突破點8化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡提煉1判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的標志1.絕對標志2相對標志3一個角度從微觀的角度分析，如反應(yīng)N2(g)3H2(g)2NH3(g)，下列各項均可說明該反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)：(1)斷裂1 mol NN鍵的同時生成1 mol NN鍵；(2)斷裂1 mol NN鍵的同時生成3 mol HH鍵；(3)斷裂1 mol NN鍵的同時斷裂6 mol NH鍵；(4)生成1 mol NN鍵的同時生成6 mol NH鍵。4定量依據(jù)：若QcK，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。提煉2影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素1.影響化學(xué)反應(yīng)速率的“4大因素”(外因)2濃度、溫度、壓強改變對平衡的影響對平衡狀態(tài)的影響備注其他條件不變升高溫度化學(xué)平衡向吸熱方向移動v正、v逆均增大(程度不同)增大壓強化學(xué)平衡向氣體分子數(shù)目減少的方向移動壓強變化是通過容器容積的變化實現(xiàn)的濃度增大反應(yīng)物濃度或降低生成物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動固體、純液體的濃度視為常數(shù)恒容時加入“惰性”氣體對平衡狀態(tài)無影響(對反應(yīng)速率也無影響)原來體系中各物質(zhì)的濃度沒有發(fā)生變化恒壓時加入“惰性”氣體相當于減小壓強(對反應(yīng)速率的影響也相當于減小壓強)加入的氣體會分擔一部分壓強總的來說：外界條件改變反應(yīng)速率化學(xué)平衡，可歸納為：提煉3化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用1.化學(xué)平衡常數(shù)表達式對反應(yīng)：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)K四個注意：(1)固體或純液體的濃度是常數(shù)，表達式中不能出現(xiàn)固體或純液體。(2)化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān)。(3)化學(xué)平衡常數(shù)表示反應(yīng)進行的程度，不表示反應(yīng)的快慢，即化學(xué)反應(yīng)速率快，K值不一定大。(4)平衡常數(shù)表達式與方程式的書寫形式有關(guān)，對于同一個反應(yīng)，當方程式的化學(xué)計量數(shù)發(fā)生變化時，平衡常數(shù)的數(shù)值及單位均發(fā)生變化，當方程式逆寫時，此時平衡常數(shù)為原平衡常數(shù)的倒數(shù)。2“三段式法”計算化學(xué)平衡常數(shù)(1)明確三個量：起始量、變化量、平衡量如mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量濃度分別為a mol·L1、b mol·L1，達到平衡后消耗A的物質(zhì)的量濃度為mx mol·L1。mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始/mol·L1a b00變化/mol·L1 mx nx px qx平衡/mol·L1 amx bnx px qxK說明：對于反應(yīng)物：c(平)c(始)c(變)；對于生成物：c(平)c(始)c(變)。各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比。3化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用(1)判斷反應(yīng)進行的程度化學(xué)平衡常數(shù)的大小是可逆反應(yīng)進行程度的標志。K值越大，說明正向反應(yīng)進行的程度越大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率也越大。(2)判斷反應(yīng)進行的方向?qū)τ诳赡娣磻?yīng)mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，在一定溫度下的任意時刻，濃度商(Qc)表達式為：Qc。若Qc<K，v(正)>v(逆)，向正反應(yīng)方向進行。若QcK，v(正)v(逆)，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。若Qc>K，v(正)<v(逆)，向逆反應(yīng)方向進行。(3)判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)若升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；若升高溫度，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(4)用于計算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率4掌握三個“百分數(shù)”(1)轉(zhuǎn)化率×100%×100%。(2)生成物的產(chǎn)率：實際產(chǎn)量占理論產(chǎn)量的百分數(shù)。一般來說，轉(zhuǎn)化率越高，原料利用率越高，產(chǎn)率越高。產(chǎn)率×100%。(3)混合物中某組分的百分含量×100%。回訪1(2016·全國甲卷)丙烯腈(CH2=CHCN)是一種重要的化工原料，工業(yè)上可用“丙烯氨氧化法”生產(chǎn)，主要副產(chǎn)物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等?；卮鹣铝袉栴}： 【導(dǎo)學(xué)號：14942036】(1)以丙烯、氨、氧氣為原料，在催化劑存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副產(chǎn)物丙烯醛(C3H4O)的熱化學(xué)方程式如下：C3H6(g)NH3(g)O2(g)=C3H3N(g)3H2O(g)H515 kJ·mol1C3H6(g)O2(g)=C3H4O(g)H2O(g) H353 kJ·mol1兩個反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢均很大，其原因是_；有利于提高丙烯腈平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是_；提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是_。(2)圖(a)為丙烯腈產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，最高產(chǎn)率對應(yīng)的溫度為460 。低于460 時，丙烯腈的產(chǎn)率_(填“是”或“不是”)對應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率，判斷理由是_；高于460 時，丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是_(雙選，填標號)。A催化劑活性降低 B. 平衡常數(shù)變大C副反應(yīng)增多 D. 反應(yīng)活化能增大圖(a) 圖(b)(3)丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與n(氨)/n(丙烯)的關(guān)系如圖(b)所示。由圖可知，最佳n(氨)/n(丙烯)約為_，理由是_。進料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比約為_。解析(1)由熱化學(xué)方程式可知，反應(yīng)氣體分子數(shù)增加，是一個熵增的放熱反應(yīng)，反應(yīng)氣體分子數(shù)不變，是一個熵變化不大的放熱量較大的反應(yīng)，在熱力學(xué)上都屬于自發(fā)進行的反應(yīng)。由于反應(yīng)是一個氣體分子數(shù)增加的放熱反應(yīng)，降溫、減壓均有利于提高丙烯腈的平衡產(chǎn)率。有機反應(yīng)中要提高某反應(yīng)的選擇性，關(guān)鍵是選擇合適的催化劑。(2)由于反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度降低，平衡右移，丙烯腈的平衡產(chǎn)率應(yīng)增大，因此圖(a)中460 以下的產(chǎn)率不是對應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率。反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的升高而變小，反應(yīng)的活化能不受溫度的影響，故當溫度高于460 時，丙烯腈的產(chǎn)率降低的可能原因是催化劑活性降低和副反應(yīng)增多。(3)由圖(b)可知，當n(氨)/n(丙烯)1時，丙烯腈的產(chǎn)率最高，而丙烯醛的產(chǎn)率已趨近于0，如果n(氨)/n(丙烯)再增大，丙烯腈的產(chǎn)率反而降低，故最佳n(氨)/n(丙烯)約為1?？諝庵蠴2的體積分數(shù)約為，結(jié)合反應(yīng)方程式及最佳n(氨)/n(丙烯)約為1可知，進料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比應(yīng)為1117.51。答案(1)兩個反應(yīng)均為放熱量大的反應(yīng)降低溫度降低壓強催化劑(2)不是該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低AC(3)1該比例下丙烯腈產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低17.51回訪2(2015·全國卷節(jié)選)甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇。發(fā)生的主要反應(yīng)如下：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H1CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H2CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H3回答下列問題：(1)反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K表達式為_；圖1中能正確反映平衡常數(shù)K隨溫度變化關(guān)系的曲線為_(填曲線標記字母)，其判斷理由是_。圖1(2)合成氣組成n(H2)/n(COCO2)2.60時，體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率()與溫度和壓強的關(guān)系如圖2所示。(CO)值隨溫度升高而_(填“增大”或“減小”)，其原因是_；圖2中的壓強由大到小為_，其判斷理由是_。圖2解析(1)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的書寫要求可知，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為Kc(CH3OH)/c(CO)·c2(H2)。反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動，平衡常數(shù)K減小，故曲線a符合要求。(2)由圖2可知，壓強一定時，CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而減小，其原因是反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高，平衡正向移動，又使產(chǎn)生CO的量增大，而總結(jié)果是隨溫度升高，CO的轉(zhuǎn)化率減小。反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體總分子數(shù)減小的反應(yīng)，溫度一定時，增大壓強，平衡正向移動，CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，而反應(yīng)為氣體總分子數(shù)不變的反應(yīng)，產(chǎn)生CO的量不受壓強的影響，因此增大壓強時，CO的轉(zhuǎn)化率提高，故壓強p1、p2、p3的關(guān)系為p1p2p3。答案(1)K或Kpa反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡常數(shù)數(shù)值隨溫度升高變小(2)減小升高溫度時，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡向左移動，使得體系中CO的量增大；反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，平衡向右移動，又使產(chǎn)生CO的量增大；總結(jié)果，隨溫度升高，使CO的轉(zhuǎn)化率降低p3p2p1相同溫度下，由于反應(yīng)為氣體總分子數(shù)減小的反應(yīng)，加壓有利于提升CO的轉(zhuǎn)化率；而反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，產(chǎn)生CO的量不受壓強影響。故增大壓強時，有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高回訪3(2015·全國卷節(jié)選)Bodensteins研究了下列反應(yīng)：2HI(g)H2(g)I2(g)在716 K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：t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784(1)根據(jù)上述實驗結(jié)果，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計算式為_。(2)上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率為v正k正·x2(HI)，逆反應(yīng)速率為v逆k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則k逆為_(以K和k正表示)。若k正0.002 7 min1，在t40 min時，v正_min1。(3)由上述實驗數(shù)據(jù)計算得到v正x(HI)和v逆x(H2)的關(guān)系可用下圖表示。當升高到某一溫度時，反應(yīng)重新達到平衡，相應(yīng)的點分別為_(填字母)。解析(1)由表中數(shù)據(jù)可知，無論是從正反應(yīng)方向開始，還是從逆反應(yīng)方向開始，最終x(HI)均為0.784，說明此時已達到了平衡狀態(tài)。設(shè)HI的初始濃度為1 mol·L1，則：2HI(g)H2(g)I2(g)初始濃度/mol·L1 1 0 0轉(zhuǎn)化濃度/mol·L1 0.216 0.108 0.108平衡濃度/mol·L1 0.784 0.108 0.108K。(2)建立平衡時，v正v逆，即k正x2(HI)k逆x(H2)·x(I2)，k逆k正。由于該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，故k逆k正k正。在40 min時，x(HI)0.85，則v正0.002 7 min1×0.8521.95×103 min1。(3)因2HI(g)H2(g)I2(g)H0，升高溫度，v正、v逆均增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動，HI的物質(zhì)的量分數(shù)減小，H2、I2的物質(zhì)的量分數(shù)增大。因此，反應(yīng)重新達到平衡后，相應(yīng)的點分別應(yīng)為A點和E點。答案(1)(2)k正/K1.95×103(3)A、E回訪4(2013·新課標全國卷)在1.0 L密閉容器中放入0.10 mol A(g)，在一定溫度進行如下反應(yīng)：A(g)B(g)C(g)H85.1 kJ·mol1反應(yīng)時間(t)與容器內(nèi)氣體總壓強(p)的數(shù)據(jù)見下表：時間t/h01248162025304.915.586.327.318.549.509.529.539.53回答下列問題：(1)欲提高A的平衡轉(zhuǎn)化率，應(yīng)采取的措施為_。(2)由總壓強p和起始壓強p0計算反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率(A)的表達式為_，平衡時A的轉(zhuǎn)化率為_，列式并計算反應(yīng)的平衡常數(shù)K_。(3)由總壓強p和起始壓強p0表示反應(yīng)體系的總物質(zhì)的量n總和反應(yīng)物A的物質(zhì)的量n(A)，n總_mol，n(A)_mol。下表為反應(yīng)物A濃度與反應(yīng)時間的數(shù)據(jù)，計算：a_。反應(yīng)時間t/h04816c(A)/(mol·L1)0.10a0.0260.006 5分析該反應(yīng)中反應(yīng)物的濃度c(A)變化與時間間隔(t)的規(guī)律，得出的結(jié)論是_，由此規(guī)律推出反應(yīng)在12 h時反應(yīng)物的濃度c(A)為_mol·L1。解析通過分析表格中數(shù)據(jù)，根據(jù)壓強之比等于物質(zhì)的量之比入手解決相關(guān)問題。(1)要提高A的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)通過改變條件使平衡正向移動，可以從濃度、溫度、壓強三個方面考慮，可從容器中分離出B、C或擴大容器的體積(降低壓強)或升高溫度。(2)相同條件下，在密閉容器中氣體的壓強之比等于物質(zhì)的量之比，設(shè)反應(yīng)后氣體的總物質(zhì)的量為x，則有，故x mol，而氣體的物質(zhì)的量的增加量等于消耗的A的物質(zhì)的量，故A的轉(zhuǎn)化率為×100%×100%，將表中的數(shù)據(jù)代入公式中可得平衡時A的轉(zhuǎn)化率為×100%94.1%；根據(jù)化學(xué)方程式列出平衡三段式，注意三段式中用的都是濃度，即可求得平衡常數(shù)。(3)結(jié)合(2)的解析可知n(A)0.10 mol mol0.10× mol；根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，可知a0.10× mol·L10.051 mol·L1，通過表中的數(shù)據(jù)可知，在達到平衡前每間隔4 h，A的濃度減少約一半，故反應(yīng)在12 h時，A的濃度為0.5×0.026 mol·L10.013 mol·L1。答案(1)升高溫度、降低壓強(2)×100%94.1%K 1.5 mol·L1(3)0.10×0.10×0.051達到平衡前每間隔4 h，c(A)減少約一半0.013熱點題型1化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷1(2016·陜西西安鐵一中模擬)可以證明可逆反應(yīng)N23H22NH3已達到平衡狀態(tài)的是()1個NN鍵斷裂的同時，有3個HH鍵斷裂；1個NN鍵斷裂的同時，有6個NH鍵斷裂；其他條件不變時，混合氣體平均相對分子質(zhì)量不再改變；恒溫恒容時，體系壓強不再改變；NH3、N2、H2的體積分數(shù)都不再改變；恒溫恒容時，混合氣體的密度保持不變；正反應(yīng)速率v(H2)0.6 mol/(L·min)，逆反應(yīng)速率v(NH3)0.4 mol/(L·min)A全部B. C D. C根據(jù)兩種化學(xué)鍵的斷裂情況可知反應(yīng)方向相同，不能判斷反應(yīng)是否達到平衡；反應(yīng)方向相反，且速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，說明反應(yīng)已達到平衡；由于該反應(yīng)為非等體積反應(yīng)，混合氣體平均相對分子質(zhì)量不再改變，說明各物質(zhì)的量不再變化，則說明反應(yīng)已達到平衡；恒溫恒容時，體系壓強不再改變，說明各物質(zhì)的量不再變化，則說明反應(yīng)已達到平衡；NH3、N2、H2的體積分數(shù)都不再改變，說明各物質(zhì)的量不再變化，則說明反應(yīng)已達到平衡；恒溫恒容時，由于各物質(zhì)均為氣體，混合氣體的密度始終不變，不能判斷反應(yīng)是否達到平衡；正、逆反應(yīng)速率相等，則說明反應(yīng)已達到平衡。2可逆反應(yīng)：2NO2(g)2NO(g)O2(g)在體積固定的密閉容器中進行，達到平衡狀態(tài)的標志是()單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO2單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO用NO2、NO、O2表示的反應(yīng)速率之比為221的狀態(tài)混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)混合氣體的壓強不再改變的狀態(tài)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)A B. C D. 全部A單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時生成2n mol NO2，能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；描述的都是正反應(yīng)方向，無法判斷是否達到平衡狀態(tài)；無論達到平衡與否，同向的反應(yīng)速率之比總是等于化學(xué)計量數(shù)之比；混合氣體的顏色不變能夠說明反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)；因容器體積固定，密度是一個常數(shù)，所以其不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積不等的反應(yīng)，容器的體積又固定，所以、均能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。3向某絕熱密閉容器中加入一定量CO2(g)和H2(g)，發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H49 kJ·mol1。下列圖像中能表明此容器中的反應(yīng)已處于平衡狀態(tài)的是()B隨著反應(yīng)進行，H2的百分含量逐漸減小，A項錯誤；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，B項正確；H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)，C項錯誤；該反應(yīng)最終會達到平衡狀態(tài)，故甲醇的生成速率不可能一直增大，D項錯誤。41 100 時，在恒容密閉容器中，發(fā)生可逆反應(yīng)：Na2SO4(s)4H2(g)Na2S(s)4H2O(g)。能判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是() 【導(dǎo)學(xué)號：14942037】A混合氣體的壓強不變B混合氣體的密度不變C混合氣體的總物質(zhì)的量不變D各氣體的濃度相等B這是一個反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)不變的反應(yīng)，恒容條件下，氣體的壓強、物質(zhì)的量始終保持不變，A、C項錯誤；反應(yīng)沒有達到平衡時，氣體的總質(zhì)量發(fā)生變化，混合氣體的密度不變說明反應(yīng)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)，B項正確；各氣體的濃度相等無法說明正、逆反應(yīng)速率是否相等，D項錯誤。熱點題型2化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像1(2016·河北衡水中學(xué)一調(diào))以二氧化碳和氫氣為原料制取乙醇的反應(yīng)為2CO2(g)6H2(g)CH3CH2OH(g)3H2O(g)H<0。某壓強下的密閉容器中，按CO2和H2的物質(zhì)的量比為13投料，不同溫度下平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量百分數(shù)(y%)隨溫度變化如圖所示。下列說法正確的是()Aa點的平衡常數(shù)小于b點Bb點，v正(CO2)v逆(H2O)Ca點，H2和H2O物質(zhì)的量相等D其他條件恒定，充入更多H2，v(CO2)不變C從圖像可知，溫度越高氫氣的含量越高，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，溫度升高平衡常數(shù)減小，a>b，A錯誤；b點只能說明該溫度下，CO2和H2O的濃度相等，不能說明v正(CO2)v逆(H2O)，B錯誤；從圖像可知，a點，H2和H2O的物質(zhì)的量百分數(shù)相等，故物質(zhì)的量相等，C正確；其他條件恒定，充入更多H2，反應(yīng)物濃度增大，正反應(yīng)速率增大，v(CO2)也增大，D錯誤。2(2016·安徽六校聯(lián)考)已知：A(g)3B(g)M(g)N(g)H49.0 kJ·mol1。一定條件下，向體積為2 L的密閉容器中充入2 mol A和6 mol B，測得A和M的濃度隨時間的變化曲線如圖所示。下列敘述中正確的是()A充分反應(yīng)后，該反應(yīng)放出98 kJ的熱量B10 min后，升高溫度能使增大C3 min時B的生成速率是M生成速率的3倍D反應(yīng)達到平衡時B的轉(zhuǎn)化率為75%D反應(yīng)達到平衡時，消耗A 1.5 mol，放出73.5 kJ的熱量，A項錯誤。該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，10 min后升高溫度，平衡向左移動，減小，B項錯誤。3 min時沒有達到平衡，反應(yīng)正向進行，所以B的消耗速率是M生成速率的3倍，而B的消耗速率與B的生成速率不相等，故C項錯誤。反應(yīng)達到平衡時，消耗B 4.5 mol，故B的轉(zhuǎn)化率×100%75%，D項正確。3(2016·山東省實驗中學(xué)質(zhì)檢)一定溫度下，將1 mol A和2 mol B置于2 L密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：A(g)B(g)C(g)D(g)并達到平衡。C的體積分數(shù)隨時間變化如圖所示，反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示。下列說法不正確的是()圖 圖A達到平衡后，其他條件不變，降低溫度，v正、v逆均減小，C的體積分數(shù)增大B該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值約為7.36C一段時間后，若氣體的密度不變，則可以判斷該反應(yīng)已達化學(xué)平衡狀態(tài)D在上述反應(yīng)體系中加入催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率增大，E1和E2均減小C根據(jù)圖知，生成物總能量低于反應(yīng)物總能量，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度，v正、v逆均減小，平衡正向移動，C的體積分數(shù)增大，A項正確。設(shè)達平衡時生成的C的物質(zhì)的量濃度為x mol·L1，則：A(g)B(g)C(g)D(g)起始濃度/mol·L1 0.5100轉(zhuǎn)化濃度/mol·L1 x x x x平衡濃度/mol·L1 0.5x 1x x x0.3，解得x0.45，則K7.36，B項正確。容器容積不變，氣體總質(zhì)量不變，則密度恒定，故不能根據(jù)密度不變判斷反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)，C項錯誤。催化劑能降低反應(yīng)的活化能，使化學(xué)反應(yīng)速率增大，E1和E2均減小，D項正確。4(2016·四川高考)一定條件下，CH4與H2O(g)發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)。設(shè)起始Z，在恒壓下，平衡時CH4的體積分數(shù)(CH4)與Z和T(溫度)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A該反應(yīng)的焓變H>0B圖中Z的大小為a>3>bC圖中X點對應(yīng)的平衡混合物中3D溫度不變時，圖中X點對應(yīng)的平衡在加壓后(CH4)減小AA.根據(jù)圖示知溫度越高，CH4的體積分數(shù)越小，說明平衡向右移動，所以該反應(yīng)的焓變H>0，A項正確。B.相同條件下Z越大，平衡時CH4的體積分數(shù)越小，所以圖中Z的大小為a<3<b，B項錯誤。C.起始時3，反應(yīng)過程中H2O和CH4等量減小，所以平衡時>3，C項錯誤。D.溫度不變時，加壓，平衡逆向移動，甲烷的體積分數(shù)增大，D項錯誤?；瘜W(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像題解法思路1兩個原則(1)先拐先平。例如，在轉(zhuǎn)化率時間圖像上，先出現(xiàn)拐點的曲線先達到平衡，此時逆向推理可得該曲線對應(yīng)的溫度高、濃度大或壓強大。(2)定一議二。當圖像中有三個量時，先確定一個量不變再討論另外兩個量的關(guān)系。2三個步驟5(名師押題)工業(yè)上用下列反應(yīng)合成甲醇：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)。在固定容積為2 L的密閉容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他條件不變的情況下，研究溫度對反應(yīng)的影響，實驗結(jié)果如圖所示(注：T1、T2均大于300 )。下列說法正確的是()A溫度為T1時，從反應(yīng)開始到平衡，生成甲醇的平均速率為v(CH3OH) mol·L1·min1B. 該反應(yīng)在溫度為T1時的平衡常數(shù)比溫度為T2時的小C該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)D處于A點的反應(yīng)體系從T1變到T2，達到平衡時減小C由圖像可知在溫度為T2時反應(yīng)先達到平衡，因此溫度T2>T1，溫度高反應(yīng)達平衡時甲醇的物質(zhì)的量反而低，說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡常數(shù)減小，故B項錯誤，C項正確。溫度為T1時，從反應(yīng)開始到達到平衡，生成甲醇的物質(zhì)的量為n1 mol，此時甲醇的濃度為 mol·L1，所以生成甲醇的平均速率為v(CH3OH) mol·L1·min1，A項錯誤。因為溫度T2>T1，所以A點的反應(yīng)體系從T1變到T2時，平衡會向逆反應(yīng)方向移動，即生成物濃度減小而反應(yīng)物濃度增大，所以D項錯誤。熱點題型3化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的計算1(2016·合肥一中期末)在一個容積為2 L的密閉容器中，加入0.8 mol A2氣體和0.6 mol B2氣體，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：A2(g)B2(g)2AB(g)H<0，反應(yīng)中各物質(zhì)的濃度隨時間的變化情況如圖所示，下列說法不正確的是()A圖中a點的值為0.15B該反應(yīng)的平衡常數(shù)K0.03C溫度升高，平衡常數(shù)K值減小D平衡時A2的轉(zhuǎn)化率為62.5%B根據(jù)圖像和已知信息可得：A2(g)B2(g)2AB(g)起始濃度(mol·L1)0.40.30轉(zhuǎn)化濃度(mol·L1) 0.25 0.25 0.5平衡濃度(mol·L1) a 0.05 0.5則有a0.4 mol·L10.25 mol·L10.15 mol·L1，A正確；K33.33，B錯誤；該反應(yīng)正向是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆向移動，K值減小，C正確；平衡時A2的轉(zhuǎn)化率為×100%62.5%，D正確。2(2016·西工大附中質(zhì)檢)PCl3和PCl5都是重要的化工原料。將PCl3(g)和Cl2(g)充入體積不變的2 L密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g)，并于10 min時達到平衡。有關(guān)數(shù)據(jù)如下：PCl3(g)Cl2(g)PCl5(g)初始濃度(mol/L)2.01.00平衡濃度(mol/L)c1c20.4下列判斷不正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：14942038】A10 min內(nèi)，v(Cl2)0.04 mol/(L·min)B升高溫度(T1<T2)，反應(yīng)的平衡常數(shù)減小，平衡時PCl3的物質(zhì)的量變化<1C當容器中Cl2為1.2 mol時，反應(yīng)達到平衡D平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，相同條件下再達平衡時，c(PCl5)<0.2 mol/LB10 min內(nèi)，PCl5的濃度變化量為0.4 mol/L，故Cl2的濃度變化量為0.4 mol/L，所以v(Cl2)0.04 mol/(L·min)，A正確；升高溫度(T1<T2)，反應(yīng)的平衡常數(shù)減小，說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，高溫不利于反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動，PCl3的物質(zhì)的量變化較小，比值大于1，B錯誤；平衡時Cl2的濃度為0.6 mol/L，體積為2 L，故Cl2為1.2 mol，C正確；平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，壓強減小，平衡逆向移動，相同條件下再達平衡時，c(PCl5)<0.2 mol/L，D正確。3(2016·宜春聯(lián)考)已知溫度為T0 時，可逆反應(yīng)X(g)Y(g)Z(g)(未配平)，在容積固定的容器中發(fā)生反應(yīng)，各物質(zhì)的濃度隨時間變化的關(guān)系如圖a所示。其他條件相同，溫度分別為T1、T2時發(fā)生反應(yīng)，Z的濃度隨時間變化的關(guān)系如圖b所示。下列敘述正確的是()圖a 圖bA發(fā)生反應(yīng)時，各物質(zhì)的反應(yīng)速率大小關(guān)系為v(X)v(Y)2v(Z)B圖a中反應(yīng)達到平衡時，Y的轉(zhuǎn)化率為37.5%CT0時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為33.3D該反應(yīng)正反應(yīng)的反應(yīng)熱H<0C溫度為T0 時，X的物質(zhì)的量濃度的變化量(0.30.05)mol·L10.25 mol·L1，Y的物質(zhì)的量濃度的變化量(0.40.15)mol·L10.25 mol·L1，Z的物質(zhì)的量濃度的變化量(0.50)mol·L10.5 mol·L1，則該反應(yīng)的方程式為X(g)Y(g)2Z(g)，所以發(fā)生反應(yīng)時，各物質(zhì)的反應(yīng)速率大小關(guān)系為2v(X)2v(Y)v(Z)，故A錯誤。Y的轉(zhuǎn)化率×100%62.5%，故B錯誤。平衡常數(shù)K33.3，故C正確。“先拐先平，數(shù)值大”，所以T1>T2，升高溫度，Z的物質(zhì)的量濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，所以該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故D錯誤。4合成尿素工業(yè)生產(chǎn)過程中涉及的物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程如下圖所示。(1)天然氣在高溫、催化劑作用下與水蒸氣反應(yīng)生成H2和CO的化學(xué)方程式為_。(2)在合成氨生產(chǎn)中，將生成的氨及時從反應(yīng)后的氣體中分離出來。運用化學(xué)平衡的知識分析這樣做是否有利于氨的合成，說明理由：_。(3)如圖為合成氨反應(yīng)在不同溫度和壓強、使用相同催化劑條件下，初始時氮氣、氫氣的體積比為13時，平衡混合物中氨的體積分數(shù)。若分別用vA(NH3)和vB(NH3)表示從反應(yīng)開始至達平衡狀態(tài)A、B時的化學(xué)反應(yīng)速率，則vA(NH3)_vB(NH3)(填“>”“<”或“”)。在相同溫度、當壓強由p1變?yōu)閜3時，合成氨反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)_(填“變大”“變小”或“不變”)。在250 、1.0×104 kPa下，H2的轉(zhuǎn)化率為_%(計算結(jié)果保留小數(shù)點后1位)。解析(3)依據(jù)“三段式”，設(shè)H2的轉(zhuǎn)化率為，則：N2(g)3H2(g)2NH3(g)始態(tài)/(mol·L1)130反應(yīng)/(mol·L1) 3 2平衡/(mol·L1) 1 33 2×100%50%，所以0.667。答案(1)CH4H2OCO3H2(2)移走氨氣，減小生成物濃度，平衡右移，有利于氨生成(3)<不變66.75(名師押題)將4 mol CO(g)和a mol H2(g)混合于容積為4 L的恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，10 min后反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，測得H2為0.5 mol·L1。經(jīng)測定v(H2)0.1 mol·L1·min1。下列說法正確的是()A平衡常數(shù)K2BH2起始投入量為a6CCO的平衡轉(zhuǎn)化率為66.7%D平衡時c(CH3OH)0.4 mol·L1B用三段式法計算： CO(g)2H2(g)CH3OH(g)起始物質(zhì)的量/mol4a0轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/mol x 2x x平衡物質(zhì)的量/mol 4x a2x x2x mol0.1 mol·L1·min1×10 min×4 L4 mol，x2，a2x0.5×4，a6。平衡時，c(CO)0.5 mol·L1，c(H2)0.5 mol·L1，c(CH3OH)0.5 mol·L1。平衡常數(shù)K4，A項錯誤；經(jīng)上述計算，B項正確；CO的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，C項錯誤；平衡時c(CH3OH)0.5 mol·L1，D項錯誤?；瘜W(xué)平衡相關(guān)計算中的2種思維路徑1化學(xué)平衡的計算解題思維路徑2化學(xué)平衡常數(shù)解題思維路徑