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第2讲 化学反应速率和化学平衡,【高考这样考】 (2013新课标全国T28)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) B(g)+C(g) H=+85.1 kJmol-1 反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：,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，n(A)=_mol。,下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算：a=_。,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。,【解析】(1)由于该反应的正反应为一个气体体积增加的吸热反应，要提高A的平衡转化率，要让平衡正向移动，所以应采取的措施为升高温度、降低压强。 (2)设到达平衡时A减少了xmol，则 A(g) B(g)+ C(g) 起始量 0.10 mol 0 0 变化量 xmol xmol xmol 平衡量 (0.10-x)mol xmol xmol,根据阿伏加德罗定律可得：0.10/(0.10-x+x+x)=p0/p，求得A的转化 率表达式为(A)=x/0.10100%=(p/p0-1)100%，将题目中数据 p0=4.91100 kPa，p=9.53100 kPa代入表达式求得平衡时A的转化 率约为94.1%。将x=0.094 1代入上面的三段式中可以求得该反应的 平衡常数为K=c(B)c(C)/c(A)=0.094 10.094 1/(0.10-0.094 1) 1.5。,(3)由以上三段式知平衡时n(总)=(0.10+x)mol，n(A)=(0.10-x)mol，将(2)问中的x代入即可得到n(总)=0.10p/p0mol，n(A)=0.10 (2-p/p0)mol； 因n(A)=0.10(2-p/p0)mol，所以a=0.10(2- ) 0.051。由表中数据可以看出规律为平衡前每间隔4小时，A浓度约 变为原来的一半，故反应在12 h时A的浓度为0.013 molL-1。,答案：(1)升高温度、降低压强 (2)( -1)100% 94.1% A(g) B(g)+ C(g) 0.10 mol 0 0 0.10(1-94.1%) 0.1094.1% 0.1094.1% K= 1.5 (3)0.10 0.10(2- ) 0.051 达到平衡前每间隔4 h，c(A)减少约一半 0.013,【考纲要求】 1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。 2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。 3.了解化学反应的可逆性。 4.了解化学平衡建立的过程。了解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。,5.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律。 6.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。,【考查特点】 1.客观题： (1)考查“计算”：化学反应速率的简单计算、比较。 (2)考查“影响”：外界条件对化学反应速率的影响。 (3)考查“判断”：化学平衡状态的判断。 (4)考查“图象”：化学反应速率、化学平衡的综合考查。,2.主观题： (1)考查“常数”：以化学平衡常数为中心，考查化学反应速率、化学平衡的基本问题及有关计算。 (2)考查“综合”：结合化学反应中的能量变化、电化学等知识点进行综合考查。 (3)考查“应用”：以生活、工业生产或者化学实验为背景，注重用所学知识解决实际问题。,1.有关化学反应速率的5个易错点： (1)化学反应速率是某一段时间内的_速率，而不是瞬时速率。 (2)进行化学反应速率大小比较时单位必须一致。 (3)纯固体或纯液体也会改变化学反应速率，如将固体的颗粒变小(增 大固体的接触面积)，则化学反应速率会_。,平均,加快,(4)充入不参与反应的气体，在固定容积密闭容器中，虽压强增大， 但反应速率_；若在容积可变的密闭容器中并保持压强不变，则 反应速率_。 (5)对H0的反应，_温度，正、逆反应速率都增大，但逆反应 速率增大的程度_正反应速率。,不变,减小,升高,大于,2.化学平衡状态判断的2个“标志”： (1)v(正)_v(逆)0。 (2)各组分百分含量保持不变。 3.用平衡移动原理判断平衡移动的方向。 如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向着 能够_这种改变的方向移动。 (1)升高温度时，平衡向_反应方向移动。,=,减弱,吸热,(2)_反应物浓度，平衡向反应物浓度减少的方向移动。 (3)_压强时，平衡向气体体积缩小的方向移动。 (4)平衡发生移动的根本原因是外界条件的改变破坏了原平衡体系， 使v(正)v(逆)。 当v(正)_v(逆)时，平衡向正反应方向移动。 当v(正)_v(逆)时，平衡向逆反应方向移动。,增加,增大,4.化学平衡常数的4大“应用”： (1)判断反应进行的程度。 (2)判断反应进行的方向。 Qc_K，反应向正反应方向进行。 Qc_K，反应处于平衡状态。 Qc_K，反应向逆反应方向进行。,=,(3)判断反应的热效应。 升高温度，K值增大，正反应为_反应。 升高温度，K值减小，正反应为_反应。 (4)根据平衡常数进行简单计算。,吸热,放热,5.解平衡图象题的2个“原则”： (1)“先拐先平数值大”原则：先出现拐点的反应则先达到平衡，其 代表的温度_或压强_。 (2)“定一议二”原则：先确定横坐标(或纵坐标)所表示的数值，再 讨论纵坐标(或横坐标)与曲线的关系。,越高,越大,考点一 化学反应速率及影响因素 【典例1】(2014新课标全国卷)已知分解1 mol H2O2放出热量 98 kJ，在含少量I-的溶液中，H2O2分解的机理为 H2O2+I-H2O+IO- 慢 H2O2+IO-H2O +O2+ I- 快,下列有关该反应的说法正确的是( ) A.反应速率与I-浓度有关 B. IO-也是该反应的催化剂 C.反应活化能等于98 kJmol-1 D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2),【破题关键】 (1)将H2O2分解机理的两个方程式相加，可得总反应式，从而可知I-为反应的催化剂。 (2)反应速率与参加反应的离子浓度有关，离子浓度越大，反应速率越快。 (3)一个反应的活化能与该反应的焓变没有确定的关系。,【解析】选A。由题意可知I-为反应的催化剂，反应的反应热是反应物能量和生成物能量的差值，反应的反应热为-98 kJmol-1，所以B、C错误；反应速率与浓度有关，所以I-浓度越大，速率越快，A正确；速率比等于化学计量数比，反应的总方程式为2H2O2=2H2O +O2，水不能用来表示反应的速率，且过氧化氢和氧气速率比为21。,【方法归纳】化学反应速率概念的“三个”理解 (1)平均速率和瞬时速率：在中学化学中，通常所说的化学反应速率是指平均速率，即某段时间内的平均反应速率，而不是某时刻的瞬时速率。 (2)化学反应速率越快不等于化学反应现象越明显，如某些中和反应。,(3)同一反应中，同一时间段内用不同物质的物质的量浓度变化表示的反应速率，数值可能不同，但意义相同，其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比。,【题组过关】 1.(2014北京高考)在一定温度下，10 mL 0.40 molL-1H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如表。,下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( ) A.06 min的平均反应速率： v(H2O2)3.310-2molL-1min-1 B.610 min的平均反应速率： v(H2O2)3.310-2molL-1min-1 C.反应至6 min时，c(H2O2)=0.30 molL-1 D.反应至6 min时，H2O2分解了50%,【解析】选C。反应的化学方程式为2H2O2 2H2O+O2。 A项，6 min时，生成O2的物质的量n(O2)= =1 10-3mol，依据反应方程式，消耗n(H2O2)=210-3mol，所以06 min 时，v(H2O2)= 3.310-2molL-1min-1，正确；B 项，610 min时，生成O2的物质的量n(O2)= 0.33510-3mol，依据反应方程式，消耗n(H2O2)=0.33510-3mol 2=0.6710-3mol，610 min时，v(H2O2)= 1.68,10-2molL-1min-13.310-2molL-1min-1，正确；C项，反应 至6 min时，消耗n(H2O2)=210-3mol，剩余n(H2O2)=0.40 molL-1 0.01 L-210-3mol=210-3mol，c(H2O2)= = 0.20 molL-1，错误；D项，反应至6 min时，消耗n(H2O2)=2 10-3mol，n(H2O2)总=410-3mol，所以H2O2分解了50%，正确。,2.(2015福建高考)在不同浓度(c)、温度(T)条件下，蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是( ),A.a=6.00 B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v可能不变 C.b318.2 D.不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同,【解析】选D。A.根据表格的数据可知：在328.2 K时，蔗糖的浓度 越大，水解的速率越快。根据浓度与速率的变化关系可知在328.2 K 时，蔗糖的浓度每减小0.100 molL-1，速率减小 1.50 mmolL-1min-1，所以在浓度是0.400 molL-1时，水解的速率 是6.00 mmolL-1min-1，即a=6.00，正确。,B.根据表格数据可知：升高温度，水解速率增大，增大浓度，水解速 率也增大，若同时改变反应物的浓度和反应的温度，则对反应速率的 影响因素可能相互抵消，即反应速率可能不变，正确。C.在浓度不变 时，升高温度，水解速率增大，降低温度，水解速率减小。由于在浓 度是0.600 molL-1时，当318.2 K时水解速率是3.60 mmolL-1 min-1，现在该反应的速率是2.16 mmolL-1min-13.60 mmol L-1min-1，所以反应温度低于318.2 K，即b318.2，正确。D.温度 不同时，在相同的浓度时反应速率不相同，浓度减少一半时所需的时 间也不同，错误。,3.(2014广东高考节选)某小组拟在同浓度Fe3+的催化下，探究H2O2 浓度对H2O2分解反应速率的影响。限选试剂与仪器：30% H2O2、 0.1 molL-1Fe2(SO4)3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻 璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器,(1)写出本实验H2O2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目： _。 (2)设计实验方案：在不同H2O2浓度下，测定_ _(要求所测得的数据能直接体现反应速率大小)。,(3)设计实验装置，完成如下装置示意图。,(4)参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案(列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示)。,【解析】(1) 或 (2)由2H2O2 2H2O+O2可知，通过测定收集相同体积的氧气 所需时间或者相同时间内所收集氧气的体积，能直接体现反应速率 大小。,(3)测相同时间内收集氧气的体积用 ，测相同时间内收集 氧气的体积或收集相同体积气体所需时间用 。,(4),答案：(1) 或 (2)收集相同体积的氧气所需时间或者相同时间内所收集氧气的体积 (3) 或,(4),【加固训练】1.(2015南京二模)下列关于化学反应速率的说法中，正确的是( ) A.化学反应速率是指某一时刻、某种反应物的瞬时反应速率 B.化学反应速率为0.8 molL-1s-1是指反应1 s时某物质的浓度为0.8 molL-1 C.根据化学反应速率的大小可以推知化学反应的快慢 D.对于一个化学反应来说，其反应速率越大，反应现象就越明显,【解析】选C。A项中化学反应速率是指一段时间内某种反应物或生成 物的平均反应速率；B项中0.8 molL-1s-1不是指反应1 s时某物质 的浓度为0.8 molL-1，而是指1 s内该物质的浓度变化量为 0.8 molL-1；D项中对于无明显现象的化学反应，反应速率与反应 现象无必然联系。,2.(2015聊城一模)为了探究温度、不活泼金属杂质对锌与稀硫酸反应速率的影响，设计如下方案,下列推断合理的是( ) A.选择和实验探究硫酸铜对反应速率的影响，必须控制t=25 B.待测物理量是收集等体积气体所需要的时间，时间越长，反应速率越大 C.根据该方案，可以探究浓度、温度、固体接触面积对反应速率的影响 D.根据该实验方案得出反应速率大小可能是,【解析】选D。A项，根据控制变量原理，和实验探究温度对反应速率的影响，而和实验探究硫酸铜对反应速率的影响，控制实验的温度为35，错误；B项，时间越长，反应速率越小，错误；C项，题述方案只能探究温度、硫酸铜对锌与稀硫酸反应速率的影响，稀硫酸浓度和锌与稀硫酸的接触面积均相同，错误；D项，同条件下，温度高，反应速率大，得出反应速率，实验中构成铜锌原电池，反应速率大大增加，实验中，硫酸铜的量过多，可能会导致大量铜覆盖住锌，阻止反应的进行，正确。,考点二 化学平衡及其影响因素 【典例2】(2014新课标全国卷)在容积为1.00 L的容器中，通入 一定量的N2O4，发生反应N2O4(g) 2NO2(g)，随温度升高，混合气 体的颜色变深。,回答下列问题： (1)反应的H_0(填“大于”或“小于”)；100时，体系 中各物质浓度随时间变化如上图所示。在060 s时段，反应速率 v(N2O4)为_molL-1s-1；反应的平衡常数K1为_。 (2)100时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以 0.002 0 molL-1s-1的平均速率降低，经10 s又达到平衡。 a：T_100(填“大于”或“小于”)，判断理由是_。 b：温度T时反应的平衡常数K2=_。,(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是_。,【破题关键】 (1)由“随温度升高，混合气体的颜色变深”可判断反应的热效应。 (2)计算“反应的平衡常数K1”的关键是正确读图，根据图象得出平衡浓度。 (3)判断温度T与100的关系，要根据平均速率的变化分析。 (4)“将反应容器的容积减少一半”即增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动。,【解析】(1)根据题意，温度升高，混合气体颜色变深，说明升温向 生成二氧化氮的方向进行，即正反应是吸热反应，焓变大于零；由图 可知，060 s，NO2的物质的量浓度变化为0.120 molL-1，根据公 式v= 计算，v(NO2)=0.002 molL-1s-1，v(N2O4)为其的二分之 一。K1= ，根据图象中二者的平衡浓度代入即可求得。,(2)a：由题意可知，改变温度后c(N2O4)以0.002 0molL-1s-1 的平均速率降低，说明平衡向右进行，正反应是吸热反应，说明是 升高温度。 b：平衡时，c(NO2)=0.120 molL-1+0.002 0 molL-1s-110 s 2=0.160 molL-1，c(N2O4)=0.040 molL-1-0.002 0 molL-1s-1 10 s=0.020 molL-1，K2= =1.28。 (3)温度为T时，反应平衡后容器的体积减少一半，相当于增加压强， 平衡将向气体体积减少的方向移动，即向逆反应方向移动。,答案：(1)大于 0.001 0.36 (2)a：大于 正反应为吸热反应，反应向吸热反应方向进行，所以为升温 b：1.28 (3)逆反应 对于气体体积增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动,【思维建模】解答化学平衡移动问题的步骤,其中条件改变可以按以下思路分析：,【题组过关】 1.(2015清华附中二模)80时，2 L密闭容器中充入0.40 mol N2O4，发生反应N2O4 2NO2 H=+QkJmol-1(Q0)，获得如下 数据：,下列判断正确的是( ) A.升高温度该反应的平衡常数K减小 B.2040 s内，v(N2O4)=0.004 molL-1s-1 C.反应达平衡时，吸收的热量为0.30QkJ D.100 s时再通入0.40 mol N2O4，达到新平衡时N2O4的转化率增大,【解析】选C。该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，K增 大，A错误；由表中数据可知，2040 s内，v(NO2)=c(NO2)/t =(0.2-0.12)molL-1/20 s=0.004 molL-1s-1，根据速率比等于 化学计量数之比可知，v(N2O4)= v(NO2)=0.002 molL-1s-1，B 错误；由表中数据可知，80 s后c(NO2)不再变化，反应达到平衡状 态，生成NO2的物质的量为0.30 molL-12 L =0.6 mol，由热化学 方程式可知，每生成2 mol NO2吸收的热量为QkJ，则生成0.6 mol NO2吸收的热量为0.30QkJ，C正确；100 s时再通入0.40 mol N2O4， 相当于增大压强，平衡逆向移动，N2O4的转化率减小。,2.(2015衡水一模)某温度下，密闭容器中，发生如下可逆反应： 2E(g) F(g)+xG(g)(正反应放热)；若起始时E的浓度为 amolL-1，F、G的浓度均为0，达到平衡时E的浓度为0.5amolL-1， 若E的起始浓度改为2amolL-1，F、G的浓度仍为0，当达到新的平衡时， 下列说法正确的是( ) A.升高温度时，正反应速率加快，逆反应速率减慢 B.若x=1，容器体积保持不变，新平衡下E的体积分数为50% C.若x=2，容器体积保持不变，新平衡下F的平衡浓度为0.5amolL-1 D.若x=3，容器压强保持不变，新平衡下E的物质的量为amol,【解析】选B。升高温度时，正、逆反应速率都加快，故A错误；若 x=1，则反应前后体积不变，所以在这两种情况下两平衡是等效的， 各相同成分的百分含量都相同，故B正确；若x=2，则反应是体积增 大的可逆反应，若E的起始浓度改为2amolL-1，相当于增大压强， 平衡向逆反应方向移动，所以新平衡下F的平衡浓度小于0.5amolL-1， 故C错误；不知道容器的体积，无法计算E的物质的量，故D错误。,【加固训练】1.(2015益阳一模)在密闭容器中进行反应： X(g)+3Y(g) 2Z(g)，有关下列图象的说法正确的是( ),A.依据图a可判断正反应为吸热反应 B.在图b中，虚线可表示压强增大 C.若正反应的H0,【解析】选C。图a起始时v(正)=v(逆)，处于平衡状态，升温v(逆)增大更多，平衡向逆反应方向移动，正反应方向是放热反应，A错误；对于气体分子数不相等的反应，增大压强平衡会发生移动，X的转化率会变化，而转化率不变，只是达到平衡时间缩短，是加入了催化剂，B错误；若正反应的H0，升高温度，平衡向吸热即逆反应方向移动，且v(正)、v(逆)均增大，C正确；该反应正反应是体积减小的反应，升高温度平均摩尔质量减小，而混合气体的总质量不变，则混合气体总的物质的量增大，即升温平衡向气体分子数增大的逆反应方向移动，逆反应方向是吸热反应方向，D错误。,2.(2015银川一模)一定条件下，在体积为10 L的密闭容器中， 1 mol X和1 mol Y进行反应：2X(g)+Y(g) Z(g) H0，反应 经60 s达到平衡并生成0.3 mol Z，则下列说法中正确的是( ) A.以Y浓度变化表示的反应速率为0.000 5 molL-1s-1 B.其他条件不变，将容器体积扩大至20 L，则Z的平衡浓度变为原来 的1/2 C.其他条件不变，将容器体积缩小至5 L，平衡正向移动，平衡常数 增大 D.其他条件不变，升高温度逆反应速率加快，正反应速率减慢,【解析】选A。Y的反应速率与Z的反应速率相等，0.3 mol10 L 60 s=0.000 5 molL-1s-1，A正确；将容器体积扩大至20 L，相当于减压，平衡向气体分子数增大的逆反应方向移动，Z的平衡浓度小于原来的1/2，B错误；温度不变，平衡常数不变，C错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，只是增大程度不一样，D错误。,考点三 化学平衡常数及相关计算 【典例3】(2015全国卷)甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下： .CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H1 .CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H2 .CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H3,回答下列问题： (1)已知反应中相关的化学键键能数据如下：,由此计算H1=_kJmol-1；已知H2=-58 kJmol-1，则H3=_kJmol-1。,(2)反应的化学平衡常数K表达式为_； 图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为_(填曲 线标记字母)，其判断理由是_。,(3)合成气组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时，体系中的CO平衡转化率 ()与温度和压强的关系如图2所示。(CO)值随温度升高而_(填“增大”或“减小”)，其原因是_； 图2中的压强由大到小为_，其判断理由是_。,【破题关键】 (1)在判断(CO)值随温度升高变化时，要根据温度升高，平衡向吸热的方向进行。 (2)在判断压强的大小时，要根据相同温度下，压强增大，平衡向气体分子数减小的方向移动。 (3)CO在反应和反应中都有，在分析(CO)值时，要综合考虑这两个反应。,【解析】(1)反应热等于反应物键能减去生成物键能，根据反应：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)可知H1=1 076 kJmol-1+2 436 kJmol-1-3413 kJmol-1-343 kJmol-1-465 kJmol-1= -99 kJmol-1，再根据盖斯定律：-=，则H3=-58 kJmol-1 +99 kJmol-1=+41 kJmol-1。,(2)根据平衡常数表达式可知反应的K= ；正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，所以平衡常数减小，a正确。,(3)升高温度时，反应为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大；反应为吸热反应，平衡向右移动，产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率减小；由于同温时反应加压右移，有利于CO的转化，反应平衡不移动，CO的量不受压强影响，故增大压强时，有利于CO的转化率升高，所以图2中的压强由大到小为p3p2p1。,答案：(1)-99 +41 (2)K= 或Kp= a 反应为放热反应，平衡常数数值应随温度升高而变小,(3)减小 升高温度时，反应为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大；反应为吸热反应，平衡向右移动，又使产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低 p3p2p1 相同温度下，由于反应为气体分子数减小的反应，加压有利于提高CO的转化率；而反应为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响，故增大压强时，有利于CO的转化率升高,【误区提醒】使用化学平衡常数应注意的四个问题 (1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。 (2)化学平衡常数表示反应进行的程度，不表示反应的快慢，即化学反应速率快，K值不一定大。 (3)平衡常数表达式与方程式的书写形式有关，对于同一个反应，当方程式的化学计量数发生变化时，平衡常数的数值及单位均发生变化，当方程式逆写时，此时平衡常数为原平衡常数的倒数。,(4)多种平衡的平衡常数的书写规则：在相同条件下，如有两个反应 方程式相加或相减得到第三个反应方程式，则第三个反应方程式的平 衡常数为前两个反应方程式平衡常数之积或之商，即K3=K1K2或 K3= 。,【题组过关】 1.(2015怀化一模)在25时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：,下列说法错误的是( ) A.反应达到平衡时，X的转化率为50% B.反应可表示为X+3Y 2Z，其平衡常数值为1 600 C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大 D.改变温度可以改变此反应的平衡常数,【解析】选C。反应达到平衡时，X的转化率为 100%= 50%，A正确；由表中的数据可得方程式为X+3Y 2Z，K= =1 600，B正确；增大压强不能改变平衡常数，C错误；改变温度，平衡移动，该反应的平衡常数改变，D正确。,2.(2015益阳一模)已知(HF)2(g) 2HF(g) H0，且平衡体系的总质量(m总)与总物质的量(n总)之比在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( ),A.温度：T1va D.当 =30 gmol-1时，n(HF)n(HF)2=21,【解析】选C。由题给信息知该反应为气体分子数增大的吸热反应， 从图象可以看出，当压强不变时，由T1到T2， 增大，说明n总减 小，平衡左移，即平衡向放热反应方向移动，所以由T1到T2为降低温 度的过程，即T1T2，A项错误；由于T1温度较高，升高温度平衡右 移，故温度为T1时的平衡常数大于温度为T2时的平衡常数，再结合温 度不变平衡常数不变知，K(b)K(a)=K(c)，B项错误；温度越高，反 应速率越大，压强越大，反应速率越大，故vbva，C项正确；设n(HF) 为xmol，n(HF)2为ymol，当 =30 gmol-1时，有 =30， 解得x=y，即n(HF)n(HF)2=11，D项错误。,【加固训练】1.(2015绵阳二模)已知反应X(g)+Y(g) R(g)+ Q(g)的平衡常数与温度的关系如表。830时，向一个2 L的密闭容 器中充入0.2 mol X和0.8 mol Y，反应初始4 s内 (X)= 0.005 molL-1s-1。下列说法正确的是( ),A.4 s时容器内c(Y)=0.76 molL-1 B.830达平衡时，X的转化率为80% C.反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动 D.1 200时反应R(g)+Q(g) X(g)+Y(g)的平衡常数K=0.4,【解析】选B。反应初始4 s内 (X)=0.005 molL-1s-1，则4 s内X 的浓度变化量c(X)= (X)t=0.02 molL-1，由X与Y的浓度变 化量之比等于化学计量数之比可知，4 s内Y的浓度变化量c(Y)= 0.02 molL-1，Y的起始浓度为0.4 molL-1，则4 s时容器内c(Y)= 0.38 molL-1，A错误；设平衡时，R的浓度为xmolL-1，建立三段 式过程分析：,X(g) + Y(g) R(g)+Q(g) 起始(molL-1) 0.1 0.4 0 0 转化(molL-1) x x x x 平衡(molL-1) 0.1-x 0.4-x x x 则K(830)=1.0=c(R)c(Q)/c(X)c(Y)=x2/(0.1-x) (0.4-x)，解得x=0.08，则X的转化率为0.08/0.1100%=80%，B正,确；由表中数据可知，温度越高平衡常数越小，说明升高温度平衡向 逆反应方向移动，正反应是放热反应，C错误；正逆反应平衡常数互 为倒数，故1 200时反应R(g)+Q(g) X(g)+Y(g)的平衡常数K= =2.5，D错误。,2.(2015衡水一模)容积均为1 L的甲、乙两个容器中，分别充入 2 mol A、2 mol B和1 mol A、1 mol B，相同条件下，发生下列反 应：A(g)+B(g) xC(g) H0。测得两容器中c(A)随时间t的变 化如图所示，下列说法不正确的是( ),A.x=1 B.此条件下，该反应的平衡常数K=4 C.给乙容器升温可缩短反应达到平衡的时间但不能提高平衡转化率 D.甲和乙中B的平衡转化率相等,【解析】选A。由题图知，两容器中A的转化率相等，说明压强不影响 平衡的移动，所以x=2，A错误；甲容器中，平衡时，A的浓度为 1 molL-1，则B的浓度为1 molL-1，C的浓度为2 molL-1，根据 平衡常数表达式得K=4，B正确；升高温度，平衡向逆反应方向移动， 导致平衡转化率降低，但能加快反应速率，缩短反应达到平衡所用的 时间，C正确；由甲和乙中A的转化率相等知，B的平衡转化率也相 等，D正确。,【备选考点】等效平衡 【典例】(2015泰州二模)臭氧是理想的烟气脱硝剂，其脱硝反应为 2NO2(g)+O3(g) N2O5(g)+O2(g)，在T温度下，向2.0 L恒容密闭容 器中充入2.0 mol NO2和1.0 mol O3，经过一段时间后达到平衡。反 应过程中测定的部分数据见表：,下列有关说法正确的是( ) A.反应在03 s内的平均速率v(NO2)=0.24 molL-1s-1 B.24 s后，若保持其他条件不变，降低温度，达到新平衡时测得c(O2)=0.44 molL-1，则反应的H0 C.在T温度下，起始时向容器中充入1.0 mol NO2、0.5 mol O3和 0.50 mol N2O5、0.50 mol O2，反应达到平衡时，压强为起始时的 0.44倍 D.在T温度下，起始时向容器中充入2.0 mol N2O5和2.0 mol O2，达 到平衡时，N2O5的转化率大于20%,【解析】选B。A项，03 s内v(O2)= =0.06 molL-1s-1， v(NO2)=2v(O2)=20.06 molL-1s-1=0.12 molL-1s-1，错误； B项，降低温度后，n(O2)=0.44 molL-12.0 L=0.88 mol，O2的量 比原平衡时增多，即反应正向移动，所以正反应为放热反应，正确； C项，选项中投入量与题干完全等同，所以平衡时与题干也完全相同， 则有n(O2)=n(N2O5)=0.8 mol，n(NO2)=0.4 mol，n(O3)=0.2 mol，压 强之比等于物质的量之比，(0.8+0.8+0.2+0.4)/(1.0+0.5+0.5+0.5)=,0.88，错误；D项，选项中投入量为题干的2倍，则相当于加压，平衡 向生成N2O5和O2的方向转化，所以N2O5的转化率小于(2.0-0.82)/ 2.0100%=20%，错误。,【误区提醒】等效平衡的解决思路 (1)解题思路。 “一边倒”原则。 可逆反应，在条件相同时(等温等容)，若达到等同平衡，其初始状态必须能互变，从极限角度看，就是各物质的物质的量要相当。因此，可以采用“一边倒”的原则来处理以下问题：化学平衡等同条件(等温等容)。,“过渡态”方法。 思路：各种反应物的浓度增加相同倍数，相当于增大体系压强，根据平衡移动方向来确定转化率的变化情况。,(2)等效体系(百分含量等效)。 恒温恒容下。 a.反应前后，气体的化学计量数不同(即0)，等同等效。 如N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 起始/mol 1 4 0 起始/mol a b c 等效条件：a+ c=1 b+ c=4,b.反应前后，气体的化学计量数相同(即=0)，等比等效。 同的起始和起始，其等效条件：(a+0.5c)/(b+1.5c)= 恒温恒压下，一定是等比等效。,【即时训练】 1.在3个2 L的密闭容器中，在相同的温度下、使用相同的催化剂分别 进行反应：3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)。按不同方式投入反应物， 保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时有关数据如下：,下列说法不正确的是( ) A.容器乙中反应从开始至达到平衡的反应速率v(H2)= 0.3 molL-1min-1 B.在该温度下甲容器中反应的平衡常数K= C.2c11.5 D.21=2,【解析】选C。容器乙中反应从开始至达到平衡的反应速率为v(H2)=3v(N2)=3( -1.5 molL-1)/5 min=0.3 molL-1min-1， 故A正确；根据平衡时氮气浓度得到平衡时的氢气浓度为3c1-1.5，氨 气的浓度为2-2c1，在该温度下甲容器中反应的平衡常数K= 故B正确；假设甲、乙在恒压的容器中进行，可构成等效平衡，c1= 1.5/2=0.75，恒容时乙相对于甲为加压，平衡正向移动，所以c1 0.75，故C错误；由于反应物和生成物都是气体，所以乙中气体质 量是甲的2倍，两容器体积相等，故D正确。,2.向一容积不变的密闭容器中充入1 mol N2O4，建立了平衡N2O4 2NO2，测知N2O4的转化率为a%，在其他条件不变时再通入1 mol N2O4，待重新建立新平衡时N2O4的转化率为b%。a与b的大小关系为 ( ) A.ab C.a=b D.无法确定,【解析】选B。假设在新、旧平衡之间有一个中间过程，如图：,假设将状态的容器的容积扩大为原来的2倍，再加入1 mol N2O4，即构成其他条件不变时与之等效的中间状态，N2O4的转化率相同。将状态压缩到状态，平衡必逆向移动，N2O4的转化率必减小。,化学反应速率和化学平衡有关图象 【典题示例】(2015四川高考T7)一定量的CO2与足量的碳在体积 可变的恒压密闭容器中反应：C(s)+CO2(g) 2CO(g)，平衡 时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：,已知：气体分压(p分)=气体总压(p总)体积分数。下列说法正确的 是( ) A550 时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动 B650 时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0% CT 时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动 D925 时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp= 24.0p总,B,【审题指导】抽丝剥茧 溯本求源,【类题通法】 1.审题。 审明各物质的状态(有无固体、液体)，明确气体分子数的变化(变大、变小、不变)，正反应是吸热还是放热。,2.析题找准解题的突破口。,3.解题掌握分析的方法： (1)三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看v(正)、v(逆)的相对大小；三看化学平衡移动的方向。 (2)先拐先平数值大。在含量(转化率)时间曲线中，先出现拐点的反应则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。,(3)定一议二。当图象中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。 (4)想规律做判断：联想化学反应速率、化学平衡移动规律，将图表与原理结合，对照得出结论。 4.检查正确解题的保证。 最后要对照试题进行认真的检查核对，避免失误。,【即时训练】 (2015盐城一模)向甲、乙、丙三个密闭容器中充入一定量的A和B， 发生反应：A(g)+B(g) 2C(g)。各容器的反应温度、反应物起始 量，反应过程中C的浓度随时间变化关系分别用下表和下图表示：,下列说法正确的是( ) A.由图可知：T1T2，且该反应为吸热反应 B.T1时该反应的平衡常数K=3.6 C.前10 min甲、乙、丙三个容器中 A的反应速率： v(A)甲=v(A)乙v(A)丙 D.平衡时A的质量m：m乙m甲m丙,【解析】选C。比较甲与乙可知，乙先达到平衡，故温度T1T2，温度 越高，C的浓度越低，说明升高温度平衡逆向移动，故该反应为放热 反应，故A错误；由图可知，平衡时甲容器内C的浓度为1.5 molL-1， 则： A(g) + B(g) 2C(g) 开始(molL-1)： 1 2 0 变化(molL-1)： 0.75 0.75 1.5 平衡(molL-1)： 0.25 1.25 1.5,T1时该反应的平衡常数K=1.52(0.251.25)=7.2，故B错误；由图 可知，前10 min甲容器中C的浓度变化量为1.0 molL-1，乙容器中 C的浓度变化量为1.0 molL-1，丙容器中C的浓度变化量为 2.0 molL-1，故v(A)甲=v(A)乙v(A)丙，故C正确；由图可知，平衡时 A的质量：m甲m乙m丙，故D错误。,【加固训练】1.(2015龙岩二模)甲烷水蒸气重整制合成气是利用甲 烷资源的途径之一，该过程的主要反应是CH4(g)+H2O(g) CO(g) + 3H2(g) 其他条件相同，在不同催化剂(、)作用下反应相同时 间后，体系中CO含量随反应温度的变化如图所示。下列说法正确的是 ( ),A.相同条件下，催化剂催化效率更高 B.b点表示上述反应在对应条件下的平衡状态 C.根据图象，无法判断该反应是否为吸热反应 D.该反应平衡常数表达式为K=c(CO)c3(H2)/c(CH4),【解析】选C。700时催化剂催化效率低于催化剂，A错误；b点时CO的百分含量低于c点，故不是对应条件下的平衡状态，B错误；根据图象无法判断该反应是否为吸热反应，C正确；该反应平衡常数表达式为K=c(CO)c3(H2)/c(CH4)c(H2O)，D错误。,2.(2015三明一模)在某一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反 应：A(g)+B(g) 2C(g) H0。t1时刻达到平衡后，在t2时刻改 变某一条件，其反应过程如图所示。下列说法正确的是( ),A.Ot2时，v(正)v(逆) B.、两过程达到平衡时，A的体积分数 C.t2时刻改变的条件是向密闭容器中加C D.、两过程达到平衡时，平衡常数,【解析】选C。根据图象可知t1时刻反应已经达到平衡状态，正、逆反应速率相等，A错误。t2时刻逆反应速率突然增大，然后逐渐减小，但平衡不移动；由于反应前后体积不变，因此改变的条件是加入物质C，但平衡是等效的，所以A的体积分数不变，B错误，C正确。由于温度不变，因此平衡常数相等，D错误。,3.(2015日照一模)向密闭容器中充入物质A和B，发生反应aA(g)+ bB(g) cC(g)。反应过程中，物质A的含量(A%)和C的含量(C%)随 温度(T)的变化曲线如图所示，下列说法正确的是( ),A.该反应在T1、T3温度时达到过化学平衡 B.该反应在T2温度时达到过化学平衡 C.该反应的逆反应是放热反应 D.升高温度，平衡会向正反应方向移动,【解析】选B。T1温度之后A%继续变小，C%继续增大，T3温度之后A%继续增大，C%继续减小，故T1、T3温度时未达到化学平衡，故A错误；T2温度之前A%变小，C%从0逐渐增大，而T2温度之后A%逐渐增大，C%逐渐减小，说明T2温度之前是反应没有达到平衡状态，故B正确；T2温度时恰好平衡，T2温度之后A%逐渐增大，C%逐渐减小，说明T2温度之后是温度升高使平衡向左移动，所以逆反应是吸热反应，温度升高使平衡向逆反应方向移动，故C、D错误。,
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