22 化學(xué)平衡（一）【考情報告】考查角度考查內(nèi)容命題特點化學(xué)反應(yīng)速率的計算及其影響因素化學(xué)反應(yīng)速率的計算；化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素。 預(yù)計2019年保持傳統(tǒng)知識點考查，如化學(xué)反應(yīng)速率的計算及其影響因素，化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，平衡常數(shù)的計算及化學(xué)平衡的影響因素等，通過圖像考查數(shù)據(jù)處理能力，將更加注重化學(xué)反應(yīng)速率概念理解和平衡移動在社會生產(chǎn)、生活、科學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。題型有選擇題和填空題。化學(xué)平衡及其影響因素化學(xué)平衡狀態(tài)的特征；化學(xué)平衡的影響因素；等效平衡；平衡圖像問題；化學(xué)反應(yīng)方向的判斷。化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率的計算化學(xué)平衡常數(shù)的計算；轉(zhuǎn)化率的計算?！究枷蝾A(yù)測】 化學(xué)反應(yīng)速率是中學(xué)化學(xué)的主干知識之一，是高考必考內(nèi)容。選擇題和非選擇題均有，其中選擇題重點考查化學(xué)反應(yīng)速率的概念、簡單計算以及外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，非選擇題通過圖像(或圖表)把化學(xué)反應(yīng)速率融合在化學(xué)平衡、實驗和計算之中考查數(shù)據(jù)處理能力。預(yù)計今后的命題方向有從實驗和計算的角度進行考查影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素；結(jié)合化學(xué)平衡來考查平衡圖像或者速率圖像?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)、化學(xué)平衡常數(shù)是中學(xué)化學(xué)中的一個重要的知識點，是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的難點，又是學(xué)習(xí)“三大平衡(電離平衡、水解平衡、溶解平衡)”知識的重要理論之一，因此成為每年高考的必考內(nèi)容。題型為選擇題和非選擇題，其中選擇題重點考查化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷以及化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率等的簡單計算，非選擇題則通過圖像(或圖表)把化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率等的計算融合在一起，考查學(xué)生數(shù)據(jù)處理的能力。化學(xué)平衡的移動、化學(xué)反應(yīng)進行的方向是中學(xué)化學(xué)中的一個重要的知識點，特別是化學(xué)平衡的移動是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的難點，又是“四大平衡(化學(xué)平衡、電離平衡、水解平衡、溶解平衡)”知識的重要理論之一，因此成為年年高考的必考內(nèi)容。題型為選擇題和非選擇題，其中選擇題重點考查化學(xué)平衡的移動、有關(guān)化學(xué)平衡的圖像問題；非選擇題則通過圖像(或圖表)把化學(xué)平衡的移動融合在化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率、化學(xué)反應(yīng)速率等的計算之中，考查學(xué)生數(shù)據(jù)處理的能力?！窘?jīng)典在線】1. 知識梳理一、化學(xué)反應(yīng)速率的計算及其影響因素1化學(xué)反應(yīng)速率的計算依據(jù)(1)依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的定義進行有關(guān)計算，其模式是靈活運用“v”。(2)利用同一化學(xué)反應(yīng)的速率以不同物質(zhì)的濃度變化表示時，各速率值之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比，其模式為“mAnB = pCqD，有v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq”。2外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響外界條件對可逆反應(yīng)的v(正)和v(逆)的影響趨勢是一樣的，若升溫或增大壓強(有氣體參與的反應(yīng)體系)，v(正)、v(逆)均加快，只是變化的程度不同：改變溫度時吸熱反應(yīng)方向上的化學(xué)反應(yīng)速率變化程度大，改變壓強時氣體化學(xué)計量數(shù)之和大的方向上的化學(xué)反應(yīng)速率變化程度大；而若增大反應(yīng)物濃度，瞬時速率v(正)加快、v(逆)不變，但最終v(正)和v(逆)均加快；加入合適的催化劑，將同等程度地加快v(正)和v(逆)。二、化學(xué)平衡及其影響因素1化學(xué)平衡狀態(tài)判斷(1)本質(zhì)標(biāo)志同一物質(zhì)的消耗速率與生成速率相等，即v正v逆。(2)等價標(biāo)志可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率不再隨時間發(fā)生變化。體系中各組成成分的含量，即物質(zhì)的量濃度、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等保持不變。對同一物質(zhì)而言，單位時間內(nèi)該物質(zhì)所代表的正反應(yīng)的轉(zhuǎn)化濃度和所代表的逆反應(yīng)的轉(zhuǎn)化濃度相等。對不同物質(zhì)而言，一種物質(zhì)所代表的正反應(yīng)速率和另一種物質(zhì)所代表的逆反應(yīng)速率的比值等于化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)(系數(shù))之比。(3)特殊標(biāo)志對于反應(yīng)物和生成物全部是氣體且反應(yīng)前后氣體計量數(shù)不相等的可逆反應(yīng)，若反應(yīng)體系中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再隨時間變化，則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。此標(biāo)志不適用于反應(yīng)前后氣體計量數(shù)相等的可逆反應(yīng)，因為這類反應(yīng)不管是否達(dá)到平衡狀態(tài)，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量始終是不變的。對于氣體反應(yīng)物和氣體生成物的計量數(shù)不相等的可逆反應(yīng)(體系中可存在固、液態(tài)物質(zhì))，當(dāng)恒溫、恒容時，若反應(yīng)體系中總壓強不再隨時間變化，則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；當(dāng)恒溫、恒壓時，若反應(yīng)體系中體積不變或混合氣體的密度不變，則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。對于反應(yīng)物和生成物全部是氣體且反應(yīng)前后氣體計量數(shù)相等的可逆反應(yīng)，恒溫、恒容時壓強不變以及恒溫、恒壓時密度不變等均不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)。由于任何化學(xué)反應(yīng)都伴有能量變化，因此在其他條件不變的情況下，當(dāng)總體系溫度一定時，則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。對于反應(yīng)混合物中含有有色氣體物質(zhì)的可逆反應(yīng)，若體系顏色不變，則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。(4)一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(dá)到了平衡狀態(tài)斷裂1 mol NN鍵的同時生成1 mol NN鍵斷裂1 mol NN鍵的同時生成3 mol HH鍵斷裂1 mol NN鍵的同時斷裂6 mol NH鍵生成1 mol NN鍵的同時生成6 mol NH鍵2化學(xué)平衡問題中的“三不混同”(1)不要將平衡的移動和速率的變化混同起來。如：化學(xué)反應(yīng)速率改變，平衡不一定發(fā)生移動，但平衡發(fā)生移動，化學(xué)反應(yīng)速率一定改變；再如：別以為平衡正向移動一定是v(正)加快，v(逆)減慢等。(2)不要將平衡的移動和濃度的變化混同起來。如：別以為平衡正向移動時，反應(yīng)物濃度一定減少，生成物濃度一定增加等。(3)不要將平衡的移動和反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高混同起來。如：別以為平衡正向移動時，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定提高。三、化學(xué)平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率的計算1化學(xué)平衡常數(shù)和平衡轉(zhuǎn)化率的相關(guān)計算(1)步驟寫出有關(guān)化學(xué)平衡的方程式。確定各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、平衡量。根據(jù)已知條件建立等式關(guān)系進行解答。(2)模式(“三段式”)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 molL1、b molL1，達(dá)到平衡后消耗A的物質(zhì)的量濃度為mx molL1。K(3)說明反應(yīng)物：c(平)c(始)c(變)；生成物：c(平)c(始)c(變)。各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比。轉(zhuǎn)化率100%。2化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用(1)判斷反應(yīng)進行的程度對于同類型的反應(yīng)，K值越大，表示反應(yīng)進行的程度越大；K值越小，表示反應(yīng)進行的程度越小。(2)判斷反應(yīng)進行的方向，應(yīng)用濃度商Qc與平衡常數(shù)K的關(guān)系判斷(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)利用化學(xué)平衡常數(shù)計算平衡濃度、轉(zhuǎn)化率、體積分?jǐn)?shù)等。2.經(jīng)典精講【經(jīng)典考題1】【2018天津卷】室溫下，向圓底燒瓶中加入1 molC2H5OH和含1molHBr的氫溴酸，溶液中發(fā)生反應(yīng)；C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O，充分反應(yīng)后達(dá)到平衡。已知常壓下，C2H5Br和C2H5OH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C2H5BrC若反應(yīng)物增大至2 mol，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(dá)到平衡的時間【答案】D【解析】分析：本題考查反應(yīng)速率和平衡的基本知識。根據(jù)題目的反應(yīng)，主要判斷外界條件的變化對平衡和速率的應(yīng)該結(jié)果即可。D若起始溫度提高至60，考慮到HBr是揮發(fā)性酸，在此溫度下會揮發(fā)出去，降低HBr的濃度減慢速率，增加了反應(yīng)時間。選項D錯誤。【經(jīng)典考題2】對于反應(yīng)CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H0，在其他條件不變的情況下( )A加入催化劑，改變了反應(yīng)的途徑，反應(yīng)的H也隨之改變B改變壓強，平衡不發(fā)生移動，反應(yīng)放出的熱量不變C升高溫度，反應(yīng)速率加快，反應(yīng)放出的熱量不變D若在原電池中進行，反應(yīng)放出的熱量不變答案：B解析：反應(yīng)的H大小只取決于反應(yīng)物、生成物的狀態(tài)與反應(yīng)條件，而和反應(yīng)是否使用催化劑、反應(yīng)途徑無關(guān)，A項錯誤；該反應(yīng)在反應(yīng)前后氣體的總體積不變，因此改變壓強，平衡不移動，反應(yīng)放出的熱量不變，B項正確；升高溫度，平衡逆向進行，反應(yīng)放出熱量減小，C項錯誤；在原電池中，隨反應(yīng)進行，能量轉(zhuǎn)化形式是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，而不再是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，D項錯誤?！窘?jīng)典考題3】在一定溫度下，將氣體X和氣體Y各0.16 mol充入10 L恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)X(g)Y(g)2Z(g)H0，一段時間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中測定的數(shù)據(jù)如下表：t/min2479n(Y)/mol0.120.110.100.10下列說法正確的是( )A反應(yīng)前2 min的平均速率v(Z)2.0103 mol/(Lmin)B其他條件不變，降低溫度，反應(yīng)達(dá)到新平衡前v逆v正C該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K1.44D其他條件不變，再充入0.2 mol Z，平衡時X的體積分?jǐn)?shù)增大答案：C解析：利用反應(yīng)式可知v(Z)2v(Y)2(0.16 mol0.12 mol)(10 L2 min)4.0103 mol/(Lmin)，A項錯誤；該反應(yīng)放熱，降溫平衡正向移動，v正v逆，B項錯誤；列三段式，K1.44，C項正確；因反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，故再充入0.2 mol Z，平衡不移動，平衡時X的體積分?jǐn)?shù)不變，D項錯誤?！窘?jīng)典考題4】一定條件下，通過下列反應(yīng)可以制備特種陶瓷的原料MgO：MgSO4(s)CO(g)MgO(s)CO2(g)SO2(g)H0。該反應(yīng)在恒容的密閉容器中達(dá)到平衡后，若僅改變圖中橫坐標(biāo)x的值，重新達(dá)到平衡后，縱坐標(biāo)y隨x變化趨勢合理的是( )選項xyA溫度容器內(nèi)混合氣體的密度BCO的物質(zhì)的量CO2與CO的物質(zhì)的量之比CSO2的濃度平衡常數(shù)KDMgSO4的質(zhì)量(忽略體積)CO的轉(zhuǎn)化率答案：A解析：正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動，容器內(nèi)混合氣體質(zhì)量增加，而容器體積不變，故容器內(nèi)混合氣體的密度隨溫度升高而增大，A項正確；增加CO的物質(zhì)的量，平衡雖正向移動，但因正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，故達(dá)到新平衡時CO的轉(zhuǎn)化率較原來的低，所以變小，B項錯誤；反應(yīng)的平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，因此SO2的濃度變大，反應(yīng)平衡常數(shù)K不變，C項錯誤；MgSO4為固態(tài)，因此增加MgSO4的質(zhì)量(忽略體積)，其他反應(yīng)物的濃度不變，平衡不移動，CO的轉(zhuǎn)化率不變，D項錯誤。【經(jīng)典考題5】【2018屆重慶一中三?！抗I(yè)上以CH4為原料制備H2的原理為CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。在一定條件下向a、b兩個恒溫恒容的密閉容器中均通入1.1molCH4(g)和1.1molH2O(g)，測得兩容器中CO的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線分別為a和b。已知容器a的體積為10L，溫度為Ta，下列說法不正確的是A容器a中CH4從反應(yīng)開始到怡好平衡時的平均反應(yīng)速率為0.025molL-1min-1Ba、b兩容器的溫度可能相同C在達(dá)到平衡前，容器a的壓強逐漸增大D該反應(yīng)在Ta溫度下的平衡常數(shù)為27(molL-1)2【答案】B詳解：A容器a中CH4從反應(yīng)開始到怡好平衡時的平均反應(yīng)速率=0.025molL-1min-1,故A正確；B根據(jù)以上分析a、b兩容器的溫度不可能相同，B錯誤；C因為該反應(yīng)條件為等溫等容，反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量增大，所以在達(dá)到平衡前，容器a的壓強逐漸增大，C正確；D該反應(yīng)在Ta溫度下的平衡常數(shù)=(molL-1)2=27(molL-1)2，D正確；因此本題答案為B?！窘?jīng)典考題6】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 kJmol1。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/h0124816202530總壓強p/100 kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53 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(dá)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的濃度與反應(yīng)時間的數(shù)據(jù)，計算：a_。反應(yīng)時間t/h04816c(A)/(molL1)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_molL1。答案：(1)升高溫度、降低壓強(2)(1)100%94.1%A(g) B(g)C(g)010 0 0 0.1094.1% 0.1094.1%K1.5(3)0.100.10(2)0.051達(dá)到平衡前每間隔4 h，c(A)減少約一半0.013解析： (1)該反應(yīng)是一個體積增加的吸熱反應(yīng)，升溫、降壓均有利于平衡正向移動，提高A的轉(zhuǎn)化率。(2)結(jié)合pVnRT，該反應(yīng)消耗A的物質(zhì)的量即是體系增加的物質(zhì)的量，(A)；(A)100%94.1%。(3)結(jié)合在等溫、等容下物質(zhì)的量之比等于壓強之比，那么，n總0.10；n(A)0.10(n總0.10)0.100.10。結(jié)合，4 min時n(A)0.10 mol0.051 mol，c(A)0.051 mol/L。由表格數(shù)據(jù)可知，達(dá)到平衡前每4 h，c(A)減小約一半，那么12 h時，c(A)約為0.013 mol/L?！窘忸}技巧】(1)改變固體或純液體反應(yīng)物的用量，化學(xué)反應(yīng)速率不變。(2)壓強對速率的影響是通過改變體積而使?jié)舛雀淖儊韺崿F(xiàn)的，對于沒有氣體參加的反應(yīng)，改變體系壓強，反應(yīng)物的濃度不變，反應(yīng)速率不變。(3)對于氣體反應(yīng)，有如下幾種類型：類型一：恒溫時，增大壓強體積減小濃度增大反應(yīng)速率增大。類型二：恒容時，充入氣體反應(yīng)物反應(yīng)物濃度增大總壓強增大反應(yīng)速率增大；充入無關(guān)氣體(稀有氣體或與本反應(yīng)無關(guān)的氣體，如N2等)總壓強增大，但各反應(yīng)物的分壓不變，各物質(zhì)的濃度不變反應(yīng)速率不變。類型三：恒壓時，充入無關(guān)氣體(稀有氣體或與本反應(yīng)無關(guān)的氣體，如N2等)體積增大各反應(yīng)物濃度減小反應(yīng)速率減小。(4)不論反應(yīng)是放熱還是吸熱，升高溫度，反應(yīng)速率都加快。(5)判斷化學(xué)平衡狀態(tài)時的注意事項：速率相等要指明正、逆反應(yīng)速率，或有正、逆反應(yīng)速率的描述，否則只知道速率相等不能判斷是平衡狀態(tài)。各反應(yīng)混合物的含量“保持不變”，并非是“相等”或“成比例”。(6)增大固體或純液體物質(zhì)的量，化學(xué)平衡不發(fā)生移動，因固體或純液體的濃度可視為1，增加其用量，對平衡不產(chǎn)生影響。(7)化學(xué)反應(yīng)速率改變是化學(xué)平衡移動的前提條件，但化學(xué)反應(yīng)速率改變，化學(xué)平衡不一定移動，化學(xué)平衡移動，化學(xué)反應(yīng)速率必定改變。(8)改變?nèi)萜鲀?nèi)氣體的壓強，使化學(xué)平衡發(fā)生移動，是通過改變氣體的濃度而實現(xiàn)的。即改變壓強，若氣體的濃度不變則化學(xué)平衡一定不會發(fā)生移動。(9)勒夏特列原理適用于化學(xué)平衡、溶解平衡、電離平衡、水解平衡等動態(tài)平衡。(10)平衡移動能夠“減弱”外界條件的變化，但不能“抵消”外界條件的變化。(11)注意H2O只有在氣態(tài)或非水溶劑中才能代入平衡常數(shù)表達(dá)式。(12)計算平衡常數(shù)利用的是物質(zhì)的平衡濃度，而不是任意時刻濃度。(13)催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率，但對化學(xué)平衡無影響，也不會改變平衡常數(shù)的大小。(14)放熱過程有自發(fā)進行的傾向性，但并不一定能自發(fā)進行，吸熱過程沒有自發(fā)進行的傾向性，但在一定條件下也可自發(fā)進行。(15)反應(yīng)能否自發(fā)進行需綜合考慮焓變和熵變對反應(yīng)的影響。【規(guī)律總結(jié)】 (1)化學(xué)平衡問題中的“三不混同”：不要將平衡的移動和速率的變化混同起來。如：化學(xué)反應(yīng)速率改變，平衡不一定發(fā)生移動，但平衡發(fā)生移動，化學(xué)反應(yīng)速率一定改變；再如：別以為平衡正向移動一定是v(正)加快，v(逆)減慢等。不要將平衡的移動和濃度的變化混同起來。如：別以為平衡正向移動時，反應(yīng)物濃度一定減少，生成物濃度一定增加等。不要將平衡的移動和反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高混同起來。如：別以為平衡正向移動時，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定提高。(2)“惰性氣體”(不參加反應(yīng)的氣體)對化學(xué)平衡的影響：恒溫、恒容：原平衡體系體系總壓強增大體系中各組分的濃度不變平衡不移動(轉(zhuǎn)化率不變)恒溫、恒壓：原平衡體系容器容積增大體系中各組分的濃度同倍數(shù)減小(3)關(guān)于圖像題：看圖像：一看軸，即縱、橫坐標(biāo)的意義；二看點：即起點、拐點、交點、終點；三看線，即線的走向和變化趨勢；四看輔助線，即等溫線、等壓線、平衡線等；五看量的變化，如濃度變化、溫度變化、轉(zhuǎn)化率變化、物質(zhì)的量的變化等。依據(jù)圖像信息，利用平衡移動原理，分析可逆反應(yīng)的特征：吸熱還是放熱，氣體的化學(xué)計量數(shù)增大、減小還是不變，有無固體或純液體參加或生成等。先拐先平：在化學(xué)平衡圖像中，先出現(xiàn)拐點的反應(yīng)先達(dá)到平衡，可能是該反應(yīng)的溫度高、濃度大、壓強大或使用了催化劑。定一議二：勒夏特列原理只適用于一個條件的改變，所以圖像中有三個變量，先固定一個量，再討論另外兩個量的關(guān)系。