1、解密解密 09 化学反应速率与平衡化学反应速率与平衡 【考纲导向】【考纲导向】 1了解化学反应速率的概念、化学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要作用。 3了解化学反应的可逆性，能用焓变和熵变说明常见简单化学反应的方向。 4了解化学平衡建立的过程。理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，认识其一般规律。 6了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 【命题分析命题分析】 化学反应速率与化学平衡是高中化学重要理论主干知识,试题难度一般较大
2、,特别是原理综合题型,将多 个知识点组合在一起,客观上增加了思维容量。化学反应速率一般考查形式如下：一是考查化学反应速率图 像问题；二是考查化学反应速率的影响因素；三是在填空题中综合考查。化学反应进行的方向和限度一般 考查形式有：一是在选择题中某个选项考查可逆反应焓变和熵变的大小；二是考查化学平衡状态的判断； 三是与化学平衡相结合考查化学平衡常数的应用等。化学平衡的移动考查形式固定，一般是以图像或者表 格的形式为载体，考查平衡移动、化学平衡的计算、等效平衡、平衡图像等知识点等，综合性强，难度大， 为选择题中的压轴题型。在填空题中也会结合工农业生产考查平衡状态的判断、平衡图像、化学平衡常数 等。
3、 核心考点一核心考点一 化学反应速率及其影响因素化学反应速率及其影响因素 1化学反应速率 化学反应速率与化学计量数的关系。对于已知反应 mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g)，其化学反应速率可 用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的化学计 量数之比，即 v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq。 2影响化学反应速率的因素 (1)内因 反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。 如相同条件下 Mg、 Al 与稀盐酸反应的速率大小关 系为：v(Mg)v(Al)。 (2)外因(其他条件不变，只改变一个条件) 3理论解释有效碰撞理论 (1)活化分
4、子：能够发生有效碰撞的分子。 (2)活化能：如图 图中：E1为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为 E3，E2为逆反应的活化能，反应热为 E1E2。 (3)有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。 活化分子、有效碰撞与反应速率的关系。 考法一考法一 化学反应速率的相关计算化学反应速率的相关计算 【典例【典例 1】 将 4 mol A 气体和 2 mol B 气体在 2 L 的容器中混合， 并在一定条件下发生反应： 2A(g)B(g) 2C(g)，若经 2 s 后测得 C 的浓度为 0.6 mol L 1，现有下列几种说法： 用物质 A 表示的反应的平均速率为 0.3 mol L 1 s
5、1 用物质 B 表示的反应的平均速率为 0.6 mol L 1 s1 2 s 时物质 A 的转化率为 70% 2 s 时物质 B 的浓度为 0.7 mol L 1 其中正确的是( ) A. B. C. D. 【解析】A、B 的起始浓度分别为 2 mol L 1、1 mol L1，由 2 s 后 C 的浓度可得 A、B 的变化浓度分别 为 0.6 mol L 1、 0.3 mol L1， 所以用 A、 B 表示的反应的平均速率分别为 0.3 mol L1 s1、 0.15 mol L1 s1。 2 s 时 A、B 的浓度分别为 14 mol L 1、0.7 mol L1。2 s 时物质 A 的转
6、化率为 30%。 【答案】B 考法二考法二 化学反应速率的大小比较化学反应速率的大小比较 【典例【典例 2】已知反应 4CO2NO2N24CO2在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应 速率最快的是( ) A.v(CO)15 mol L 1 min1 B.v(NO2)0.7 mol L 1 min1 C.v(N2)0.4 mol L 1 min1 D.v(CO2)11 mol L 1 min1 【解析】 先看单位是否相同， 若不同， 先换算成同一单位， 再换算成同一物质再比较， 如以 N2为标准， A、B、D 项分别换算为 0.375 mol L 1 min1、 0.35 mol L 1
7、min1、0.275 mol L1 min1，C 项正确。 【答案】C 考法考法三三 外界条件对化学反应速率的影响外界条件对化学反应速率的影响 【典例【典例 3】(2020山东卷)1，3-丁二烯与 HBr 发生加成反应分两步：第一步 H+进攻 1，3-丁二烯生成碳 正离子()；第二步 Br -进攻碳正离子完成 1，2-加成或 1，4-加成。反应进程中的能量变化 如下图所示。已知在 0和 40时，1，2-加成产物与 1，4-加成产物的比例分别为 70:30 和 15:85。下列说 法正确的是( ) A1，4-加成产物比 1，2-加成产物稳定 B与 0相比，40时 1，3-丁二烯的转化率增大 C从
8、 0升至 40，1，2-加成正反应速率增大，1，4-加成正反应速率减小 D从 0升至 40，1，2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度 【解析】A 项，能量越低越稳定，根据图像可看出，1，4-加成产物的能量比 1，2-加成产物的能量低， 即 1，4-加成产物的能量比 1，2-加成产物稳定，故 A 正确；B 项，该加成反应不管生成 1，4-加成产物还是 1，2-加成产物，均为放热反应，则升高温度，不利用 1，3-丁二烯的转化，即在 400C 时其转化率会减小， 故 B 错误；C 项，从 00C 升至 400C，正化学反应速率均增大，即 1，4-加成和 1，2-加成反应的正速率均会
9、 增大，故 C 错误；D 项，从 00C 升至 400C，对于 1，2-加成反应来说，化学平衡向逆向移动，即 1，2-加成 正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度，故 D 正确；故选 AD。 【答案】AD 考法考法四四 控制变量法探究影响化学反应速率的因素控制变量法探究影响化学反应速率的因素 【典例【典例 4】 硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为 Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O， 下列各组实验中最先出现浑浊的是( ) 实验 反应温度/ Na2S2O3溶液 稀 H2SO4 H2O V/mL c/(mol L 1) V/mL c/(mol L 1) V/mL A
10、 25 5 0.1 10 0.1 5 B 25 5 0.2 5 0.2 10 C 35 5 0.1 10 0.1 5 D 35 5 0.2 5 0.2 10 【解析】结合选项知混合液的体积都为 20 mL，但选项 D 中反应温度最高、反应物 Na2S2O3的浓度最 大，其反应速率最大，故最先看到浑浊(有硫单质生成)。 【答案】D 考法考法五五 化学反应速率的图象化学反应速率的图象 【典例【典例 5】 (2017江苏卷)H2O2分解速率受多种因素影响。 实验测得 70时不同条件下 H2O2浓度随时间 的变化如图所示。下列说法正确的是( ) A图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率
11、越快 B图乙表明，其他条件相同时，溶液 pH 越小，H2O2分解速率越快 C图丙表明，少量 Mn 2+存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快 D图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2+对 H2O2分解速率的影响大 【解析】A 项，浓度对反应速率的影响是浓度越大，反应速率越快，错误；B 项，NaOH 浓度越大，即 pH 越大，H2O2分解速率越快，错误；C 项，由图，Mn2 存在时，0.1 mol L1 的 NaOH 时 H2O2的分解速率 比 1 mol L 1 的 NaOH 时快，错误；D 项，由图可知，碱性条件下，Mn2 存在时，H 2O2分解速率快，正确。 【答案】D 考法考法六六 化学
12、反应速率的综合分析化学反应速率的综合分析 【典例【典例 6】 (2021 年 1 月浙江选考)取 50 mL 过氧化氢水溶液， 在少量 I- 存在下分解： 2H2O2=2H2O+O2。 在一定温度下，测得 O2的放出量，转换成 H2O2浓度(c)如下表： t/min 0 20 40 60 80 c/(mol L-1) 0.80 0.40 0.20 0.10 0.050 下列说法不正确的是( ) A反应 20min 时，测得 O2体积为 224mL(标准状况) B2040min，消耗 H2O2的平均速率为 0.010mol L-1 min-1 C第 30min 时的瞬时速率小于第 50min 时
13、的瞬时速率 DH2O2分解酶或 Fe2O3代替 I-也可以催化 H2O2分解 【解析】A 项，反应 20min 时，过氧化氢的浓度变为 0.4mol/L，说明分解的过氧化氢的物质的量 n(H2O2)=(0.80-0.40)mol/L0.05L=0.02mol， 过氧化氢分解生成的氧气的物质的量 n(O2)=0.01mol， 标况下的体 积 V=n Vm=0.01mol 224L/mol=0.224L=224mL，A 正确；B 项，2040min，消耗过氧化氢的浓度为 (0.40-0.20)mol/L=0.20 mol L-1，则这段时间内的平均速率 v= c t = 0.20mol/L 20m
14、in =0.010 mol L-1 min-1，B 正确； C 项，随着反应的不断进行，过氧化氢的浓度不断减小，某一时刻分解的过氧化氢的量也不断减小，故第 30min 时的瞬时速率大于第 50min 时的瞬时速率，C 错误；D 项，I-在反应中起到催化的作用，故也可以利 用过氧化氢分解酶或 Fe2O3代替，D 正确；故选 C。 【答案】C 分析外界因素对化学反应速率的影响时要注意以下几点 1对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变用量速率不变。但固体颗粒的大小决定反应物 接触面积的大小，会影响化学反应速率。 2压强对速率的影响有以下几种情况： (1)恒温时：增大压强 引起 体积缩小 引起
15、 浓度增大 引起 化学反应速率加快。 (2)恒容时： 充入气体反应物 引起 压强增大 引起 浓度增大 引起 速率加快。 充入惰性气体 引起 总压强增大，但各气体物质的量浓度不变，反应速率不变。 (3)恒压时：压强不变充入惰性气体 引起 压强不变 引起 体积增大 引起 各物质浓度减小 引起 反应速 率减慢。 3温度改变对任何反应的速率都有影响。 4加入催化剂可以同等程度的改变正逆化学反应速率。 1在密闭容器中进行反应 N2O22NO，下列条件能加快反应速率的是( ) A增大体积使压强减小 B体积不变，充入 N2使压强增大 C体积不变，充入 He 使压强增大 D压强不变，充入气体 Ne 【答案】B
16、 【解析】A 项，增大体积使压强减小，物质浓度减小，速率减慢，故 A 错误；B 项，体积不变，充入 N2使压强增大，氮气浓度增大，速率加快，故 B 正确；C 项，体积不变，充入 He 使压强增大，反应物浓 度不变，速率不变，故 C 错误；D 项，压强不变，充入气体 Ne，体积增大，浓度减小，速率减慢，故 D 错 误；故选 B。 256 g 铁粉投入到足量的 100 mL 2 mol L 1 的稀硫酸的烧杯中，2 min 时铁粉刚好溶解，下列表示 这个反应的速率正确的是( ) Av(Fe)0.5 mol L 1 min1 Bv(H2SO4)1 mol L 1 min1 Cv(H2)0.5 mol
17、 L 1 min1 Dv(FeSO4)0.5 mol L 1 min1 【答案】D 【解析】Fe 是固体，不能用来表示化学反应速率，A 错误；Fe 与稀硫酸发生反应：FeH2SO4=FeSO4 H2， 2 min时铁粉刚好溶解， 铁反应的物质的量是0.1 mol， 根据方程式可知硫酸反应的物质的量是0.1 mol， 则 v(H2SO4)0.1 mol 0.1 L 2 min0.5 mol L 1 min1，B 错误；该反应为溶液中的反应，无法表示氢气的 浓度变化，C 错误；根据方程式可知：n(Fe)n(FeSO4)11，所以 n(FeSO4)0.1 mol，则 v(FeSO4)0.1 m o
18、l 0 . 1 L 2 m i n 0 . 5 m o l L 1 m i n 1 ， D正 确 。 3已知分解 1 mol H2O2放出热量 98 kJ，在含少量 I 的溶液中，H 2O2分解的机理为 H2O2I H 2OIO 慢 H2O2IO H 2OO2I 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 kJ mol 1 D.v(H2O2)v(H2O)v(O2) 【答案】A 【解析】A 项，将题给两个反应合并可得总反应为 2H2O2=2H2OO2，该反应中 I 作催化剂，其浓 度的大小将影响该反应的反应速率；B
19、项，该反应中 IO 是中间产物，不是该反应的催化剂；C 项，反应的 活化能表示一个化学反应发生所需要的最小能量，分解 1 mol H2O2放出 98 kJ 热量，不能据此判断该反应的 活化能；D 项，由反应速率与对应物质的化学计量数的关系可知 v(H2O2)v(H2O)2v(O2)。 4 在一密闭容器中充入 1 mol H2和 1 mol I2， 压强为 p(Pa)， 并在一定温度下使其发生反应： H2(g)I2(g) 2HI(g) H0，下列说法正确的是( ) A.保持容器容积不变，向其中加入 1 mol H2(g)，反应速率一定加快 B.保持容器容积不变，向其中加入 1 mol N2(N2
20、不参加反应)，反应速率一定加快 C.保持容器内气体压强不变，向其中加入 1 mol N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快 D.保持容器内气体压强不变，向其中加入 1 mol H2(g)和 1 mol I2(g) ，再次平衡时反应速率一定加快 【答案】A 【解析】增加反应物的浓度，反应速率加快，A 项正确；加入氮气，因为容器体积不变，反应体系中 各气体的浓度不变，故反应速率不变，B 项错误；保持压强不变，加入氮气，容器体积增大，反应体系中各 气体的浓度减小，反应速率减小，C 项错误；保持压强不变，再次充入 1 mol H2(g)和 1 mol I2(g)，则容器容 积增大为原来的 2 倍，再
21、次平衡反应体系中各气体的浓度不变，反应速率不变，D 项错误。 5(2019浙江 4 月选考)高温高压液态水具有接近常温下弱酸的 c(H+)或弱碱的 c(OH)，油脂在其中能 以较快的反应速率水解。与常温常压水相比，下列说法不正确 的是( ) A高温高压液态水中，体系温度升高，油脂水解反应速率加快 B高温高压液态水中，油脂与水的互溶能力增强，油脂水解反应速率加快 C高温高压液态水中，c(H+)增大，可催化油脂水解反应，且产生的酸进一步催化水解 D高温高压液态水中的油脂水解，相当于常温下在体系中加入了相同 c(H+)的酸或相同 c(OH)的碱的 水解 【答案】D 【解析】A对于任何化学反应，体系温
22、度升高，均可加快反应速率，A 项正确；B由于高温高压液 态水中，c(H+)和 c(OH)增大，油脂水解向右移动的倾向变大，因而油脂与水的互溶能力增强，反应速率加 快，B 项正确；C油脂在酸性条件下水解，以 H+做催化剂，加快水解速率，因而高温高压液态水中，c(H+) 增大，可催化油脂水解反应，且产生的酸进一步催化水解，C 项正确；D高温高压液态水中的油脂水解， 其水环境仍呈中性， 因而不能理解成相当于常温下在体系中加入了相同c(H+)的酸或相同c(OH)的碱的水解， 而是以体系升温、增加水和油脂的互溶以及提高水中 H+浓度的方式，促进油脂的水解，D 项不正确。故选 D。 6由下列生产或实验事实
23、得出的相应结论不正确的是( ) 事实 结论 A 其他条件相同，Na2S2O3溶液和 H2SO4溶液反应， 升高溶液的温度，析出硫沉淀所需时间缩短 当其他条件不变时，升高反应温度，化学反应速 率加快 B 工业制硫酸中，在 SO3的吸收阶段，吸收塔里要 装填瓷环 增大气液接触面积，使 SO3的吸收速率增大 C 在容积可变的密闭容器中发生反应： 2NH3 2H4(l)H2(g)，把容积的体积缩小 一半 正反应速率加快，逆反应速率减慢 D 向 A、B 两支试管中分别加入等体积 5%的 H2O2 溶液，在 B 试管中加入 23 滴 FeCl3溶液，B 试 管中产生气泡快 当其他条件不变时，催化剂可以改变
24、化学反应速 率 【答案】C 【解析】C 项中压缩容器体积，反应物、生成物的浓度均增加，正、逆反应速率均加快。 7 在一密闭容器中充入 1 mol H2和 1 mol I2， 压强为 p(Pa)， 并在一定温度下使其发生反应： H2(g)I2(g) 2HI(g) H0，下列说法正确的是( ) A保持容器容积不变，向其中加入 1 mol H2(g)，反应速率一定加快 B保持容器容积不变，向其中加入 1 mol N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快 C保持容器内气体压强不变，向其中加入 1 mol N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快 D保持容器内气体压强不变，向其中加入 1 mol H2(
25、g)和 1 mol I2(g) ，再次平衡时反应速率一定加快 【答案】A 【解析】增加反应物的浓度，反应速率加快，A 项正确；加入氮气，因为容器体积不变，反应体系中 各气体的浓度不变，故反应速率不变，B 项错误；保持压强不变，加入氮气，容器体积增大，反应体系中各 气体的浓度减小，反应速率减小，C 项错误；保持压强不变，再次充入 1 mol H2(g)和 1 mol I2(g)，则容器容 积增大为原来的 2 倍，再次平衡反应体系中各气体的浓度不变，反应速率不变，D 项错误。 8以反应 5H2C2O4+2MnO4 -+6H = 10CO2+ 2Mn2+ + 8H2O 为例探究“外界条件对化学反应速
26、率的影 响”。实验时，分别量取 H2C2O4溶液和酸性 KMnO4溶液，迅速混合并开始计时，通过测定溶液褪色所需 时间来判断反应的快慢。 下列说法不正确的是( ) A实验、 、 所加的 H2C2O4 溶液均要过量 B 若实验测得 KMnO4溶液的褪色时间为 40 s， 则这段时间内平均反应速率 v(KMnO4)= 2 5 10-4 mol/L/s C实验和实验是探究浓度对化学反应速率的影响， 实验和是探究温度对化学反应速率的影 响 D实验和起初反应均很慢，过了一会儿速率突然增大，可能是生成的 Mn2+对反应起催化作用 【答案】B 【解析】A 项，根据反应方程式可得 5H2C2O42MnO4-，
27、由实验数据分析可知，在这三个实验中，所加 H2C2O4溶液均过量， A 正确； B 项， 根据已知数据可得 v(KMnO4)=0.010mol/L 0.004L/40s =1 0 10-6 mol/L/s， B 错误； C 项， 分析表中数据可知， 实验和实验只是浓度不同， 实验和只是温度不同， C 是正确的； D 项，在其它条件都相同时，开始速率很小，过一会儿速率突然增大，说明反应生成了具有催化作用的物 质，其中水没有这种作用，CO2释放出去了，所以可能起催化作用的是 Mn2+，故 D 正确。故选 B。 核心考点二核心考点二 化学反应进行的方向化学反应进行的方向与化学平衡状态与化学平衡状态
28、1自发过程 (1)含义 在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。 (2)特点 体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。 在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。 2化学反应方向 (1)判据 (2)一般规律： H0 的反应任何温度下都能自发进行； H0，S0 的反应任何温度下都不能自发进行； H 和 S 的作用相反，且相差不大时，温度对反应的方向起决定性作用。当 H0，S0，S0 时，高温下反应能自发进行。 说明：对于一个特定的气相反应，熵变的大小取决于反应前后的气体物质的化学计量数大小。 2化学平衡状态的判断 (1)原则 “体系中一
29、个变化的物理量到某一时刻不再变化”，这个物理量可作为平衡状态的“标志”。 (2)等速标志 v正v逆是化学平衡状态的本质特征，对于等速标志的理解，要注意以下两个方面的内容： 用同一种物质来表示反应速率时，该物质的生成速率与消耗速率相等。 用不同种物质来表示反应速率时必须符合两方面：a.表示两个不同的方向；b.速率之比浓度的变化 量之比物质的量的变化量之比化学计量数之比。 (3)浓度标志 反应混合物中各组分的浓度不变是平衡状态的宏观表现，可逆反应中各组分的物质的量、浓度、百分 含量、气体的体积分数一定时，可逆反应达到平衡状态。 (4)混合气体的平均相对分子质量( M )标志 当反应物与生成物均为气
30、体时：对于反应前后气体分子数不等的反应， M 为定值可作为反应达到平 衡状态的标志；对于反应前后气体分子数相等的反应， M 为定值不能作为反应达到平衡状态的标志。 若有非气体参与，无论反应前后气体的分子数是否相等， M 为定值一定可作为反应达到平衡状态的 标志。 (5)混合气体的密度()标志 当反应物与生成物均为气体时：在恒容条件下，无论反应前后气体分子数是否相等， 为定值，不能 作为反应达到平衡状态的标志；在恒压条件下，对于反应前后气体分子数相等的反应， 为定值，不能作为 反应达到平衡状态的标志，对于反应前后气体分子数不等的反应， 为定值，可作为反应达到平衡状态的标 志。 当有非气体物质参与
31、反应时：对于恒容体系， 为定值，可作为反应达到平衡状态的标志。 (6)混合气体的压强标志 因为恒容、恒温条件下，气体的物质的量 n(g)越大则压强 p 就越大，则无论各成分是否均为气体，只需 要考虑 n(g)。对于 n(g)0 的反应，当 p 为定值时，不能作为反应达到平衡状态的标志；对于 n(g)0 的 反应，当 p 为定值时，可作为反应达到平衡状态的标志。 考法一考法一 化学反应的自发进行化学反应的自发进行 【典例【典例 1】下列反应在任何温度下均能自发进行的是( ) A2N2(g)O2(g)=2N2O(g) H163 kJ mol 1 BAg(s)1 2Cl2(g)=AgCl(s) H1
32、27 kJ mol 1 CHgO(s)=Hg(l)1 2O2(g) H91 kJ mol 1 DH2O2(l)=1 2O2(g)H2O(l) H98 kJ mol 1 【解析】对于 A 项，H0，S0，即任何温度下反应都不能自发进行； 对于 B 项， H0， S0， 在较低温度下， HTS0， S0， 若使反应自发进行， 即 HTS0， 必须升高温度， 即反应只有在较高温度时能自发进行； 对于 D 项， H0，在任何温度下，HTS0，即在任何温度下反应均能自发进行。 【答案】D 考法考法二二 化学反应进行的方向化学反应进行的方向 【典例【典例 2】下列说法正确的是( ) A.反应 N2(g)3
33、H2(g) 2NH3(g)的 H0 B.反应 2CO2NO=N22CO2在常温下能自发进行，则反应的 H0，S0 C.反应 TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(g)O2(g) H0 能自发进行，其原因是 S0 D.反应 4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应 【解析】该反应的正反应为气体分子数减少的反应，S0，A 项错误；从反应方程式中气体物质化学 计量系数来看，物质的量在减小，即熵减小，但反应能自发，则该反应是放热反应，H0，在常温 下不能自发进行， 则表明反应吸热， 即说明该反应的 H0， C 正确； D 项， 常温下， 2NO(g)O2(g)
34、=2NO2(g) 的S0，能够自发进行，则表明反应放热，即该反应的 H0 、S0， 故 A 错误； B 项， 根据化学平衡常数的定义， 该反应的平衡常数 K= 4 2 42 c (HCl) c(SiCl ) c (H ) ， 故 B 正确；C 项，题中说的是高温，不是标准状况下，因此不能直接用 224L mol1计算，故 C 错误；D 项，H=反应物键能总和生成物键能总和，即H=4E(SiCl)2E(HH)4E(HCl) 2E(SiSi)，故 D 错误；故选 B。 3250 和 101 105 Pa 时，2N2O5(g)=4NO2(g)O2(g) H5676 kJ/mol 能自发进行，其自 发
35、进行的原因是( ) A.是吸热反应 B.是放热反应 C.是熵减少的反应 D.熵增效应大于能量效应 【答案】D 【解析】反应能自发进行，则有 HTS0，因 H0，则 HTS，即熵增效应大于能量效应， D 项正确。 4已知吸热反应 2CO(g)=2C(s)O2(g)，设 H 和 S 不随温度而变，下列说法中正确的是( ) A.低温下能自发进行 B.高温下能自发进行 C.任何温度下都能自发进行 D.任何温度下都不能自发进行 【答案】D 【解析】已知反应 2CO(g)=2C(s)O2(g)的 H0，S0，所以 HTS0，反应任何温度下都是 不能自发进行，D 项正确。 5一定温度下，在恒容密闭容器中发生
36、反应：Si(s)3HCl(g)SiHCl3(g)H2(g)。不能表明该反 应达到平衡状态的是( ) A生成 1molH2的同时生成 3molHCl B混合气体的平均相对分子质量不变 CHCl、SiHCl3、H2三者的浓度比值 3：1：1 D混合气体的密度不变 【答案】C 【解析】A 项，生成 1molH2的同时生成 3molHCl，表示正逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态， 故 A 正确；B 项，该反应为气体的物质的量增大的反应，混合气体的质量不变，则混合气体的平均相对分 子质量为变量， 当混合气体的平均相对分子质量不变， 表明反应达到平衡状态， 故B 正确； C项， HCl、 SiHCl3
37、、 H2三者的浓度比值 111，不能说明浓度是否不变，不能说明反应达到平衡状态，故 C 错误；D 项，体 积不变，混合气体的密度始终不变，说明混合气体的质量不变，反应达到平衡状态，故 D 正确；故选 C。 核心考点核心考点三三 化学平衡常数化学平衡常数 1化学平衡常数 (1)概念： 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一 个常数，用符号 K 表示。 (2)表达式：对于反应 mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，Kc p（C） cq（D） cm（A） cn（B）。 实例： 化学方程式 平衡常数 关系式 N2(g)3H2(g) 2NH3(g)
38、 K1 c2（NH3） c（N2） c3（H2） K2 K1 (或 K 1 21) K3 1 K1 1 2N2(g) 3 2H2(g) NH3(g) K2 c（NH3） c 1 2（N2） c 3 2（H2） 2NH3(g) N2(g)3H2(g) K3c（N2） c 3（H 2） c2（NH3） (3)意义： K 值越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。 K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关，吸热反应，升高温度，K 增大，放热反应，升 高温度，K 减小。 2平衡转化率 对于上例反应中 A(g)的平衡转化率可表示为： (A)c0（A）c 平（A） c0（A） 100%c0
39、(A)代表 A 的初始浓度，c平(A)代表 A 的平衡浓度。 考法一考法一 化学平衡常数的理解化学平衡常数的理解 【典例【典例 1】 某温度下气体反应达到化学平衡， 平衡常数 Kc（A） c 2（B） c2（E） c（F）， 恒容时， 若温度适当降低， F 的浓度增加，下列说法正确的是( ) A.增大 c(A)、c(B)，K 增大 B.降低温度，正反应速率增大 C.该反应的焓变为负值 D.该反应的化学方程式为 2E(g)F(g) A(g)2B(g) 【解析】某温度下气体反应达到化学平衡，平衡常数 Kc（A）c 2（B） c2（E）c（F） ，则该反应为 2E(g)F(g) A(g)2B(g)，
40、恒容时，若温度适当降低，F 的浓度增加，平衡向逆反应方向移动，正反应为吸热反 应，故 C 错误，D 正确；平衡常数只受温度影响，与浓度无关，温度不变，平衡常数不变，故 A 错误；降 低温度，正、逆反应速率都降低，正反应速率降低更多，平衡向逆反应方向移动，故 B错误。 【答案】D 考法二考法二 利用利用化学平衡常数判断反应进行的方向化学平衡常数判断反应进行的方向 【典例【典例 2】(2020北京卷)一定温度下，反应 I2(g)+H2(g)2Hl(g)在密闭容器中达到平衡时，测得 c(I2)=0.11mmolL-1， c(HI)=0.78mmolL-1。 相同度温下， 按下列4组初始浓度进行实验，
41、 反应逆向进行的是(注： 1mmolL-1=10-3molL-1) ( ) A B C D c(I2)/mmolL-1 100 0.22 0.44 0.11 c(H2)/mmolL-1 100 0.22 0.44 0.44 c(HI)/mmolL-1 100 156 400 156 【解析】题目中缺少 c(H2)，则无法计算 K，则不能通过 Qc与 K 的关系判断平衡的移动方向，但可比 较 4 个选项中 Qc的大小关系，Qc越大，则可能逆向移动。Qc(A)= 1002(/)2 100/100/=1， Qc(B)= 1562(/)2 0.22/0.22/=50.28，Qc(C)= 4002(/)
42、2 0.44/0.44/=8264，Qc(D)= 1562(/)2 0.44/0.11/=50.28，Qc(C) 的值最大，答案为 C。 【答案】C 考法三考法三 化学平衡常数的运用化学平衡常数的运用 r 【典例【典例3】 (2020浙江7月选考)5mL0.1mol/LKI溶液与1mL0.1mol/LFeCl3溶液发生反应： 2Fe3+(aq)+2I-( aq) 2Fe2+(aq)+I2(aq)，达到平衡。下列说法不正确 的是( ) A加入苯，振荡，平衡正向移动 B经苯 2 次萃取分离后，在水溶液中加入 KSCN，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度 C加入 FeSO4固体，平衡逆向移动 D该
43、反应的平衡常数 22+ 23+2 cFe K= cFecI 【解析】A 项，加入苯振荡，苯将 I2萃取到苯层，水溶液中 c(I2)减小，平衡正向移动，A 正确；B 项， 将 5mL0.1mol/LKI 溶液与 1mL0.1mol/LFeCl3溶液混合，参与反应的 Fe3+与 I-物质的量之比为 1:1，反应后 I- 一定过量，经苯 2 次萃取分离后，在水溶液中加入 KSCN 溶液呈血红色，说明水溶液中仍含有 Fe3+，即 Fe3+ 没有完全消耗， 表明该化学反应存在限度， B 正确； C 项， 加入 FeSO4固体溶于水电离出 Fe2+， c(Fe2+)增大， 平衡逆向移动，C 正确；D 项，
44、该反应的平衡常数 K= 22+ 2 23+2- (Fe )(I ) (Fe )(I ) cc cc ，D 错误；故选 D。 【答案】D 考法四考法四 有关化学平衡有关化学平衡“三段式三段式”计算计算 【典例【典例 4】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所示。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 v(X)0.005 mol/(L s)。下列说法正确的是 ( ) 温度/ 700 800 830 1 000 1 200 平衡常数 17 11 10 0.6 0.4 A.4 s 时容器内 c(
45、Y)0.76 mol/L 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 K0.4 【解析】 反应初始 4 s 内 X 的平均反应速率 v(X)0.005 mol/(L s)， 根据速率之比等于化学计量数之比， 可知 v(Y)v(X)0.005 mol/(L s)，则 4 s 内 c(Y)0.005 mol L 1 s1 4 s0.02 mol/L，Y 的起始浓度为 0.8 mol 2 L 0.4 mol/L，故 4 s 时 c(Y)0.4 mol/L0.02 mol/L0.38 mol
46、/L，A 项错误；设平衡时 A 的浓度变化 量为 x，则： X(g) Y(g) R(g)Q(g) 开始(mol/L): 0.1 0.4 0 0 变化(mol/L): x x x x 平衡(mol/L): 0.1x 0.4x x x 故 x2 （0.1x）（0.4x）10，解得 x0.08，所以平衡时 X 的转化率为 0.08 mol/L 0.1 mol/L 100%80%，B 项正确；由表格可知，温度升高，化学平衡常数减小，平衡逆向移动，C 项错误；1 200 时反应 X(g)Y(g) R(g)Q(g)的平衡常数值为 0.4，所以 1 200 时反应 R(g)Q(g) X(g)Y(g)的平衡常
47、数的值 为 1 0.425，D 项错误。 【答案】B “三段式法”解答化学平衡计算题 1步骤 (1)写出涉及的可逆反应的化学方程式。 (2)找出起始量、转化量和平衡量中哪些是已知量，哪些是未知量，按“三段式”列出。 (3)根据问题建立相应的关系式进行计算。 2模板 对于反应： mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)， 令 A、 B 起始物质的量(mol)分别为 a、 b， 达到平衡后， A 的消耗量为 mx，容器容积为 V L。 建立等式求解：(1)K px V p qx V q amx V m bnx V n (2)c平(A)amx V (mol L 1)。 (3)(A)平mx a 10
48、0%，(A)(B)mx a nx b mb na。 (4)(A) amx ab（pqmn）x 100%。 (5)p（平） p（始） ab（pqmn）x ab 。 1下列关于平衡常数的说法正确的是( ) A.在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度 B.在任何条件下，化学平衡常数都是一个恒定值 C.平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂等无关 D.从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的程度 【答案】D 【解析】在平衡常数表达式中，反应物及生成物浓度均为达到化学平衡时的浓度；在温度一定时，对 一个确定化学计量数的可逆反应，化学平衡常数是一个恒定值，其大小只与温度有关，与其他外界条件无 关，平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度。 2 反应H2(g)I2(g) 2HI(g)的平衡常数为K1； 反应HI(g) 1 2H2(g) 1 2I2(g)的平衡常数为K2， 则 K1、K2的关系式为(平衡常数为同温度下的测定值)( ) A
