高考试题中的化学平衡问题[来源：学优高考网203264]

1 高考试题中的化学平衡问题高考试题中的化学平衡问题 一一 试题分析和教学要点试题分析和教学要点 考点一 考点一 化学平衡状态的含义 特征和判定化学平衡状态的含义 特征和判定 例例 1 2002 上海化学填空题 24 3 在一定体积的密闭容器中 进行如下化学反应 CO2 g H2 g CO g H2O g 能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 多选扣 分 a 容器中压强不变 b 混合气体中 c CO 不变 c 正 H2 逆 H2O d c CO2 c CO 评析 评析 此题考查反应速率的表示及基本的平衡状态判断问题 要求应试者了解 正 H2 逆 H2O 的含义 看清这是一类反应前后气体体积相等 容器体积固定的反应 答案 b c 例例 2 2 2005 春 MCE 14 一定条件下 在密闭容器中 能表示反应 X g 2Y g 2Z g 一定达到化学平衡状态的是 A 容器内压强不随时间变化 B 容器内各物质的浓度不随时间变化 C 容器内 X Y Z 的浓度之比为 1 2 2 D 单位时间消耗 0 1 mol X 同时生成 0 2 mol Z 评析 评析 此题考查基本的平衡状态判断问题 比较容易 但也有一定的迷惑性 该反应前后气 体体积不等 容器体积固定 压强不随时间变化 说明气体总物质的量不再改变 各物质浓度也不 再变化 所以 A B 正确 C 选项浓度比与化学计量数比一致 其实只是反应可能达到的一种巧合 并不能说明各物质浓度不再变化 C D 均不能说明达到平衡 答案 AB 教学要点建议 教学要点建议 1 必须使学生明确 有关平衡状态的含义和判定的直接依据只有两条 一看是否 V正 V逆且不 为零 二看各组分含量是否保持不变 这正是一定条件下的平衡状态的含义 2 间接依据有很多 一般是从压强 密度 颜色等间接推出上述两条直接依据 应用时要注意看 清楚物态 等容还是等压 前后气体体积的改变等 考点二 根据勒夏特列原理的应用 包括对平衡移动的方向 物态 热效应 温度 压强和转考点二 根据勒夏特列原理的应用 包括对平衡移动的方向 物态 热效应 温度 压强和转 化率等的判断 化率等的判断 例例 1 03 江苏理综 15 在 O 1mol L 的 CH3COOH 溶液中存在如下电离平衡 CH3COOHCH3COO H 对于该平衡 下列叙述正确的是 A 加入少量 NaOH 固体 平衡向正反应方向移动 B 加水 反应速率增大 平衡向逆反应方向移动 C 滴加少量 0 1mol LHCl 溶液 溶液中 C H 减少 D 加入少量 CH3COONa 固体 平衡向正反应方向移动 评析 评析 电离平衡属于化学平衡的一种 也是高考的热点内容 A 降低产物浓度 平衡向正反 应方向移动 B 电离平衡的加水稀释问题 可以让学生从有效碰撞角度理解 也可类比为气相反应的 减压 因为他们都是同等的降低各物质浓度 C 滴加少量 HCl 溶液 虽然平衡向逆反应方向移动 但是平衡移动只会使外界改变削弱 不会逆转 C H 只能增多 D 加入少量 CH3COONa 固体 CH3COO 浓度增大 平衡向逆反应方向移动 答案 A 2 例例 2 2 2005 天津卷 9 在密闭容器中 一定条件下 进行如下反应 NO g CO g N2 g CO2 g H 373 2 kJ mol 达到平衡后 为提高该反应的速率 2 1 和 NO 的转化率 采取的正确措施是 A 加催化剂同时升高温度 B 加催化剂同时增大压强 C 升高温度同时充入 N2 D 降低温度同时增大压强 评析 评析 本题以及 2005MCE2 11 题均出现了两个因素同时改变时判断平衡移动的问题 似乎有 一定难度 但是对于中学生的能力而言 所考查的两个因素必须是对平衡的影响一致或者至少不矛 盾 否则无法解答 A B 中含有催化剂的增加 因为催化剂不影响平衡的移动 所以 A B 实质上 是改变一个因素的问题 C 升高温度和充入产物 N2对平衡的影响结果是一致的 D 降低温度和增大 压强对平衡的影响结果也是一致的 答案 B 例例 3 3 2003 上海 24 钾是 种活泼的金属 工业上通常用金属钠和氯化钾在高温下反应制 取 该反应为 Na l KCl l NaCl l K g 一 Q 该反应的平衡常数可表示为 K c K 各物质的沸点与压强的关系见下表 1 在常压下金属钾转变为气态从反应混合物中分离的最低温度约为 而反应的最 高温度应低于 2 在制取钾的过程中 为了提高原料的转化率可以采取的措施是 答案 1 770 890 2 降低压强或移去钾蒸气 适当升高温度 评析 评析 勒夏特列原理广泛的适用于很多动态平衡体系 对于物质之间交换成分的化学反应 反应方向可以向着该种物质能否分离出去的方向进行 由于钠的沸点比钾高 将钾蒸汽抽出时 降 低了钾在平衡体系中的浓度 导致上述平衡向右移 使该反应得以进行 教学要点建议 教学要点建议 教学时应使学生特别注意明确以下要点 1 化学平衡的移动本质上就是化学反应速率的不均衡变化造成的 若 正 逆变化幅度不一样 平衡就会移动 2 对于定容时的反应 2X g Y g 2Z g 只加入 的转化率减小 的转化率增大 若 加入 研究 的转化率 相当于加压 3 勒夏特列原理告诉我们 平衡移动只会使外界改变削弱 不会逆转 3 4 做题时不要只顾看系数 要看清楚物质的状态 分清楚含量和浓度的不同 注意压强的本质是浓 度问题 注意工业生产实际 考点三 有关化学平衡的图像问题考点三 有关化学平衡的图像问题 例例 1 2004 江苏 在容积固定的密闭容器中存在如下反应 A g 3B g 2C g H 0 某研究小组研究了其它条件不变时 改变某一条件对上述反应的影响 并根据实验数据作出下 列关系图 下列判断一定错误的是 A 图 研究的是不同催化剂对反应的影响 且乙使用的催化剂效率较高 B 图 研究的是压强对反应的影响 且甲的压强较高 C 图 研究的是温度对反应的影响 且甲的温度较高 D 图 研究的是不同催化剂对反应的影响 且甲使用的催化剂效率较高 评析 评析 这是一类较为传统的平衡图像题 首先要看清楚横纵坐标的含义 有关时间的图像 速率和斜率相关 图 中甲乙的 C 浓度不同 而加入催化剂不能影响转化率 图 若是压强对反应 的影响 则压强越大 B 的转化率也越大 与图示不符 答案 A B 例例 2 2 2004 年广西 右图曲线 a 表示放热反应 X g Y g Z g M g N s 进行过程中 X 的转化率随时间变化的关系 若要改变起始条件 使反应 过程按 b 曲线进行 可采取的措施是 A 升高温度 B 加大 X 的投入量 C 加催化剂 D 增大体积 评析 评析 本体通过图像考查平衡移动原理 a 过程与 b 过程都使 X 转化率达到一定值 只是两个过程中达到该定值的时间不同 也就是两个过程在不同的 时间内达到统一平衡状态 显然 b 过程是加了催化剂 而缩短了达到平衡的时间 升温 加入 X 增大体积均会使 X 的转化率发生变化 答案 C 例例 3 2005MCE1 12 右图是温度和压强对 X Y2Z 反应影响的示意图 图中横坐标表示 平衡混合气体中 Z 的体积分数 下列叙述正确的是 A X 和 Y 中只有一种为气态 Z 为气态 B X Y Z 均为气态 C 上述可逆反应的正反应为放热反应 D 上述反应的逆反应的 H 0 评析 评析 本题以图像为载体 考查了学生对不同信息的分析判断能力 目前高考比较重视图像 和数据的分析和理解 这种类型应引起重视 温度升高 产物含量升高 说明正反应放热该 压强 C 的浓度 O 时间 乙 甲 B 的转化率 O 时间 乙 甲 混合气体总压 O 时间 乙 甲 4 越大 产物含量越低 X 和 Y 中最多只有一种为气态 答案 C 教学要点建议 教学要点建议 1 考试大纲要求 将化学问题抽象成为数学问题 利用数学工具 通过计算和推理 结合化学知识 解决化学问题的能力 能将化学信息 含实际事物 实验现象 数据和各种信息 提示 暗 示 按题设情境抽象归纳 逻辑地统摄成规律 并能运用此规律 进行推理 收敛和发散 的创造 能力 这都是图像题的命题精神和依据 2 图像题要看清楚物质的状态 分清楚含量和浓度的不同 要看清楚横纵坐标的含义 有关时间的 图像 速率才会和斜率相关 考点四 有关平衡状态的计算考点四 有关平衡状态的计算 例例 1 1 2001 年理综 新课程 将 4molA 气体和 2molB 气体在 2L 的容器中混合并在一定条件下 发生如下反应 2 气 气 2 气 若经 2s 秒 后测得 C 的浓度为 0 6 现有下列几种说法 用物质 A 表示的反应的平均速率为 0 3mol 用物质 B 表示的反应的平均速率为 0 6mol 2s 时物质 A 的转化率为 70 2s 时物质 B 的浓度为 0 7mol 其中正确的是 评析 评析 本题涉及多种计算 可以按照 起始 转化 平衡 三段式分析 2 气 气 2 气 起始 4 2 0 转化 1 2 0 6 1 2 平衡 2 8 1 4 1 2 可快速得出答案 B 例例 2 2 05 重庆 29 恒温下 将 a mol N2与 b mol H2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中 发生如下反应 N2 g 3H2 g 2NH3 g 1 若反应进行到某时刻 t 时 n1 N2 13 mol n1 NH3 6 mol 计算 a 的值 2 反应达平衡时 混合气体的体积为 716 8 L 标准状况下 其中 NH3的含量 体积分数 为 25 计算平衡时 NH3的物质的量 3 原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比 写出最简整数比 下同 n1 始 n1 平 4 原始混合气体中 a b 5 达到平衡时 N2和 H2的转化率之比 n1 N2 n1 H2 6 平衡混合气体中 n1 N2 n1 H2 n1 NH3 评析 评析 此题考查了有关平衡状态的计算 是 2004 年全国 13 题的类似题 解法一 由反应的化学方程式得知 反应掉的 N2和生成 NH3的物质的量之比为 1 2 设反应掉的 N2的物质的量为 x mol 5 则 x 6 1 2 解之 x 3 a 13 3 16 解法二 可以按照 起始 转化 平衡 三段式求解 2 n平 NH3 32 mol 25 8 mol 2 5 4 3 2 3 4 1 2 5 3 3 2 教学要点建议 教学要点建议 1 一般采用的基本模式 初 变 平 三段式 消耗和生成必按照系数比 但投料比可 以不是系数比 2 应当让学生明白一个道理 在化学平衡以及其它一般化学计算中 化学反应的始态确定 只 会求得一个末态 而已知末态求始态 则会有多种可能 考点五 等效平衡考点五 等效平衡 例例 1 1 2003 理综新课程 11 某温度下 在一容积可变的容器中 反应 2A g B g 2C g 达到平衡时 A B 和 C 的物质的量分别为 4 mol 2 mol 和 4 mol 保持温度和压强不变 对平衡 混合物中三者的物质的量做如下调整 可使平衡右移的是 A 均减半 B 均加倍 C 均增加 1 mol D 均减少 1 mol 评析 评析 本题涉及简单的等效思维应用 容积可变 物质均加倍是等效平衡 其实也可以依据 气体定律 理解为容器体积必然相应加倍 各物质浓度不变 速率不变 平衡不移动 均减半也一 样 均增加 1mol 可以认为是先各增加四分之一 达到等效 然后再额外增加 0 5molB 平衡向正 反应方向移动 均减少 1 mol 的处理办法类似 答案 C 例例 2 2 04 天津 13 一定条件下 向一带活塞的密闭容器中充入 2mol和 1mol 发生下 2 SO 2 O 列反应 达到平衡后改变下述条件 气体平衡浓度不改变的 2 22 gOgSO 2 3 gSO 3 SO 是 A 保持温度和容器体积不变 充入 1 3 gmolSO B 保持温度和容器内压强不变 充入 1 3 gmolSO C 保持温度和容器内压强不变 充入 1 2 gmolO D 保持温度和容器内压强不变 充入mol1 gAr 评析 评析 本题涉及了等效的思维和充入稀有气体的问题 A 和 C 都会使气体平衡浓度增 3 SO 大 B 保持温度和容器内压强不变 充入 与原平衡等效 或理解为容器体积相应加 1 3 gmolSO 倍 浓度不变 平衡不移动 保持温度和容器内压强不变 充入 容器体积必然相应mol1 gAr 加倍 会使各组分浓度下降 相当于不充入氩气而减压 无论平衡怎样移动 气体平衡浓度必 3 SO 然降低 例例 3 3 05 江苏化学 18 一定温度下 在恒容密闭容器中发生如下反应 2A g B g 3C g 若反应开始时充入 2 mol A 和 2 mol B 达平衡后 A 的体积分数为 a 其他条件不变时 若按下列 四种配比作为起始物质 平衡后 A 的体积分数大于 a 的是 A 2 mol C B 2 mol A 1 mol B 和 1 mol He 不参加反应 C 1 mol B 和 1 mol C D 2 mol A 3 mol B 和 3 mol C 评析 评析 本题是等效平衡思维的应用问题 还涉及定容下充入稀有气体 以及体积分数含义的 问题 有一定难度 从 3 mol C 起始才能和原平衡等效 A 选项相当于减少了 1mol C 平衡左移 B 选项减少了 1molB 平衡左移 C 选项相当于只加入了 2 3molA 和 5 3molB 作为起始 类似处理 6 D 选项 可知其结果均相当于原平衡的右移 答案 AB 教学要点建议 教学要点建议 1 建议将问题条理化 等效平衡只有两类反应方程式 三种情况 对于