高考化学 考前三月冲刺 第一部分 专题3 8化学反应速率 化学平衡课件.ppt

学案8化学反应速率化学平衡 专题3化学基本理论 1 化学反应速率 计算 影响因素 2 化学平衡状态 判断 平衡常数 平衡移动 转化率 3 特点 方程式特点 容器特点 4 关系 速率与平衡的关系 Q与K的关系 5 结合 速率 平衡理论与生活 生产的结合 数形结合 几种平衡图像 高考关键词 核心考点回扣 高考题型1化学反应速率及影响因素 高考题型2化学平衡状态及移动方向的判断 高考题型3化学平衡常数和转化率的计算 内容索引 高考题型4以图像为载体的化学反应速率和平衡的综合考查 核心考点回扣 1 某温度时 在2L密闭容器中X Y Z三种物质随时间的变化关系曲线如图所示 1 由图中的数据分析 该反应的化学方程式为 2 反应开始至2min Z的平均反应速率为 3 反应开始至2min 用X Y表示的平均反应速率分别为 4 5min后Z的生成速率 填 大于 小于 或 等于 5min末Z的分解速率 0 05mol L 1 min 1 0 075mol L 1 min 1 0 025mol L 1 min 1 等于 2 一定条件下反应C s CO2 g 2CO g H 0 在体积不变的密闭容器中达到平衡 按要求回答下列问题 1 平衡常数表达式是 2 若升高温度 反应速率 填 增大 减小 或 不变 下同 平衡常数K 平衡向 方向移动 3 若再通入一定量的CO2气体 反应速率 平衡常数K 平衡向 方向移动 CO2的转化率 4 若再充入一定量的N2 反应速率 平衡常数K 平衡 移动 增大 增大 正反应 增大 不变 正反应 减小 不变 不变 不 3 正误判断 正确的打 错误的打 1 在其他条件不变时 使用催化剂 正反应速率和逆反应速率同等倍数加快 平衡不移动 2 当某反应达到限度时 反应物和生成物的浓度一定相等 3 在一定条件下 向密闭容器中充入1molN2和3molH2充分反应 达到平衡时N2 H2 NH3三者共存 4 当一个可逆反应达到平衡状态时 正向反应速率和逆向反应速率相等且都等于0 5 在相同温度下 在相同容积的两个密闭容器中分别充入1molN2和3molH2 2molNH3 当反应达到平衡时 两平衡状态中NH3的体积分数相同 6 化学平衡移动 化学平衡常数不一定改变 7 加入少量CH3COONa晶体可以减小Zn与稀硫酸反应的速率 但不影响产生H2的总量 8 化学平衡向右移动 一定是正反应速率增大或逆反应速率减小 9 任何可逆反应达到平衡后 改变温度 平衡一定发生移动 10 化学反应速率发生变化 化学平衡一定发生移动 11 对于反应Zn H2SO4 ZnSO4 H2 增加Zn的质量 不考虑表面积变化 生成H2的速率加快 12 对于可逆反应2SO2 O2 2SO3 改变条件使平衡向右移动 SO2的转化率可能增大 也可能减小 13 在温度不变的条件下 改变条件使2SO2 O2 2SO3的平衡向右移动 平衡常数不变 真题调研 高考题型1化学反应速率及影响因素 1 2015 海南 8改编 10mL浓度为1mol L 1的盐酸与过量的锌粉反应 若加入适量的下列溶液 能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是 A K2SO4B CH3COOHC CuSO4D Na2CO3 解析锌与稀盐酸反应过程中 若加入物质使反应速率降低 则溶液中的氢离子浓度减小 但由于不影响氢气的生成量 故氢离子的总物质的量不变 A项 硫酸钾为强酸强碱盐 不发生水解 若加入其溶液 则对盐酸产生稀释作用 氢离子浓度减小 但H 物质的量不变 正确 B项 加入醋酸使溶液中氢离子的物质的量增加 生成氢气的量增加 错误 C项 加入硫酸铜溶液 Cu2 会与锌反应生成铜 构成原电池 会加快反应速率 错误 D项 加入碳酸钠溶液 会与盐酸反应 使溶液中的氢离子的物质的量减少 导致反应速率减小 生成氢气的量减少 错误 答案A 2 2015 福建理综 12 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 00B 同时改变反应温度和蔗糖的浓度 v可能不变C b 318 2D 不同温度时 蔗糖浓度减少一半所需的时间相同 解析A项 根据表中的数据可知 328 2K时 蔗糖溶液的浓度越大 水解的速率越快 根据浓度与速率的变化关系可知 蔗糖的浓度每减小0 100mol L 1 速率减小1 50mmol L 1 min 1 所以在浓度为0 400mol L 1时 蔗糖水解的速率a 6 00mmol L 1 min 1 正确 B项 根据表中的数据可知 温度越高 水解速率越快 浓度越高 水解速率也越快 同时改变反应物的浓度和反应的温度 若二者对反应速率的影响趋势相反 并能相互抵消 反应速率也可能不变 正确 C项 在物质的浓度不变时 温度升高 水解速率加快 温度降低 水解速率减慢 由于在物质的浓度为0 600mol L 1时 当318 2K时水解速率是3 60mmol L 1 min 1 现在该反应的速率为2 16mmol L 1 min 1 小于3 60mmol L 1 min 1 所以反应温度低于318 2K 即b 318 2 正确 D项 由于温度不同时 在相同的浓度时的反应速率不同 所以不同温度下 蔗糖浓度减少一半所需的时间不同 错误 答案D 3 2014 北京理综 12 一定温度下 10mL0 40mol L 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 如下表 下列叙述不正确的是 溶液体积变化忽略不计 A 0 6min的平均反应速率 v H2O2 3 3 10 2mol L 1 min 1B 6 10min的平均反应速率 v H2O2 3 3 10 2mol L 1 min 1C 反应到6min时 c H2O2 0 30mol L 1D 反应到6min时 H2O2分解了50 D项 反应至6min时 消耗n H2O2 2 10 3mol n H2O2 总 4 10 3mol 所以H2O2分解了50 正确 答案C 核心透析 1 化学反应速率的简单计算对于反应mA g nB g cC g dD g 2 同一反应用不同的物质表示反应速率时 数值可能不同 但意义相同 不同物质表示的反应速率 存在如下关系 v A v B v C v D m n c d 3 注意事项 浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质 不适用于固体和纯液体 化学反应速率是某段时间内的平均反应速率 而不是即时速率 且计算时取正值 2 外界条件对化学反应速率的影响 1 温度 因为任何反应均伴随着热效应 所以只要温度改变 反应速率一定改变 如升温 v正和v逆均增大 但v吸增大程度大 2 催化剂能同等程度地增大正 逆反应速率 缩短达到化学平衡的时间 3 增大反应物 或生成物 浓度 正反应 或逆反应 速率立即增大 逆反应 或正反应 速率瞬时不变 随后增大 4 改变压强可以改变有气体参加或生成的化学反应的速率 但压强对化学反应速率的影响是通过改变物质浓度产生的 无气体的反应 压强变化对反应速率无影响 5 纯液体和固体浓度视为常数 它们的量的改变不会影响化学反应速率 但固体颗粒的大小导致接触面的大小发生变化 故影响反应速率 对点模拟 考向1反应速率计算及影响因素1 一定条件下 向2L密闭容器中加入2molN2和10molH2 发生反应N2 g 3H2 g 2NH3 g 2min时测得剩余N2为1mol 此时表示的化学反应速率正确的是 A v N2 0 25mol L 1 min 1B v H2 0 5mol L 1 min 1C v NH3 1mol L 1 min 1D v NH3 0 25mol L 1 min 1 起始 mol2100变化 mol2 1322min末 mol110 32 答案A 2 某温度下 对可逆反应 2X g Y g Z g W s H 0的下列叙述正确的是 A 加入少量W 逆反应速率增大B 升高温度时 正反应速率增大 逆反应速率也增大C 压强不变 充入与反应体系不反应的N2 反应速率减小 体积不变 充入N2 反应速率增大D 增大压强 正反应速率增大 逆反应速率减小 解析W为固体 加入少量W并不能增大生成物的浓度 反应速率不变 A项错误 升高温度 v正 v逆都增大 但增大的程度不一致 B项正确 当压强不变时充入N2 可使体系中参加反应的各物质的浓度降低 反应速率减小 当容器体积不变时充入N2 虽然总压强增大 但参加反应的各物质的浓度不变 故反应速率不变 C项错误 增大压强 v正 v逆均增大 D项错误 答案B 3 在恒温 恒容的密闭容器中进行反应2H2O22H2O O2 若H2O2溶液的浓度由2 0mol L 1降到1 0mol L 1需10s 那么H2O2浓度由1 0mol L 1降到0 5mol L 1所需的反应时间为 A 5sB 大于5sC 小于5sD 无法判断 解析H2O2溶液浓度由2 0mol L 1降到1 0mol L 1需要10s 可推知若降到0 5mol L 1需要5s 但后一次浓度的降低是在前面的基础上 由于H2O2溶液浓度减小 反应速率减小 则后面的反应所需时间大于5s 故选B 答案B 4 已知COCl2 g Cl2 g CO g H 108kJ mol 1 反应体系达到平衡后 各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示 第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出 1 比较产物CO在2 3min 5 6min和12 13min时平均反应速率 平均反应速率分别以v 2 3 v 5 6 v 12 13 表示 的大小 解析CO的平均反应速率 也就是单位时间内CO增加的物质的量浓度 时段2 3min内 12 13min内 反应均处于平衡状态 CO的平均反应速率为0 而时段5 6min内反应没有达到化学平衡状态 CO的平均反应速率大于0 故有v 5 6 v 2 3 v 12 13 v 5 6 v 2 3 v 12 13 0 2 比较反应物COCl2在5 6min和15 16min时平均反应速率的大小 v 5 6 v 15 16 填 或 改变的条件可能是 解析将第14min改变条件的一瞬间体系内各物质浓度与平衡浓度相比发现 各物质浓度均减小了 故改变的条件是减小体系的压强 使容器容积增大导致 v 5 6 v 15 16 减小压强 易错警示 1 不注意容器的容积 如第1题错选C 2 误认为压强增大 化学反应速率一定增大 如第2题错选C 3 平均速率是根据一段时间的浓度改变量计算而得 与瞬时速率不同 如第4题 1 问忽视2 3min 12 13min浓度的改变量为0 而不会判断速率的大小 4 忽视压强 温度对v正 v逆影响的一致性 如第2题 B D项 升高温度 增大压强 v正 v逆都增大 只是增大的程度不同 考向2影响反应速率因素的实验探究5 已知 2KMnO4 5H2C2O4 3H2SO4 K2SO4 2MnSO4 8H2O 10CO2 向酸性KMnO4溶液中加入一定量的H2C2O4溶液 当溶液中的KMnO4耗尽后 溶液紫色将褪去 某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应来探究 外界条件对化学反应速率的影响 1 探究反应物浓度对化学反应速率的影响 该小组设计了如下实验方案 表中x mL 理由是 解析根据表中提供的数据可知 应控制KMnO4的浓度不变 调节H2C2O4的浓度 所以x 2 0 即总体积保持13 0mL不变 答案2 0保证其他条件不变 只改变反应物H2C2O4的浓度 从而才能达到对照实验目的 2 实验过程中发现如下异常现象 在开始一段时间内反应速率较小 溶液褪色不明显 但反应一段时间后 溶液突然褪色 反应速率明显增大 探究异常现象的原因 某同学认为该反应放热 导致溶液的温度升高 从而使反应速率增大 从影响化学反应速率的因素看 你认为还可能是 的影响 解析随着反应进行 反应物的浓度越来越小 反应在敞口容器中进行 故可排除压强的影响 因此可猜想是由于催化剂的影响 此催化剂只能来源于生成物 故为Mn2 Mn2 的催化作用 或催化剂 若要用实验证明你的猜想 除酸性高锰酸钾溶液 草酸溶液外 还可以在反应开始时加入 填字母 A 硫酸钾B 硫酸锰C 氯化锰D 水解析C中Cl 原反应物和生成物中都没有 且Cl 易与KMnO4发生氧化还原反应 故只能选B B 易错警示 控制变量 即其他条件不变 只改变一种条件 在研究影响化学反应速率的因素时 由于外界影响因素较多 一定要弄清变量和定量 特别是要注意在改变某一变量时 是否会影响到某一定量 如第5题 1 问在设计实验时 为确保每次实验时KMnO4浓度不变 要用适量的蒸馏水调整 保证每次反应体系的总体积相同 高考题型2化学平衡状态及移动方向的判断 真题调研 1 高考选项组合题 下列说法正确的是 A 对CO g H2S g COS g H2 g 达到平衡后 升高温度 H2S浓度增加 表明该反应是吸热反应 2015 重庆理综 7A B 对CO g H2S g COS g H2 g 达到平衡后 通入CO后 正反应速率逐渐增大 2015 重庆理综 7B C 一定条件下反应N2 3H2 2NH3达到平衡时 3v正 H2 2v逆 NH3 2015 江苏 11D D 对于反应CO g H2O g CO2 g H2 g H 0 只改变压强 平衡不发生移动 反应放出的热量不变 2013 山东理综 12B 解析A项 升高温度 H2S浓度增加 说明平衡逆向移动 则该反应是放热反应 错误 B项 通入CO后 正反应速率瞬间增大 又逐渐减小 错误 C项 N2 3H2 2NH3达到平衡时 应为2v正 H2 3v逆 NH3 错误 答案D 2 2012 上海 33 用氮化硅 Si3N4 陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件 能大幅度提高发动机的热效率 工业上用化学气相沉积法制备氮化硅 其反应如下 一定条件下 在密闭恒容的容器中 能表示上述反应达到化学平衡状态的是 填字母 a 3v逆 N2 v正 H2 b v正 HCl 4v正 SiCl4 c 混合气体密度保持不变d c N2 c H2 c HCl 1 3 6 解析利用化学反应速率之比等于化学方程式计量数之比可知a项叙述的真实含义是v正 v逆 表示反应达到平衡状态 b项均表示正反应速率 无论反应是否处于平衡状态 都成立 混合气体密度不变说明气体质量不变 而平衡移动气体质量会发生改变 所以c项表示反应达到平衡状态 d项表示的浓度关系与是否平衡无关 答案ac 3 2014 海南 12改编 将BaO2放入密闭的真空容器中 反应2BaO2 s 2BaO s O2 g 达到平衡 保持温度不变 缩小容器容积 体系重新达到平衡 下列说法正确的是 A 平衡常数减小B BaO量不变C 氧气压强增大D BaO2量增加 解析A项 化学平衡常数只与温度有关 温度不变 化学平衡常数不改变 错误 B项 由于该反应2BaO2 s 2BaO s O2 g 的正反应是体积增大的反应 当温度保持不变时 缩小容器体积 相当于加压 平衡会向体积减小的方向即逆反应方向移动 所以BaO量减小 BaO2量增加 B错误 D正确 C项 由于温度不变 则化学平衡常数 K c O2 不变 所以c O2 不变 所以氧气压强不变 错误 答案D 4 2013 江苏 15改编 一定条件下存在反应 CO g H2O g CO2 g H2 g 其正反应放热 现有三个相同的2L恒容绝热 与外界没有热量交换 密闭容器 在 中充入1molCO和1molH2O 在 中充入1molCO2和1molH2 在 中充入2molCO和2molH2O 700 条件下开始反应 达到平衡时 下列说法正确的是 A 容器 中正反应速率相同B 容器 中反应的平衡常数相同C 容器 中CO的物质的量比容器 中的多D 容器 中CO的转化率与容器 中CO2的转化率之和等于1 解析该反应的特点是反应前后气体的总物质的量不变且正向放热 容器特点绝热 开始容器 反应都向右进行 容器温度会升高 温度升高会抑制正反应进行的程度 同时容器 起始投料是 的两倍 因此平衡后T3 T1 700 而容器 反应向左进行 容器温度会降低 也会抑制向左进行的程度 同时T2 700 T1 依据平衡移动原理判断A B D错 C正确 答案C 核心透析 1 化学平衡状态的判断方法指导思想 选定反应中的 变量 即随反应进行而变化的量 当 变量 不再变化时 反应已达平衡 2 间接判断依据 对于有有色气体存在的反应体系 如2NO2 g N2O4 g 等 若体系的颜色不再发生改变 则反应已达平衡状态 对于有气体存在且反应前后气体的物质的量发生改变的反应 如N2 g 3H2 g 2NH3 g 若反应体系的压强不再发生变化或平均相对分子质量不再发生变化 则说明反应已达平衡状态 注意 对于有气体存在且反应前后气体的物质的量不发生改变的反应 如 2HI g H2 g I2 g 反应过程中的任何时刻体系的压强 气体的物质的量 平均相对分子质量都不变 故体系压强 气体的物质的量 平均相对分子质量不变均不能说明反应已达平衡状态 2 分析化学平衡移动的一般思路 对点模拟 考向1平衡状态的建立1 下列说法可以证明H2 g I2 g 2HI g 已达平衡状态的是 单位时间内生成nmolH2的同时 生成nmolHI 一个H H键断裂的同时有两个H I键断裂 百分含量w HI w I2 反应速率v H2 v I2 v HI c HI c H2 c I2 2 1 1 温度和体积一定时 某一生成物浓度不再变化 温度和体积一定时 容器内压强不再变化 条件一定 混合气体的平均相对分子质量不再变化 温度和体积一定时 混合气体颜色不再变化 温度和压强一定时 混合气体的密度不再变化A B C D 解析对于反应前后气体分子数相等的可逆反应 平均相对分子质量 压强及密度不能用来判断反应是否达到平衡 答案B 2 将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中 固体试样体积忽略不计 在恒定温度下使其达到分解平衡 NH2COONH4 s 2NH3 g CO2 g 判断该分解反应已经达到化学平衡的是 A 2v NH3 v CO2 B 密闭容器中c NH3 c CO2 2 1C 密闭容器中混合气体的密度不变D 密闭容器中氨气的体积分数不变 解析该反应为有固体参与的非等体反应 且容器体积不变 所以压强 密度均可作化学平衡标志 答案C 考向2平衡移动方向或结果的判定3 在某恒温 恒容的密闭容器内发生反应 2NO2 g 2NO g O2 g H 0 开始时充入2molNO2并达到平衡 下列说法正确的是 A 再充入2molNO2 平衡正向移动 O2的体积分数增大B 升高温度 O2的体积分数减小C 增大压强 化学平衡逆向移动 NO2的体积分数增大D 再充入1molO2 NO2的体积分数增大 解析再充入2molNO2 相当于增大压强 平衡逆向移动 O2的体积分数减小 A错 升高温度 平衡正向移动 O2的体积分数增大 B错 再充入1molO2 虽然平衡逆向移动 NO2的物质的量增大 但NO2的体积分数减小 D错 答案C 4 下列说法正确的是 A 工业生产硫酸中采用高温可提高二氧化硫的转化率B 合成氨工业中 适当高的温度既可以提高反应速率 又可以使催化剂的活性最大C 用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳气体 升高温度可使吸收速率加快D 酯化反应是一个可逆的吸热反应 故温度越高越有利于生成酯 解析二氧化硫的催化氧化是一个放热反应 采用高温会使其转化率降低 A错 升温后二氧化碳的溶解度会降低 使吸收速率减慢 C错 温度过高会发生副反应 D错 答案B 5 将等物质的量的X Y气体充入某密闭容器中 一定条件下 发生如下反应并达到平衡 X g 3Y g 2Z g H 0 改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡 下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是 解析升温 平衡向吸热反应的方向移动 即逆向移动 X的转化率变小 A项正确 增大压强 平衡向气体分子数减小的方向移动 即正向移动 X的物质的量减小 但由于容器体积减小 各组分的浓度均比原平衡的大 故B项错误 增大一种反应物的浓度 能够提高另一种反应物的转化率 而其本身的转化率降低 故C项错误 催化剂只能改变反应速率 不能影响平衡状态 故各物质的体积分数不变 D项错误 答案A 高考题型3化学平衡常数和转化率的计算 真题调研 1 2015 全国卷 28 4 Bodensteins研究了下列反应 2HI g H2 g I2 g 在716K时 气体混合物中碘化氢的物质的量分数x HI 与反应时间t的关系如下表 根据上述实验结果 该反应的平衡常数K的计算式为 上述反应中 正反应速率为v正 k正x2 HI 逆反应速率为v逆 k逆x H2 x I2 其中k正 k逆为速率常数 则k逆为 以K和k正表示 若k正 0 0027min 1 在t 40min时 v正 min 1 解析到达平衡时 v正 v逆 即k正x2 HI k逆x H2 x I2 k逆 k正 k正 K 在t 40min时 x HI 0 85 v正 k正x2 HI 0 0027min 1 0 85 2 1 95 10 3min 1 k正 K 1 95 10 3 2 2014 福建理综 24 3 已知t 时 反应FeO s CO g Fe s CO2 g 的平衡常数K 0 25 t 时 反应达到平衡时n CO n CO2 解析根据该反应的K c CO2 c CO 0 25 可知反应达到平衡时n CO n CO2 4 1 4 1 若在1L密闭容器中加入0 02molFeO s 并通入xmolCO t 时反应达到平衡 此时FeO s 转化率为50 则x 解析根据反应 FeO s CO g Fe s CO2 g 0 05 3 2014 山东理综 29 1 2 研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时 涉及如下反应 2NO2 g NaCl s NaNO3 s ClNO g K1 H1 0 2NO g Cl2 g 2ClNO g K2 H2 0 1 4NO2 g 2NaCl s 2NaNO3 s 2NO g Cl2 g 的平衡常数K 用K1 K2表示 解析观察题给的三个方程式可知 题目所求的方程式可由 2 得到 故该反应的平衡常数K 2 为研究不同条件对反应 的影响 在恒温条件下 向2L恒容密闭容器中加入0 2molNO和0 1molCl2 10min时反应 达到平衡 测得10min内v ClNO 7 5 10 3mol L 1 min 1 则平衡后n Cl2 mol NO的转化率 1 其他条件保持不变 反应 在恒压条件下进行 平衡时NO的转化率 2 1 填 或 平衡常数K2 填 增大 减小 或 不变 若要使K2减小 可采取的措施是 解析由题给数据可知 n ClNO 7 5 10 3mol L 1 min 1 10min 2L 0 15mol 2NO g Cl2 g 2ClNO g 故n Cl2 0 025mol 其他条件保持不变 由恒容条件 2L 改为恒压条件 因该反应是气体分子数减小的反应 平衡正向移动 NO的转化率增大 即 2 1 平衡常数只是温度的函数 故由恒容条件改为恒压条件时平衡常数不变 要使平衡常数减小 平衡应逆向移动 因为反应 是放热反应 故应升高温度 答案2 5 10 275 不变升高温度 核心透析 1 化学平衡计算中常用公式对于可逆反应 mA g nB g pC g qD g 在一定温度下达到化学平衡时 其计算的表达式为 2 正反应的平衡常数与逆反应的平衡常数互为倒数 3 几个可逆反应方程式相加 得总方程式 则总反应的平衡常数等于分步反应平衡常数之积 如 真题调研 第3题 1 问 3 平衡常数的应用 1 根据平衡常数判断可逆反应进行的程度平衡常数越大 正反应进行的程度越大 反应物的转化率越高 平衡后生成物的浓度越大 反应物的浓度越小 2 利用K与Q的关系判断反应所处状态Q K 反应达到平衡状态 QK 反应向逆反应方向移动 3 根据K随温度的变化关系确定正反应是吸热反应还是放热反应 4 利用化学平衡常数计算反应物或生成物的浓度及反应物的转化率 4 化学平衡计算解题模板 1 化学平衡计算的基本模式 平衡 三步曲 根据反应进行 或移动 的方向 设定某反应物消耗的量 然后列式求解 例 mA nB pC qD起始量 ab00变化量 mxnxpxqx平衡量 a mxb nxpxqx 注意 变化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例 这里a b可指 物质的量 浓度 体积等 弄清起始浓度 平衡浓度 平衡转化率三者之间的互换关系 在使用平衡常数时 要注意反应物或生成物的状态 2 极限思维模式 一边倒 思想极限思维有如下口诀 始转平 平转始 欲求范围找极值 例 mA nB pC起始 abc 对点模拟 考向1平衡常数及转化率的理解1 对于可逆反应 下列说法正确的是 A 化学平衡常数只与温度有关B 升高温度 化学平衡常数一定增大C 正反应的化学平衡常数与逆反应的化学平衡常数一定不相等D 增大反应物浓度 化学平衡常数可能增大 解析如果正反应是放热反应 升温则平衡常数减小 B错 正 逆反应的化学平衡常数互为倒数 但不一定不相等 可以同时等于1 C错 化学平衡常数与浓度无关 D错 答案A 2 已知可逆反应 2N2H4 g 2NO2 g 3N2 g 4H2O g H 0 下列有关说法正确的是 A 加压有利于化学平衡向正反应方向移动B 该反应的化学平衡常数表达式为K C 升高温度可缩短反应达平衡的时间但不能提高平衡转化率D 使用催化剂可缩短反应达平衡的时间但不能提高平衡转化率 解析加压 化学平衡向逆反应方向移动 A错 平衡常数表达式中应该是生成物浓度的幂之积除以反应物浓度的幂之积 B错 该反应的正反应为吸热反应 升高温度 平衡向正反应方向移动 可以提高平衡转化率 C错 答案D 3 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 CO2 g SO2 g H 0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 解析由于此反应为吸热反应 升高温度 平衡正向移动 混合气体质量增加 密度增大 A正确 当增加CO的物质的量时 相当于增大体系的压强 CO的转化率减小 CO2与CO的物质的量之比减小 B错误 平衡常数只与温度有关 与SO2的浓度无关 C错误 MgSO4为固体 增加其质量对平衡无影响 所以CO的转化率不变 D错误 答案A 考向2平衡常数及转化率的简单计算4 相同温度下 体积均为0 25L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92 6kJ mol 1 实验测得起始 平衡时的有关数据如下表所示 下列叙述错误的是 A 容器 中反应的平衡常数相等B 平衡时 两个容器中NH3的体积分数均为C 容器 中达到平衡时放出的热量Q 23 15kJD 若容器 的体积为0 5L 则平衡时放出的热量小于23 15kJ 解析对于给定反应 平衡常数只是温度的函数 温度相同 平衡常数相同 A正确 由 中放出的热量 可知参加反应的N2为0 25mol 则有N2 g 3H2 g 2NH3 g n 始 130n 变 0 250 750 5n 平 0 752 250 5 因 和 建立的平衡为等效平衡 故B正确 中达平衡时N2转化了0 15mol 放出的热量为92 6kJ mol 1 0 15mol 13 89kJ C不正确 若容器 的体积为0 5L 则体积增大 压强减小 平衡向逆反应方向移动 则平衡时放出的热量小于23 15kJ D正确 答案C 5 容积均为1L的甲 乙两个恒容容器中 分别充入2molA 2molB和1molA 1molB 相同条件下 发生下列反应 A g B g xC g H 0 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 1B 此条件下 该反应的平衡常数K 4C 给乙容器升温可缩短反应达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 解析由题图知 两容器中A的转化率相同 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1mol L 1 则B的浓度为1mol L 1 C的浓度为2mol L 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 答案A 考向3化学平衡常数综合应用6 煤化工中常需研究不同温度下平衡常数 投料比及热值等问题 已知 CO g H2O g H2 g CO2 g 的平衡常数随温度的变化如下表 试回答下列问题 1 上述正向反应是 填 放热 或 吸热 反应 解析升高温度 K值减小 说明平衡向逆反应方向移动且逆反应为吸热反应 则正反应为放热反应 答案放热 2 在800 发生上述反应 以表中的物质的量投入恒容反应器 其中向正反应方向移动的有 填字母 解析分别求得五种情况下的Q的值 若Q K 则说明向正反应方向移动 答案BCE 3 已知在一定温度下 C s CO2 g 2CO g 平衡常数K1 C s H2O g CO g H2 g 平衡常数K2 CO g H2O g H2 g CO2 g 平衡常数K 则K K1 K2之间的关系是 4 若在500 时进行 设起始时CO和H2O的起始浓度均为0 020mol L 1 在该条件下 CO平衡时的转化率为 解析 答案75 5 若反应在800 进行 设起始时CO和H2O g 共5mol 水蒸气的体积分数为x 平衡时CO的转化率为y 则y随x变化的函数关系式为y 解析 x 1 2014 安徽理综 10 臭氧是理想的烟气脱硝试剂 其脱硝反应为2NO2 g O3 g N2O5 g O2 g 若反应在恒容密闭容器中进行 下列由该反应相关图像作出的判断正确的是 高考题型4以图像为载体的化学反应速率和平衡的综合考查 真题调研 解析A项 从能量变化的图像分析 该反应为放热反应 升高温度 平衡逆向移动 平衡常数减小 正确 B项 依据化学反应速率的计算公式 v NO2 0 2mol L 1 s 1 单位不对 错误 C项 催化剂会同等程度地改变正 逆反应速率 所以加入催化剂 平衡不移动 错误 D项 增大c O2 平衡逆向移动 NO2的转化率降低 错误 答案A 2 2014 新课标全国卷 26 在容积为1 00L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0 60s时段 反应速率v N2O4 为 mol L 1 s 1 反应的平衡常数K1为 解析由题意及图示知 在1 00L的容器中 通入0 100mol的N2O4 发生反应 N2O4 g 2NO2 g 随温度升高混合气体的颜色变深 说明反应向生成NO2的方向移动 即向正反应方向移动 所以正反应为吸热反应 即 H 0 求平衡常数可利用三段式 N2O4 g 2NO2 g 起始量 mol L 1 0 1000转化量 mol L 1 0 0600 120平衡量 mol L 1 0 0400 120 答案大于0 00100 36mol L 1 2 100 时达平衡后 改变反应温度为T c N2O4 以0 0020mol L 1 s 1的平均速率降低 经10s又达到平衡 T 100 填 大于 或 小于 判断理由是 列式计算温度T时反应的平衡常数K2 解析100 时达平衡后 改变反应温度为T c N2O4 降低 说明平衡N2O4 g 2NO2 g 向正反应方向移动 根据勒夏特列原理 温度升高 向吸热反应方向移动 即向正反应方向移动 故T 100 由c N2O4 以0 0020mol L 1 s 1的平均速率降低 经10s又达到平衡 可知此时消耗N2O4 0 0020mol L 1 s 1 10s 0 020mol L 1 由三段式 N2O4 g 2NO2 g 起始量 mol L 1 0 0400 120转化量 mol L 1 0 0200 040平衡量 mol L 1 0 0200 160 答案 大于反应正方向吸热 反应向吸热方向进行 故温度升高 平衡时 c NO2 0 120mol L 1 0 0020mol L 1 s 1 10s 2 0 160mol L 1c N2O4 0 040mol L 1 0 0020mol L 1 s 1 10s 0 020mol L 1 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 解析温度T时反应达到平衡后 将反应容器的容积减小一半 压强增大 平衡会向气体体积减小的方向移动 该反应逆反应为气体体积减小的反应 故平衡向逆反应方向移动 逆反应 将反应容器的体积减小一半 即增大压强 当其他条件不变时 增大压强 平衡向气体物质系数减小的方向移动 即向逆反应方向移动 熟悉五种常考的与化学反应速率 化学平衡相关的图像 核心透析 1 浓度 或物质的量 时间图像 描述可逆反应到达平衡的过程 如 反应A g B g AB g 的浓度 时间图像如图所示 2 体积分数 温度图像 描述平衡进程 如 在容积相同的不同密闭容器内 分别充入相同量的N2和H2 在不同温度下 任其发生反应N2 3H2 2NH3 在某一时刻 测定NH3的体积分数 如图 A B未到达平衡 C点最大 恰好到达平衡 D E体积分数变小 是升温平衡逆向移动的结果 可推知该反应为放热反应 3 速率 时间图像 描述平衡移动的本质 如 N2 3H2 2NH3 H 92 4kJ mol 1 在一定条件下达到化学平衡 现升高温度使平衡发生移动 正 逆反应速率 v 变化图像为 4 物质的量 或浓度 转化率 含量 时间 温度 或压强 图像 描述温度 或压强 对平衡移动的影响 如 放热反应2X g Y g 2Z g 在不同温度 T1和T2 及压强 p1和p2 下 产物Z的物质的量n Z 与反应时间t的关系如图 则 T1 T2 p1 p2 5 恒压 或恒温 线 描述反应在不同压强或温度下 平衡移动与反应特征的关系 如 mA g nB g xC g yD g A的转化率RA与p T的关系如图 则该反应的正反应吸热 m n x y 答题模板 1 解答化学反应速率和化学平衡图像题的一般步骤 2 解答化学反应速率和化学平衡图像题常用技巧 先拐先平在含量 时间曲线中 先出现拐点的则先达到平衡 说明该曲线表示的温度较高或压强较大 定一议二在含量 T p曲线中 图像中有三个变量 先确定一个量不变 再讨论另外两个量的关系 因平衡移动原理只适用于 单因素 的改变 即确定横坐标所示的量后 讨论纵坐标与曲线的关系 或确定纵坐标所示的量后 讨论横坐标与曲线的关系 考向1化学反应速率 化学平衡图像的理解1 在密闭容器中进行反应 A g 3B g 2C g 有关下列图像的说法不正确的是 对点模拟 A 依据图a可判断正反应为放热反应B 在图b中 虚线可表示使用了催化剂C 若正反应的 H0 解析A项 由图像看出 升温时逆反应速率比正反应速率增大得快 平衡逆向移动 正反应为放热反应 正确 B项 催化剂只能改变反应速率 不能改变反应限度 即可缩短到达平衡的时间 而不能改变反应物的转化率 正确 C项 由图中看出 改变条件后 正 逆反应速率均增大 且逆反应速率增大的幅度大 平衡逆向移动 正确 D项 由图中看出 升温时气体的平均相对分子质量减小 则说明平衡逆向移动 正反应为放热反应 H 0 答案D 2 已知反应 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 0 某温度下 将2molSO2和1molO2置于10L密闭容器中 反应到达平衡后 SO2的平衡转化率 与体系总压强 p 的关系如图甲所示 则下列说法正确的是 A 由图甲推断 A点SO2的平衡浓度为0 3mol L 1B 由图甲推断 A点对应温度下的平衡常数为80C 到达平衡后 缩小容器容积 则反应速率变化图像可以用图乙表示D 压强为0 50MPa时不同温度下SO2转化率与温度关系如图丙所示 则T2 T1 解析二氧化硫起始浓度为 0 2mol L 1 由图甲可知A点SO2的转化率为0 80 所以 c SO2 0 2mol L 1 0 80 0 16mol L 1 故二氧化硫的平衡浓度为0 2mol L 1 0 16mol L 1 0 04mol L 1 A错误 由图甲可知A点SO2的转化率为0 80 则2SO2 g O2 g 2SO3 g 开始 mol L 1 0 20 10变化 mol L 1 0 160 080 16平衡 mol L 1 0 040 020 16 到达平衡后 缩小容器容积 反应混合物的浓度都增大 正 逆反应速率都增大 体系压强增大 平衡向体积减小的反应方向移动 即平衡向正反应方向移动 故v 正 v 逆 故C正确 由到达平衡的时间可知 温度为T1时先到达平衡 反应速率快 而温度越高反应速率越快 故T2 T1 故D错误 答案C 3 某化学小组研究在其他条件不变时 改变密闭容器中某一条件对A2 g 3B2 g 2AB3 g 化学平衡状态的影响 得到如图所示的曲线 图中T表示温度 n表示物质的量 下列判断正确的是 A 在T2和n A2 不变时达到平衡 AB3的物质的量大小为c b aB 若T2 T1 则正反应一定是放热反应C 达到平衡时 A2的转化率大小为b a cD 若T2 T1 达到平衡时b d点的反应速率为vd vb 解析在T2和n A2 不变时达到平衡 增加B2的物质的量使平衡向正反应方向移动 导致生成物的物质的量增大 A正确 若T2 T1 由图像可知 升高温度生成物AB3的体积分数增大 说明平衡向正反应方向移动 则正反应一定是吸热反应 B错误 当A2的物质的量一定时 n B2 越大 A2的转化率越大 达到平衡时A2的转化率大小为c b a C错误 升高温度反应速率加快 若T2 T1 达到平衡时b d点的反应速率为vd vb D错误 答案A 考向2图像的综合应用4 2013年初 雾霾天气多次肆虐我国中东部地区 其中 汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一 汽车尾气净化的主要原理为2NO g 2CO g 2CO2 g N2 g 在密闭容器中发生该反应时 c CO2 随温度 T 催化剂的表面积 S 和时间 t 的变化曲线如图所示 据此判断 1 该反应的 H 0 填 或 解析依据 先拐先平 速率大 可知T1 T2 读图可知T2时的CO2浓度较大 说明降低温度平衡正向移动 该反应为放热反应 答案 2 在T2温度下 0 2s内的平均反应速率v N2 0 025mol L 1 s 1 3 当固体催化剂的质量一定时 增大其表面积可提高化学反应速率 若催化剂的表面积S1 S2 在上图中画出c CO2 在T1 S2条件下达到平衡过程中的变化曲线 解析催化剂只会影响到达平衡所需的时间 不能改变平衡浓度 T1 S2条件下到达平衡所需时间较长 答案 4 若该反应在绝热 恒容的密闭体系中进行 下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 填代号 解析a中只反映出正反应速率的变化情况 不能作为判断平衡的标志 t1对应的点是反应体系温度的升高以及反应物浓度的减小对正反应速率影响的情况 b中由于绝热条件下 随反应进行 温度升高 平衡常数减小 t1后平衡常数不变 说明温度不再变化 是平衡状态 符合 变量 由 变 到 不变 的特点 c中t1时表示n CO2 n NO 它们的物质的量还都在变化 显然不是平衡状态 d中符合平衡状态的定义 百分含量保持不变的状态 答案bd 5 2014 大纲全国卷 28 2 反应AX3 g X2 g AX5 g 在容积为10L的密闭容器中进行 起始时AX3和X2均为0 2mol 反应在不同条件下进行 反应体系总压强随时间的变化如图所示 列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的平均反应速率v AX5 解析实验a开始时 n0 0 4mol 总压强为160kPa 平衡时总压强为120kPa 设平衡时总物质的量为n 则 AX3 g X2 g AX5 g 起始量 mol0 200 200变化量 molxxx平衡量 mol0 20 x0 20 xx 0 20 x 0 20 x x 0 30 x 0 10 图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v AX5 由大到小的次序为 填实验序号 与实验a相比 其他两组改变的实验条件及判断依据是 b c 与实验a相比较 实验b达到平衡的时间缩短 但平衡点与实验a相同 应为加入催化剂而导致加快反应速率 实验c与实验a比较 起始时容器的体积和气体的物质的量均相同 但压强增大 应为升高温度使气体膨胀所致 温度升高加快化学反应速率且平衡逆向移动 答案bca加入催化剂 反应速率加快 但平衡点没有改变温度升高 反应速率加快 但平衡点向逆反应方向移动 或反应容器的容积和起始物质的量未改变 但起始总压强增大