2021高考化學二輪復習-專題六化學反應(yīng)速率、化學平衡

專題六

化學反應(yīng)速率化學平衡

［考綱要求］I.了解化學反應(yīng)速率的概念和定量表示方法，能正確計算化學反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率(a)。

2.了解反應(yīng)活化能的概念，了解催化劑的重要作用。3.了解化學反應(yīng)的可逆性及化學平衡的建

立。4.掌握化學平衡的特征，了解化學平衡常數(shù)K的含義，能利用化學平衡常數(shù)進行相關(guān)計

算。5.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對反應(yīng)速率和化學平衡的影響，能用相關(guān)

理論解釋其一般規(guī)律。6.了解化學反應(yīng)速率和化學平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學研究領(lǐng)域

中的重要作用。

考點一化學反應(yīng)速率及其影響因素

n核心回扣

(一)化學反應(yīng)速率的計算及速率常數(shù)

i.化學反應(yīng)速率的計算

.X的濃度變化量(mol-L/i),、,、_|Ac|_|A〃|

(1)根據(jù)圖表中數(shù)據(jù)和定義計算：磯X)9nn0(X)，

時間的變化量(s或min或h)XtV-\t

計算時一定要注意容器或溶液的體積，不能忽視容器或溶液的體積匕盲目地把A〃當作Ac

代入公式進行計算，同時還要注意單位及規(guī)范書寫，還要根據(jù)要求注意有效數(shù)字的處理。

(2)根據(jù)化學方程式計算：對于反應(yīng)“WA+〃B=pC+?D”，有磯A)：o(B)：o(C):o(D)=

m.n.p.

2.速率常數(shù)

(1)假設(shè)基元反應(yīng)(能夠一步完成的反應(yīng))為aA(g)+bB(g)=cC(g)+</D(g),其速率可表示為。

=MA)cA(B),式中的左稱為反應(yīng)速率常數(shù)或速率常數(shù)，它表示單位濃度下的化學反應(yīng)速率，

與濃度無關(guān)，但受溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)等因素的影響，通常反應(yīng)速率常數(shù)越大，反

應(yīng)進行得越快。不同反應(yīng)有不同的速率常數(shù)。

(2)正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)與平衡常數(shù)的關(guān)系

對于基元反應(yīng)。A(g)+bB(g)cC(g)+而(g),。正=左1KY(A)?砥B),。逆=jY(C)d(D),平

衡常數(shù)長=胤亞乎1=5^,反應(yīng)達到平衡時。巾=。逆，故犬=勺駕

c"(A)?砥B)k&-v￡-k遞

(二)正確理解化學反應(yīng)速率的影響因素

1.內(nèi)因——活化能

活化能是指為了能發(fā)生化學反應(yīng)，普通分子（具有平均能量的分子）變成活化分子所需要吸收

的最小能量，即活化分子比普通分子所多出的那部分能量。相同條件下，不同化學反應(yīng)的速

率不同，主要是內(nèi)因——活化能大小不同所致，活化能小的化學反應(yīng)速率快，活化能大的反

應(yīng)速率慢。

注意反應(yīng)熱為正、逆反應(yīng)活化能的差值。

2.外因

相同的化學反應(yīng)，在不同條件下，化學反應(yīng)速率不同，主要原因是外因——濃度、壓強、溫

度、催化劑、光照、接觸面積等因素不同所致。

（1）濃度（。）：增大（減?。┓磻?yīng)物濃度一單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增加（減少），活化分子百分數(shù)

不變一有效碰撞頻率提高（降低）f化學反應(yīng)速率加快（減慢）。

（2）壓強5）：對于氣相反應(yīng)來說，增大（減小）壓強一相當于減?。ㄔ龃螅┤萜魅莘e一相當于增大（減

?。┓磻?yīng)物的濃度f化學反應(yīng)速率加快（減慢）。

注意“惰性氣體”對反應(yīng)速率的影響

①恒容：充入“惰性氣體”1巴總壓增大一-?參與反應(yīng)的物質(zhì)濃度不變（活化分子濃度不

變）一-?反應(yīng)速率不變。

②恒壓：充入“惰性氣體”U體積增大二三參與反應(yīng)的物質(zhì)濃度減?。ɑ罨肿訚舛葴p

小）一%"反應(yīng)速率減小。

（3）溫度（7）：升高（降低）溫度f活化分子百分數(shù)增大（減小）f有效碰撞頻率提高（降低）f化學反

應(yīng)速率加快（減慢）。

（4）催化劑

①添加催化劑一降低反應(yīng)的活化能f活化分子百分數(shù)增大一有效碰撞頻率提高一化學反應(yīng)速

率加快。

②添加催化劑f降低反應(yīng)的活化能一降低反應(yīng)所需的溫度一減少能耗。

③添加催化劑能改變反應(yīng)的路徑，如乙醇的氧化實驗，該實驗的總反應(yīng)為2cH3cH20H+

02一一2CH3CHO+2H2O,活化能為E總；使用銅絲作催化劑將一步反應(yīng)改變?yōu)閮刹椒磻?yīng)，第

一步反應(yīng)為2Cu+Ch2Cu0,活化能為田；第二步反應(yīng)為CH3cH20H+

CuO-仝一CH3CHO+C11+H2O,活化能為良；由于田〈￡總、E2<E&,所以化學反應(yīng)速率加

快。

④催化劑的選擇性：對于在給定條件下反應(yīng)物之間能夠同時發(fā)生多個反應(yīng)的情況，理想的催

化劑還具有大幅度提高目標產(chǎn)物在最終產(chǎn)物中比率的作用。

⑤酶作催化劑的特點：高效性、專一性（高選擇性，一種酶只能催化一種或一類化學反應(yīng)，如

蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)水解成多肽）、溫和性（反應(yīng)條件溫和，溫度升高，酶發(fā)生變性失去催

化活性）。

B真題研究

角度一化學反應(yīng)速率的影響及控制

1.（2015?海南，8改編）10mL濃度為1mol-Lr的鹽酸與過量的鋅粉反應(yīng)，若加入適量的下

列溶液，能加快反應(yīng)速率但又不影響氫氣生成量的是（）

A.K2s。4B.CH3coONa

C.C11SO4D.Na2cO3

答案c

解析A項，硫酸鉀為強酸強堿鹽，不發(fā)生水解，若加入其溶液，則對鹽酸產(chǎn)生稀釋作用，

氫離子濃度減小，但H+物質(zhì)的量不變，錯誤；B項，加入醋酸鈉，則與鹽酸反應(yīng)生成醋酸，

使溶液中氫離子濃度減小，隨著反應(yīng)的進行，CH3co0H最終又完全電離，故物質(zhì)的量不

變，錯誤；C項，加入硫酸銅溶液，CM+會與鋅反應(yīng)生成銅，構(gòu)成原電池，會加快反應(yīng)速率,

但H*物質(zhì)的量不變，正確；D項，加入碳酸鈉溶液，會與鹽酸反應(yīng)，使溶液中的氫離子的物

質(zhì)的量減少，導致反應(yīng)速率減小，生成氫氣的量減少，錯誤。

2.（2017?江蘇，10汨2。2分解速率受多種因素影響。實驗測得70℃時不同條件下H2O2濃度

隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是（）

T

i

c

E

W

O

Ir'

4()6()8()

世m(xù)in)

乙

W16

mFTK

OKW12

x).16U

).12WH

).()8O

.(0)

oZ').(HX4

H).(X))

r。

*K))

3()5().(M

2()6(O

in)mi

/(mlT

丙

A.圖甲表明，其他條件相同時，H2O2濃度越小，其分解速率越快

B.圖乙表明，其他條件相同時，溶液pH越小，H2O2分解速率越快

C.圖丙表明，少量Md+存在時，溶液堿性越強，H2O2分解速率越快

D.圖丙和圖丁表明，堿性溶液中，Mt?+對H2O2分解速率的影響大

答案D

解析A項，濃度對反應(yīng)速率的影響是濃度越大，反應(yīng)速率越快，錯誤；B項，NaOH濃度

越大，即pH越大，H2O2分解速率越快，錯誤；C項，由圖可知，Mr?+存在時，0.1molLrNaOH

溶液中H2O2的分解速率比l.Omolir的NaOH中的快，錯誤：D項，由圖可知，堿性條件

下，MM+存在時，對H2O2分解速率影響大，正確。

3.［2018?全國卷I,28⑶］對于反應(yīng)2N2O5（g）---4NO2（g）+O2（g）.R.A.Ogg提出如下反應(yīng)歷

程：

第一步N2O5NO2+NO3快速平衡

第二步NO2+NO3-->NO+NO2+O2慢反應(yīng)

第三步NO+NO3--2NO2快反應(yīng)

其中可近似認為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡。下列表述正確的是（填標號）。

A.。（第一步的逆反應(yīng)）>。（第二步反應(yīng)）

B.反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有NCh

C.第二步中NCh與NO?的碰撞僅部分有效

D.第三步反應(yīng)活化能較高

答案AC

解析第一步反應(yīng)快速平衡，說明正、逆反應(yīng)速率很大，極短時間內(nèi)即可達到平衡，A項正

確；第二步反應(yīng)慢，說明有效碰撞次數(shù)少，C項正確；由題給三步反應(yīng)可知，反應(yīng)的中間產(chǎn)

物有NCh和NO,B項錯誤；反應(yīng)快，說明反應(yīng)的活化能較低，D項錯誤。

角度二化學反應(yīng)速率的計算及速率常數(shù)的應(yīng)用

4.（1）［2018?全國卷I,28（2）改編］已知2N2O5（g）=2N2O4（g）+O2（g），起始時N2O5?為

-|

35.8kPa,分解的反應(yīng)速率。=2X10-3乂pN（kPamin）0f=62min時，測得體系中p0—

2.9kPa,則此時的PN,C>S=kPa,v=kPamin-1o

答案30.06.0X102

解析2N2O5(g)=2N2O4(g)+O2(g)

起始/kPa35.800

62min時/kPa35.8-2.9X22.9

=30

所以PNC=30.0kPa

RN2U5

。=2X10-3X30.0kPamin-1=6.0XIO-2kPamin-,o

(2)[206廣東，31(3)改編]一定條件下測得反應(yīng)2HCl(g)+1o2(g)CL(g)+H20(g)的反應(yīng)過

程中“(CL)的數(shù)據(jù)如下：

Z/min02.04.06.08.0

/?(C12)/10，mol01.83.75.47.2

計算2。?6.0min內(nèi)以HC1的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率(以mol-min1為單位，寫出計算

過程)。

答案o(HCl)=2o(CL)=2("(Cb)=2x4-1⑻X103mol=〔石*〔03|.-i

X。momin

△t(6.0-2.0)min

(3)[2015?全國I,28(4)②]Bodensteins研究了下列反應(yīng):

2HI(g)H2(g)+I2(g)

在716K時-，氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分數(shù)x(HI)與反應(yīng)時間t的關(guān)系如下表：

Z/min020406080120

A(HI)10.910.850.8150.7950.784

x(HI)00.600.730.7730.7800.784

上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率為。正=%正/31),逆反應(yīng)速率為P逆=%逆不32)%。2)，其中左正、k逆

為速率常數(shù)，則左逆為(以K和左正表示)。若左正=0.0027min在f=40min時，v

正=min_1o

答案組1.95X103

K

解析平衡時，。工=。迷，即人工/但[)=左小出2)洶2),則&=x(42Ml2)=K,g=上。

k迄xz(HI)K

v上=k正X2(HI)=0.0027min-1X0.852=1.95X10-3min-1.

5.[2018?北京，27⑵⑶⑷]⑵對反應(yīng)3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)△"=-254k/

moP1,在某一投料比時，兩種壓強下，H2s04在平衡體系中物質(zhì)的量分數(shù)隨溫度的變化關(guān)系

如圖所示*20(填或)，得出該結(jié)論的理由是

(3)「可以作為水溶液中SO2歧化反應(yīng)的催化劑，可能的催化過程如下。將ii補充完整。

T

i.SO2+4I+4H=SI+2I2+2H2O

ii.I2+2H2O+==++2I~

(4)探究i、ii反應(yīng)速率與SO2歧化反應(yīng)速率的關(guān)系，實驗如下：分別將18mLsCh飽和溶液

加入2mL下列試劑中，密閉放置觀察現(xiàn)象。(已知：12易溶解在KI溶液中)

序號ABCD

試劑amolL-,KI0.2molL-,KI

0.4mol-L'KI0.2molL'H2SO4

組成0.2molLH2SO40.0002molI2

溶液變黃，一溶液由棕褐色很快

實驗溶液變黃，出現(xiàn)渾濁較

段時間后出現(xiàn)無明顯現(xiàn)象褪色，變?yōu)辄S色，

現(xiàn)象A快

渾濁出現(xiàn)渾濁較A快

①B是A的對比實驗，則。=o

②比較A、B、C,可得出的結(jié)論是o

③實驗表明，S02的歧化反應(yīng)速率D>A。結(jié)合i、ii反應(yīng)速率解釋原因：

答案(2)>反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，溫度一定時，增大壓強使平衡正向移動，H2s04

的物質(zhì)的量增大，體系總物質(zhì)的量減小，H2s04的物質(zhì)的量分數(shù)增大

(3)SO2SO?4酎

(4)①0.4②「是SCh歧化反應(yīng)的催化劑，H"單獨存在時不具有催化作用，但H'可以加快歧

化反應(yīng)速率

③反應(yīng)ii比i快；D中由反應(yīng)ii產(chǎn)生的H,使反應(yīng)i加快

解析(2)由圖可知，一定溫度下，p2時H2s。4的物質(zhì)的量分數(shù)比pi時大，結(jié)合3so2(g)+

2H2O(g)=2H2s。4。)+S(s)知，增大壓強，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向即正反應(yīng)方向移動，

H2s的物質(zhì)的量分數(shù)增大，因此P2>0。

(3)根據(jù)歧化反應(yīng)的特點，反應(yīng)i生成S,則反應(yīng)ii需生成H2so4,即L將SO2氧化為H2so4,

+

反應(yīng)的離子方程式為l2+2H2O+SO2=SOr+4H+2r?

(4)①對比實驗只能存在一個變量，因?qū)嶒濨比實驗A多了H2so4溶液，則B中KI溶液的濃

度應(yīng)不變，故〃=0.4。

③加入少量b時，反應(yīng)明顯加快，說明反應(yīng)ii比反應(yīng)i快；D中由反應(yīng)ii產(chǎn)生的H+使反應(yīng)

i加快。

6.[2018-全國卷H,27(2)]CH4—CO2催化重整反應(yīng)為CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)AH

=+247kJ-mol1

反應(yīng)中催化劑活性會因積碳反應(yīng)而降低，同時存在的消碳反應(yīng)則使積碳量減少。相關(guān)數(shù)據(jù)如

下表：

積碳反應(yīng)CH4(g)=C(s)消碳反應(yīng)CO2(g)

+2Hz(g)+C(s)=2C0(g)

A/7/kJmol175172

活化能/kJ-mo「催化劑X3391

催化劑Y4372

①由上表判斷，催化劑XY(填“優(yōu)于”或“劣于”)，理由是

在反應(yīng)進料氣組成、壓強及反應(yīng)時間相同的情況下，某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關(guān)

系如圖所示。升高溫度時，下列關(guān)于積碳反應(yīng)、消碳反應(yīng)的平衡常數(shù)(周和速率(。)的敘述正確

的是(填標號)。

12

%8

、

揶

逑4

壬

o

50()5506()06507()0

溫度

A.K積、K灑均增加

B.v積減小、v泊增力口

C.C稅減小、K.增加

D.。濟增加的倍數(shù)比。稅增加的倍數(shù)大

②在一定溫度下，測得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為。=h/7(CH4)-h(CO2)]~°V為速

率常數(shù))。在MCH"一定時，不同p(CO2)下積碳量隨時間的變化趨勢如下圖所示，則小(CO2)、

Pb(CO2)、Pc(CO2)從大到小的順序為______________________?

答案①劣于相對于催化劑X,催化劑Y積碳反應(yīng)的活化能大，積碳反應(yīng)的速率??；而消

碳反應(yīng)活化能相對較小，消碳反應(yīng)速率大AD②?《。2)、Pb(CO2)、pa(CO2)

解析①積碳反應(yīng)中，由于催化劑X的活化能比催化劑Y的活化能要小，所以催化劑X更

有利于積碳反應(yīng)的進行；而消碳反應(yīng)中，催化劑X的活化能大于催化劑Y,所以催化劑Y更

有利于消碳反應(yīng)的進行；綜合分析，催化劑X劣于催化劑Y。

由表格可知積碳反應(yīng)、消碳反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)，溫度升高，平衡右移，K和、K淄均增加，反

應(yīng)速率均增大，從圖像上可知，隨著溫度的升高，催化劑表面的積碳量是減小的，所以。洲

增加的倍數(shù)要比。利增加的倍數(shù)大。

②由速率方程表達式。=hp(CH4)U(CO2)「0-5可知，v與p(CO2)成反比例關(guān)系，p(CO2)越大,

反應(yīng)速率越小，所以pc(CO2)>/MCO2)>Pa(CO2)。

B題組集訓

題組一全方位掌握化學反應(yīng)速率及其應(yīng)用

1.I.已知：反應(yīng)aA(g)+3B(g)cC(g),某溫度下，在2L的密閉容器中投入一定量的A、

B,兩種氣體的物質(zhì)的量濃度隨時間變化的曲線如圖所示：

(1)經(jīng)測定前4s內(nèi)u(C)=0.05molL-'-s-1,則該反應(yīng)的化學方程式為

(2)若上述反應(yīng)分別在甲、乙、丙三個相同的密閉容器中進行，經(jīng)同一段時間后，測得三個容

器中的反應(yīng)速率分別為

甲：y(A)=0.3mol-LLs'；

乙：y(B)=0.12mol-L's1；

丙：y(C)=9.6mol,L'min*1；

則甲、乙、丙三個容器中反應(yīng)速率由快到慢的順序為o

II.密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：A(g)+3B(g)2C(g)A//V0。根據(jù)下面速率一時間圖像，

回答下列問題。

唯=吸

II

I。G%〃*

(1)下列時刻所改變的外界條件：

t\；t3；t4o

(2)反應(yīng)速率最快的時間段是o

IILCOCL的分解反應(yīng)為COCL(g)Cl2(g)+CO(g)AH=+108kJmo「。反應(yīng)體系達到平

衡后，各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如圖所示(第10min到14min的COCb濃度變

化曲線未示出)：

(1)比較第2min反應(yīng)溫度7(2)與第8min反應(yīng)溫度7(8)的高低:7(2)(填

或“=")7(8)。

⑵若12min時反應(yīng)在溫度7(8)下重新達到平衡，則此時c(COCl2)=mol-L

(3)比較產(chǎn)物CO在2?3min、5?6min和12?13min時平均反應(yīng)速率［平均反應(yīng)速率分別以

0(2~3)、0(5?6)、0(12?13)表示］的大小:.

(4)比較反應(yīng)物COCL在5~6min和15?16min時平均反應(yīng)速率的大?。簐(5~6)(填

“＜"＞，，或”=”15?16),原因是。

IV.硝基苯甲酸乙酯在OIF存在下發(fā)生水解反應(yīng)：

O2NC6H4coOC2H5+0HChNC6H4coeT+C2H50H

兩種反應(yīng)物的初始濃度均為0.050mol【ri5℃時測得O2NC6H4coOC2H5的轉(zhuǎn)化率a隨時間

變化的關(guān)系如表所示?；卮鹣铝袉栴}：

t/s0120180240330530600700800

a/%033.041.848.858.069.070.471.071.0

計算該反應(yīng)在120?180s與180?240s區(qū)間的平均反應(yīng)速率、；比較

兩者大小可得出的結(jié)論是o

答案I.⑴3A(g)+B(g)2C(g)

(2)乙＞甲＞丙

11.(1)升高溫度加入催化劑減小壓強

⑵段

III.(1)＜(2)0.031(3)0(5?6)＞。(2?3)=0(12—13)

(4)＞在相同溫度時，該反應(yīng)的反應(yīng)物濃度越高，反應(yīng)速率越大

IV.7.3X105mol-L's15.8X105mol-L'-s1120~180s時間段速率大是因為反應(yīng)物濃

度大，180?240s時間段速率小是因為反應(yīng)物濃度小，即隨著反應(yīng)進行，反應(yīng)物濃度降低，

反應(yīng)速率減慢

解析1.(1)前4s內(nèi)，Ac(A)=0.8molL1—0.5molL-1=0.3molL1,o(A)=0'3m。】L__

4s

0.075molL-|-s-1:v(A):v(C)=a:c=(0.075molL_|s"|)：(0.05molL-|-s-1)=3：2,由圖

像知，在12s時Ac(A)：Ac(B)=(0.6mol,L-i)：(0.2mol［r)=3：1=a：b,則a、b、c三者

之比為3：1：2,所以該反應(yīng)的化學方程式為3A(g)+B(g)2C(g)?

⑵丙容器中o(C)=9.6mol-L'-min1=0.16mol-L's',則甲容器中="A)=

a3

0.3mol-L-us1.-1-17戶耍士o(B)o(B)0.12mol-L-|-s-1.-

--------------------=0.1mol-LTLs乙容器中一^=-^=--------------=0.12mol-LrLts

3b11

丙容器中蛆=n6=°16m°lLkLoamoll's；故甲、乙、丙三個容器中反應(yīng)速率

c22

由快到慢的順序為乙＞甲＞丙。

n.(i)A時，。*增大程度比。工增大程度大，說明改變的條件是升高溫度?！鲿r，。工、。記同等

程度地增大，說明加入了催化劑。功時，。正、。迄都減小且。正減小的程度大，平衡向逆反應(yīng)

方向移動，說明改變的條件是減小壓強。

(2)由于在Z3時刻加入的是催化劑，所以打?“段反應(yīng)速率最快。

111.(1)從三種物質(zhì)的濃度變化趨勢可知，從第4min開始，平衡正向移動。由于該反應(yīng)是吸熱

反應(yīng)，所以改變的條件是升高溫度。因此有：7,(2)＜7'(8)o

(2)由于第12min與第8min溫度相同，故其平衡常數(shù)相等，則有：°」1X0085=0[2＞＜().06

0.04c(COCl2)

解得c(COCb)^0.031mol-L-1o

(3)根據(jù)化學反應(yīng)速率的定義，可知反應(yīng)在2?3min和12?13min處于平衡狀態(tài)，平均反應(yīng)

速率為0,故。(5?6)＞。(2?3)=0(12—13)。

(4)在5?6min和15?16min時反應(yīng)溫度相同，但15?16min時各組分的濃度都小，因此反

應(yīng)速率小。

八“，℃、0.050mol-L-1X(41.8%-33.0%)

IV.。(120?180)=----------------------------------------^7.3X105mol-LLs1

(180-120)s

八”0.050mol-L-1X(48.8%-41.8%)_________

0(180?240)=------------------------------------------^5.8X105mol-L'-s

(240-180)s

題組二速率常數(shù)的應(yīng)用

2.化學工作者對NO與H2的反應(yīng)進行研究，提出下列3步機理：依為速率常數(shù))

第一步：2NON2O2快反應(yīng)，平衡時：。正=改正p2(NO)=。巡=%#C(N2O2)

第二步：N2O2+H2=N2O+H2O慢反應(yīng)

第三步：N2O+H2=N2+H2O快反應(yīng)

其中可近似認為第二步反應(yīng)不影響第一步平衡，下列說法正確的是(填字母)。

A.第一步逆反應(yīng))＜。(第二步反應(yīng))

B.總反應(yīng)快慢主要由第二步反應(yīng)決定

C.達平衡時，2C(NO)=C(N2O2)

D.第一步反應(yīng)的平衡常數(shù)K=^

k逆

答案BD

解析第二步為慢反應(yīng)，故其反應(yīng)速率應(yīng)小于第一步，A項錯誤；總反應(yīng)快慢應(yīng)由慢反應(yīng)決

定，即主要由第二步反應(yīng)決定，B項正確；到達平衡時人工十2040)=%達P(N2O2),km、k巡值

未知，故兩者濃度大小關(guān)系未知，C項錯誤；達到平衡時，吠=32。2),又。正二力/合缶。)

c2(NO)

=O%=笈HC(N2C)2),故K=組,D項正確。

%過

3.N2O4與N02之間存在反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)o將一定量的N2O4放入恒容密閉容器中，

在一定條件下，該反應(yīng)N2O4、N02的消耗速率與自身壓強間存在關(guān)系：W(N2O4)=^^(N2O4),

O(NC)2)=每2(NO2)，其中％|、依是與反應(yīng)溫度有關(guān)的常數(shù)。則一定溫度下，?、在2與平衡常

數(shù)際的關(guān)系是％1=。

答案￥#2

解析Kp=X'02),平衡時NO2、N2O4的消耗速率比=V(NO2)：WN2O4)=

RN2O4)

發(fā)爐(NO2)：〃啰例2。4)=2：1,

4.71°C時，在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)4N0(g)N2(g)+2NO2(g),其正反應(yīng)速率表達式為:

v正=卜正”{N0),測得速率和濃度的關(guān)系如下表。

序號c(NO)/molL1vjr/molL^s-1

0.104.00X1CT9

②0.206.40X10-8

③0.303.24X107

則“=,卜正=moCD.sZ達到平衡后，若減小壓強，則混合氣體的

平均相對分子質(zhì)量將(填“增大”“減小”或“不變”)。

答案44X105減小

解析將①②代入公式中，4.00X10-9=0.10”正，6.40Xl(n=0.20%正；可以求出〃=4,

攵正=4X10-5mor3-L3-s_1o平均相對分子質(zhì)量M=生壟，各物質(zhì)都是氣體，總質(zhì)量不變；減

〃總

小壓強，平衡向氣體體積增大的方向移動，總物質(zhì)的量增加，平均相對分子質(zhì)量減小。

5.4溫度時在容積為2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)AH<0。

實驗測得：。正=o(NO)消耗=20(02牖￡=跖國230)/(02),。速=0(NO2)怵=上速/(NO?),《正、

%巡為速率常數(shù)只受溫度影響。不同時刻測得容器中〃(NO)、〃(。2)如表：

時間/s012345

/z(NO)/mol0.200.100.080.070.060.06

??(O2)/mol0.100.050.040.0350.030.03

⑴從0?2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率o(NO)=molL-|s-1?

(2)八溫度時化學平衡常數(shù)K=0(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

(3)化學平衡常數(shù)K與速率常數(shù)3-、4迎的數(shù)學關(guān)系是犬=o若將容器的溫度改變

為不時其仁=的，則丁2(填或“=")7"1o

答案(1)0.03(2)363⑶盤>

k速

0.20mol-0.08mol

解析⑴從0?2s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率p(NO)=?L=0.03molL-,-s-1o

2s

(2)2N0(g)+O2(g)2NO2(g)

〃(始)/mol0.200.100

△〃/mol0.140.070.14

〃(平)/mol0.060.030.14

Z0.14

(虧>2

所以根據(jù)化學平衡常數(shù)的定義可得K=----乙------弋363。

(0.06)2x003

(3)。正=o(N。)淌靶=2。(。2)涓托=%正/(NO)-C(O2),。逆=0(NO2)為托=〃逆。2(NO2),可逆反應(yīng)達到

化學平衡時，同一物質(zhì)表示的。正逆，不同物質(zhì)表示的正逆反應(yīng)速率之比等于化學計量數(shù)

之比，所以女工c2(NO>c(O2)=%史C2(NC)2),則/(NC>2)=!^=K；若將容器的溫度改變?yōu)?/p>

2

C(NO)C(O2)k迄

72時其左4=)1$則由于K=鋁=l<363,說明平衡逆向移動，根據(jù)溫度對化學平衡移動的影

k生

響，升高溫度，化學平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動，所以乃>八。

考點二化學平衡及其影響因素

□核心回扣

1.“講練結(jié)合”突破化學平衡狀態(tài)標志的判斷問題

(1)化學平衡標志的判斷要注意“三關(guān)注”：一要關(guān)注反應(yīng)條件，是恒溫恒容、恒溫恒壓還是

絕熱容器；二要關(guān)注反應(yīng)特點，是等體積反應(yīng)，還是非等體積反應(yīng)；三要關(guān)注特殊情況，是

否有固體參加或生成，或固體的分解反應(yīng)。如：

在一定溫度下的定容容器中，當下列物理量不再發(fā)生變化時：a.混合氣體的壓強、b.混合氣體

的密度、c.混合氣體的總物質(zhì)的量、d.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量、e.混合氣體的顏色、f.

各反應(yīng)物或生成物的濃度之比等于化學計量數(shù)之比、g.某種氣體的百分含量

①能說明2SO2(g)+O2(g)2s03(g)達到平衡狀態(tài)的是(填字母，下同)。

②能說明h(g)+H2(g)2HI(g)達到平衡狀態(tài)的是。

③能說明2NO2(g)N2O4(g)達到平衡狀態(tài)的是o

④能說明C(s)+CO2(g)2co(g)達到平衡狀態(tài)的是。

⑤能說明A(s)+2B(g)C(g)+D(g)達到平衡狀態(tài)的是。

⑥能說明NH2COONH4（S）2NH3（g）+CO2（g）達到平衡狀態(tài)的是。

⑦能說明5CO（g）+l2O5（s）5co2（g）+h（s）達到平衡狀態(tài)的是o

答案①acdg②eg③acdeg?abcdg⑤bdg@abc⑦bdg

（2）化學平衡標志的判斷還要注意“一個角度”，即從微觀角度會分析判斷。如：

反應(yīng)N2（g）+3H2（g）2NH3（g）,下列各項能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是（填序

號）。

①斷裂1molN三N鍵的同時生成1molN三N鍵

②斷裂1molN三N鍵的同時生成3molH—H鍵

③斷裂1molN三N鍵的同時斷裂6molN—H鍵

④生成1molN三N鍵的同時生成6molN—H鍵

答案①②③④

2.掌握化學平衡移動的判斷方法

（1）依據(jù)勒夏特列原理判斷

通過比較平衡破壞瞬時的正、逆反應(yīng)速率的相對大小來判斷平衡移動的方向。

①若外界條件改變，引起。山>。電，此時正反應(yīng)占優(yōu)勢，則化學平衡向正反應(yīng)方向（或向右）

移動；

②若外界條件改變，引起。正博，此時逆反應(yīng)占優(yōu)勢，則化學平衡向逆反應(yīng)方向（或向左）

移動；

③若外界條件改變，雖能引起。正和。逆變化，但變化后新的和？/仍保持相等，則化

學平衡沒有發(fā)生移動。

（2）依據(jù)濃度商@規(guī)則判斷

通過比較濃度商（。）與平衡常數(shù)（馬的大小來判斷平衡移動的方向。

①若0>K,平衡逆向移動；

②若0=K,平衡不移動；

③若。<K,平衡正向移動。

3.理解不能用勒夏特列原理解釋的問題

（1）若外界條件改變后，無論平衡向正反應(yīng)方向移動或向逆反應(yīng)方向移動都無法減弱外界條件

的變化，則平衡不移動。如對于H2（g）+Br2（g）2HBr（g）,由于反應(yīng)前后氣體的分子總數(shù)不

變，外界壓強增大或減小時，平衡無論正向或逆向移動都不能減弱壓強的改變。所以對于該

反應(yīng)，壓強改變，平衡不發(fā)生移動。

（2）催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率，所以催化劑不會影響化學平衡。

因真題研究

1.（2019?海南，3）反應(yīng)C2H6（g）C2H?g）+H2（g）A//>0,在一定條件下于密閉容器中達到

平衡。下列各項措施中，不能提高乙烷平衡轉(zhuǎn)化率的是（）

A.增大容器容積B.升高反應(yīng)溫度

C.分離出部分氫氣D.等容下通入惰性氣體

答案D

2.(2019?浙江4月選考，17)下列說法正確的是()

A.H2(g)+l2(g)2Hl(g),其他條件不變，縮小反應(yīng)容器體積，正逆反應(yīng)速率不變

B.C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g),碳的質(zhì)量不再改變說明反應(yīng)已達平衡

C.若壓強不再隨時間變化能說明反應(yīng)2A(?)+B(g)2c(?)已達平衡，則A、C不能同時

是氣體

D.1molN2和3m01比反應(yīng)達到平衡時H2轉(zhuǎn)化率為10%,放出的熱量為Qi；在相同溫度和

壓強下，當2moiNH3分解為N2和H2的轉(zhuǎn)化率為10%時，吸收的熱量為。2，。2不等于Q

答案B

解析A項，該可逆反應(yīng)的反應(yīng)前后氣體的化學計量數(shù)不發(fā)生變化，當縮小反應(yīng)容器體積，

相當于加壓，正逆反應(yīng)速率同等程度增加，錯誤：B項，在建立平衡前，碳的質(zhì)量不斷改變，

達到平衡時，質(zhì)量不變，因而碳的質(zhì)量不再改變說明反應(yīng)已達平衡，正確；C項，若壓強不

再改變說明反應(yīng)達到平衡，表明反應(yīng)前后氣體的化學計量數(shù)不等，故A、C可能均為氣體，

錯誤：D項，易知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△//,合成氨氣實際參與反應(yīng)〃32)=3moiX10%

n3

=0.3mol,因而。|=1X|A//|=O.1|A4|,分解氨氣時實際消耗的〃(Nfh)=2moiX10%=

n7

0.2mol,02=^X|A//|=O.1|A//|,則0=02,錯誤。

3.(2018?天津，5)室溫下，向圓底燒瓶中加入1molC2H50H和含1molHBr的氫澳酸，溶液

中發(fā)生反應(yīng)：C2HsOH+HBrC2HsBr+HzO,充分反應(yīng)后達到平衡。已知常壓下，C2H5Br

和C2H50H的沸點分別為38.4℃和78.5℃。下列有關(guān)敘述錯誤的是()

A.加入NaOH,可增大乙醇的物質(zhì)的量

B.增大HBr濃度，有利于生成C2HsBr

C.若反應(yīng)物均增大至2mol,則兩種反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率之比不變

D.若起始溫度提高至60℃,可縮短反應(yīng)達到平衡的時間

答案D

解析D錯：溫度提高至60°C,化學反應(yīng)速率雖然加快，但設(shè)乙烷的沸點較低，會揮發(fā)出大

量的澳乙烷，導致逆反應(yīng)速率減小，故無法判斷達到平衡的時間；A對：加入NaOH,消耗

HBr,平衡左移，乙醇的物質(zhì)的量增大；B對：增大HBr濃度，平衡右移，有利于生成;臭乙

烷；C對：原反應(yīng)物按物質(zhì)的量之比1：1加入，又因二者反應(yīng)的化學計量數(shù)之比為1：1,

兩者的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1：1,若將反應(yīng)物均增大至2mol,其平衡轉(zhuǎn)化率之比仍為1：1。

4.[2018?全國卷II,27(1)節(jié)選]CH4—CO2催化重整反應(yīng)為CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)

A"=+247kJmol',有利于提高CE平衡轉(zhuǎn)化率的條件是(填標號)

A.?司溫低壓B.低溫?司壓

C.高溫高壓D.低溫低壓

答案A

解析根據(jù)平衡移動的影響因素，該反應(yīng)的正反應(yīng)是一個吸熱、氣體體積增大的反應(yīng)，所以

高溫低壓有利于平衡正向移動。

5.[2017?全國卷IH,28(4)①②③]298K時,將20mL3xmolI/iNa3As。3、20mL3xmolL-1

I2和20mLNaOH溶液混合，發(fā)生反應(yīng)：AsO『gq)+l2(aq)+2OH(aq)AsOi(aq)+2「(aq)

+H2O(1)O溶液中c(AsOj-)與反應(yīng)時間⑺的關(guān)系如圖所示。

(

m

o

w

)

。*?>z/min

①下列可判斷反應(yīng)達到平衡的是(填標號).

a.溶液的pH不再變化

b.v(r)=2v(AsOD

c.c(AsOj-)/c(AsO「)不再變化

d.c(P)=jmol-L1

②時，Vlf：V逆(填“大于”“小于”或“等于”)。

③fm時。fn時。逆(填“大于”“小于”或“等于")，理由是。

答案①ac②大于③小于公時生成物濃度較低，逆反應(yīng)速率較慢

解析①a項，隨反應(yīng)進行，溶液的pH不斷降低，當pH不再變化時，說明反應(yīng)達到了平衡；

b項，速率之比等于化學計量數(shù)之比，該結(jié)論在任何時刻都成立，故無法判斷是否達到平衡；

c項，隨反應(yīng)進行，4As。/)不斷增大，c(AsOl)不斷減小，當二者比值不變時，說明二者濃

度不再改變，則反應(yīng)達到平衡；d項，由圖像并結(jié)合方程式可知，平衡時c(1)=2ymol-Lr,

故當c(r)=ymolir時，反應(yīng)未達到平衡。

②由圖像可知fm時刻后c(AsO「)仍在不斷增加，說明反應(yīng)還在向正向進行，故此時01t大于。

巡。

③fm到友時刻，反應(yīng)一直正向進行，生成物的濃度逐漸增大，所以逆反應(yīng)速率不斷增大，故

An時。過小于加時。過。

?題組集訓

題組一利用圖像、。與K的關(guān)系判斷化學平衡狀態(tài)

1.汽車尾氣凈化的主要原理為2NO(g)+2CO(g)催化劑2co2(g)+N2(g)A”<0。若該反應(yīng)

在絕熱、恒容的密閉體系中進行，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進行到外時刻達到平衡狀

態(tài)的是(填標號)。

⑤⑥

答案②④⑤

解析①達到平衡時，。工應(yīng)保持不變。

②由于是放熱反應(yīng)，又是絕熱容器，體系溫度升高，平衡左移，K減小。

③圖中達到平衡時，CO、CO2的物質(zhì)的量的變化量之比不是1：1。

④皿(NO)逐漸減小，達到平衡時保持不變。

⑤因正反應(yīng)放熱，容器絕熱，故反應(yīng)開始后體系溫度升高，達到平衡狀態(tài)時，體系溫度不再

發(fā)生變化。

⑥△〃是一個定值，不能用于判斷可逆反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)。

2.一定溫度下，將2moiNO、1molCO充入1L固定容積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2N0(g)

+2C0(g)N2(g)+2CO2(g)A//<0?反應(yīng)過程中部分物質(zhì)濃度變化如圖所示：

若15min時再向容器中充入CO、N2各0.6mol,該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)？

答案該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。

解析由圖像知，10min時反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，

v0.2X045

0.62X1.62144'

（0.2+0.6）X0.42=5

（0.6+0.6）2X1.62144''

所以該反應(yīng)仍處于平衡狀態(tài)。

題組二“建模、解?！狈治龇ㄔ谄胶庖苿咏Y(jié)果判定中的應(yīng)用

3.在一定條件下，可逆反應(yīng)2NO2（g）N2O4（g）△”＜（）達到平衡，當分別改變下列條件

時，請回答下列問題：

⑴保持容器容積不變，通入一定量NO2,則達到平衡時NO2的百分含量（填“增

大”“減小”或“不變”，下同）；保持容器容積不變，通入一定量N2O4,則達到平衡時NO2

的百分含量o

（2）保持壓強不變，通入一定量NCh，則達到平衡時NO2的百分含量;保持壓強不變,

通入一定量N2O4,則達到平衡時NO2的百分含量_________o

（3）保持容器容積不變，通入一定量頰氣，則達到平衡時NCh的轉(zhuǎn)化率;保持壓強

不變，通入覆氣使體系的容積增大一倍，則達到平衡時NCh的轉(zhuǎn)化率。

答案（1）減小減?。?）不變不變（3）不變減小

解析（1）保持容器容積不變，通入一定量NCh,等效為增大壓強，平衡正向移動，NO2的百

分含量減?。槐３秩萜魅莘e不變，通入一定量N2O4,等效為增大壓強，平衡正向移動，所以

N