mol HH 键断裂 1 mol NN 键的同时断裂 6 mol NH 键生成 1 mol NN 键的同时生成 6 mol NH 键
8、2化学平衡问题中的“三不混同”(1)不要将平衡的移动和速率的变化混同起来。如：化学反应速率改变，平衡不一定发生移动，但平衡发生移动，化学反应速率一定改变；再如：别以为平衡正向移动一定是 v(正)加快， v(逆)减慢等。(2)不要将平衡的移动和浓度的变化混同起来。如：别以为平衡正向移动时，反应物浓度一定减少，生成物浓度一定增加等。(3)不要将平衡的移动和反应物的转化率提高混同起来。如：别以为平衡正向移动时，反应物的转化率一定提高。三、化学平衡常数及转化率的计算1化学平衡常数和平衡转化率的相关计算(1)步骤写出有关化学平衡的方程式。确定各物质的起始量、转化量、平衡量。根据已知条件建立等式关系进行解
9、答。(2)模式(“三段式”)如 mA(g) nB(g) pC(g) qD(g)，令 A、B 起始物质的量浓度分别为 a molL1 、 b molL1 ，达到平衡后消耗 A 的物质的量浓度为 mx molL1 。4K px p qx q a mx m b nx n(3)说明反应物： c(平) c(始) c(变)；生成物： c(平) c(始) c(变)。各物质的转化量之比等于化学方程式中化学计量数之比。转化率 100%。反 应 物 转 化 的 物 质 的 量 浓 度反 应 物 起 始 的 物 质 的 量 浓 度2化学平衡常数的应用(1)判断反应进行的程度对于同类型的反应， K 值越大，表示反应进
10、行的程度越大； K 值越小，表示反应进行的程度越小。(2)判断反应进行的方向，应用浓度商 Qc与平衡常数 K 的关系判断Error!(3)判断反应的热效应若升高温度， K 值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度， K 值减小，则正反应为放热反应。(4)利用化学平衡常数计算平衡浓度、转化率、体积分数等。2.经典精讲【经典考题 1】 【2018 天津卷】室温下，向圆底烧瓶中加入 1 molC2H5OH 和含 1molHBr 的氢溴酸，溶液中发生反应；C 2H5OH+HBr C2H5Br+H2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C 2H5Br 和 C2H5OH 的沸点分别为38.4和 78.5。下列
11、有关叙述错误的是A加入 NaOH，可增大乙醇的物质的量B增大 HBr 浓度，有利于生成 C2H5BrC若反应物增大至 2 mol，则两种反应物平衡转化率之比不变D若起始温度提高至 60，可缩短反应达到平衡的时间【答案】D【解析】分析：本题考查反应速率和平衡的基本知识。根据题目的反应，主要判断外界条件的变化对平衡和速率的应该结果即可。5D若起始温度提高至 60，考虑到 HBr 是挥发性酸，在此温度下会挥发出去，降低 HBr 的浓度减慢速率，增加了反应时间。选项 D 错误。【经典考题 2】对于反应 CO(g)H 2O(g) CO2(g)H 2(g) H0，在其他条件不变的情况下( )A加入催化剂，
12、改变了反应的途径，反应的 H 也随之改变B改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变C升高温度，反应速率加快，反应放出的热量不变D若在原电池中进行，反应放出的热量不变答案：B解析：反应的 H 大小只取决于反应物、生成物的状态与反应条件，而和反应是否使用催化剂、反应途径无关，A 项错误；该反应在反应前后气体的总体积不变，因此改变压强，平衡不移动，反应放出的热量不变，B 项正确；升高温度，平衡逆向进行，反应放出热量减小，C 项错误；在原电池中，随反应进行，能量转化形式是化学能转化为电能，而不再是化学能转化为热能，D 项错误。【经典考题 3】在一定温度下，将气体 X 和气体 Y 各 0.16 mo
13、l 充入 10 L 恒容密闭容器中，发生反应X(g)Y(g) 2Z(g) H 0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如下表：t/min 2 4 7 9n(Y)/mol0.120.110.100.10下列说法正确的是( )A反应前 2 min 的平均速率 v(Z)2.010 3 mol/(Lmin)B其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前 v 逆 v 正C该温度下此反应的平衡常数 K1.44D其他条件不变，再充入 0.2 mol Z，平衡时 X 的体积分数增大答案：C解析：利用反应式可知 v(Z)2 v(Y)2(0.16 mol 0.12 mol)(10 L2 min)4.010 3 6
14、mol/(Lmin)，A 项错误；该反应放热，降温平衡正向移动， v 正 v 逆 ，B 项错误；列三段式， K 1.44，C 项正确；因反应前后气体物质的量不变，故再充入 0.2 mol c2（ Z）c（ X） c（ Y） 0.01220.010.01Z，平衡不移动，平衡时 X 的体积分数不变，D 项错误。【经典考题 4】一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料 MgO：MgSO4(s)CO(g) MgO(s)CO 2(g)SO 2(g) H0。该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标 x 的值，重新达到平衡后，纵坐标 y 随x 变化趋势合理的是( )选项x yA 温度 容
15、器内混合气体的密度B CO 的物质的量CO2与 CO 的物质的量之比C SO2的浓度 平衡常数 KD MgSO4的质量(忽略体积) CO 的转化率答案：A解析：正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，容器内混合气体质量增加，而容器体积不变，故容器内混合气体的密度随温度升高而增大，A 项正确；增加 CO 的物质的量，平衡虽正向移动，但因正反应为气体体积增大的反应，故达到新平衡时 CO 的转化率较原来的低，所以 变小，B 项错误；反应的平n（ CO2）n（ CO）衡常数只与温度有关，因此 SO2的浓度变大，反应平衡常数 K 不变，C 项错误；MgSO 4为固态，因此增加MgSO4的质量(忽略体积
16、)，其他反应物的浓度不变，平衡不移动，CO 的转化率不变，D 项错误。【经典考题 5】 【2018 届重庆一中三模】工业上以 CH4为原料制备 H2的原理为 CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。在一定条件下向 a、b 两个恒温恒容的密闭容器中均通入 1.1mol CH4(g)和 1.1 mol H2O(g)，测得两容器中 CO 的物质的量随时间的变化曲线分别为 a 和 b。已知容器 a 的体积为 10L，温度为 Ta，下列说法不正确的是7A容器 a 中 CH4从反应开始到怡好平衡时的平均反应速率为 0.025molL-1min-1Ba、b 两容器的温度可能相同C在达到平衡前，
17、容器 a 的压强逐渐增大D该反应在 Ta温度下的平衡常数为 27(molL-1)2【答案】B详解：A容器 a 中 CH4从反应开始到怡好平衡时的平均反应速率= = =0.025molL-1min-1,故 A 正确；B根据以上分析 a、b 两容器的温度不可能相同，B 错误；C因为该反应条件为等温等容，反应后气体的物质的量增大，所以在达到平衡前，容器 a 的压强逐渐增大，C 正确；D该反应在 Ta温度下的平衡常数= = (molL-1)2=27(molL-1)2，D 正确；因此本题答案为 B。【经典考题 6】在 1.0 L 密闭容器中放入 0.10 mol A(g)，在一定温度进行如下反应：A(g
18、) B(g)C(g) H85.1 kJmol 1 。反应时间( t)与容器内气体总压强( p)的数据见下表：时间 t/h 0 1 2 4 8 1 2 2 386 0 5 0总压强 p/100 kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53回答下列问题：(1)欲提高 A 的平衡转化率，应采取的措施为_。(2)由总压强 p 和起始压强 p0计算反应物 A 的转化率 (A)的表达式为_，平衡时 A 的转化率为_ ，列式并计算反应的平衡常数 K_。(3)由总压强 p 和起始压强 p0表示反应体系的总物质的量 n 总 和反应物 A 的物质的量 n(A)， n 总_mol，
19、 n(A)_mol。下表为反应物 A 的浓度与反应时间的数据，计算： a_。反应时间 t/h 0 4 8 16c(A)/(molL1 )0.10a0.0260.006 5分析该反应中反应物的浓度 c(A)变化与时间间隔( t)的规律，得出的结论是_，由此规律推出反应在 12 h 时反应物的浓度 c(A)为_molL 1 。答案：(1)升高温度、降低压强(2)( 1)100% 94.1%pp0A(g) B(g) C(g)010 0 00.1094.1% 0.1094.1%0.10（ 1 94.1%）K 1.50.094 120.005 9(3)0.10 0.10(2 )pp0 pp00.051
20、达到平衡前每间隔 4 h， c(A)减少约一半 0.013解析： (1)该反应是一个体积增加的吸热反应，升温、降压均有利于平衡正向移动，提高 A 的转化率。(2)结合 pV nRT，该反应消耗 A 的物质的量即是体系增加的物质的量， (A) n（ A） 转n（ A） 初 n变n（ A） 初9 ； (A) 100%94.1%。(3)结合在等温、等容下物质的量之比等于压强pVRT p0VRTp0VRT p p0p0 9.53 4.914.91之比，那么 ， n 总 0.10 ； n(A)0.10( n 总 0.10)n总n（ A） 起 pp0 pp00.10 0.10 。结合，4 min 时 n(
21、A)0.10 mol 0.051 (0.10pp0 0.10) (2 pp0) (2 7.314.91)mol， c(A)0.051 mol/L。由表格数据可知，达到平衡前每 4 h， c(A)减小约一半，那么 12 h 时， c(A)约为 0.013 mol/L。【解题技巧】(1)改变固体或纯液体反应物的用量，化学反应速率不变。(2)压强对速率的影响是通过改变体积而使浓度改变来实现的，对于没有气体参加的反应，改变体系压强，反应物的浓度不变，反应速率不变。(3)对于气体反应，有如下几种类型：类型一：恒温时，增大压强体积减小浓度增大反应速率增大。类型二：恒容时，充入气体反应物反应物浓度增大总压强
22、增大反应速率增大；充入无关气体(稀有气体或与本反应无关的气体，如 N2等)总压强增大，但各反应物的分压不变，各物质的浓度不变反应速率不变。类型三：恒压时，充入无关气体(稀有气体或与本反应无关的气体，如 N2等)体积增大各反应物浓度减小反应速率减小。(4)不论反应是放热还是吸热，升高温度，反应速率都加快。(5)判断化学平衡状态时的注意事项：速率相等要指明正、逆反应速率，或有正、逆反应速率的描述，否则只知道速率相等不能判断是平衡状态。各反应混合物的含量“保持不变” ，并非是“相等”或“成比例” 。(6)增大固体或纯液体物质的量，化学平衡不发生移动，因固体或纯液体的浓度可视为 1，增加其用量，对平衡
23、不产生影响。(7)化学反应速率改变是化学平衡移动的前提条件，但化学反应速率改变，化学平衡不一定移动，化学平衡移动，化学反应速率必定改变。(8)改变容器内气体的压强，使化学平衡发生移动，是通过改变气体的浓度而实现的。即改变压强，若气体的浓度不变则化学平衡一定不会发生移动。(9)勒夏特列原理适用于化学平衡、溶解平衡、电离平衡、水解平衡等动态平衡。(10)平衡移动能够“减弱”外界条件的变化，但不能“抵消”外界条件的变化。10(11)注意 H2O 只有在气态或非水溶剂中才能代入平衡常数表达式。(12)计算平衡常数利用的是物质的平衡浓度，而不是任意时刻浓度。(13)催化剂能改变化学反应速率，但对化学平衡
24、无影响，也不会改变平衡常数的大小。(14)放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有自发进行的倾向性，但在一定条件下也可自发进行。(15)反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响。【规律总结】 (1)化学平衡问题中的“三不混同”：不要将平衡的移动和速率的变化混同起来。如：化学反应速率改变，平衡不一定发生移动，但平衡发生移动，化学反应速率一定改变；再如：别以为平衡正向移动一定是 v(正)加快， v(逆)减慢等。不要将平衡的移动和浓度的变化混同起来。如：别以为平衡正向移动时，反应物浓度一定减少，生成物浓度一定增加等。不要将平衡的移动和反应物的转化率提高混同起来。如：别以
25、为平衡正向移动时，反应物的转化率一定提高。(2)“惰性气体”(不参加反应的气体)对化学平衡的影响：恒温、恒容：原平衡体系 体系总压强增大 体系中各组分的浓度不变 平衡不移动(转化率不变) 充 入 惰 性 气 体 恒温、恒压：原平衡体系 容器容积增大 体系中各组分的浓度同倍数减小 充 入 惰 性 气 体 等 效 于 减 压 (3)关于图像题：看图像：一看轴，即纵、横坐标的意义；二看点：即起点、拐点、交点、终点；三看线，即线的走向和变化趋势；四看辅助线，即等温线、等压线、平衡线等；五看量的变化，如浓度变化、温度变化、转化率变化、物质的量的变化等。依据图像信息，利用平衡移动原理，分析可逆反应的特征：吸热还是放热，气体的化学计量数增大、减小还是不变，有无固体或纯液体参加或生成等。先拐先平：在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，可能是该反应的温度高、浓度大、压强大或使用了催化剂。定一议二：勒夏特列原理只适用于一个条件的改变，所以图像中有三个变量，先固定一个量，再讨11论另外两个量的关系。
