化学平衡高考考点及解题口诀

化学平衡 高考考点口诀 一 内容口诀 可逆反应条件同 正逆等速两非零 正逆等速不再变 可把达平来判断 常数式子方程看 数值紧随温度变 算数你就列三段 符号口诀判移向 归零等效切莫忘 口诀意义解析 1 可逆反应条件同 朝正 逆两方向的反应条件相同才是可逆反应 如电解水和氢气在氧 气中燃烧就不是可逆反应 因条件不同 2 正逆等速两非零 可逆反应在一定条件下达到平衡时 正逆速率相等但不等于零 同时 方程式中任一物质浓度当平衡时不能为零 3 正逆等速不再变 同种物质正逆速率相等达到平衡 同一方程式中不同物质的速率若化 成同向同物质速率相等说明达到平衡 原来变化中的物理量不再随时间变化说明达到平衡 4 可把达平来判断 上一句用来判断平衡的标志 5 常数式子方程看 平衡常数 K 表达式只看方程式写法 书写时忽略固体和溶剂 产物浓 度的系数次幂的积除以反应物系数次幂的积 6 数值紧随温度变 化学平衡常数表达式只随温度而变化 放热反应升温 K 减小 吸热升 温 K 增大 7 求数你就列三段 如果要算平衡时的转化率 浓度 体积分数等数据就在方程式下列出 起始浓度 设出变化浓度 根据反应方向找出平衡浓度 根据平衡时的某数据列等式 8 符号口诀判移向 KQ 比较大小时可用 或 判断平衡移动方向 但一般用 升 温朝吸 加压气减 增之耗之 的 12 字口诀来判断 9 等效归零切莫忘 等效平衡问题的处理方法是同端归零方法 特别注意看条件是恒温恒 容还是恒温恒压 恒温恒压归零后两投料成比例就行 若恒温恒容必须投料完全对应相同 才是等效平衡 二 口诀在历届高考试题解题中的应用 例题 1 2012 四川 12 在体积恒定的密闭容器中 一定量的 SO2与 1 100molO2在催化剂作 用下加热到 600 发生反应 2SO2 O2 催化剂 加热 2SO3 H 2P乙 B SO3的质量 m m甲 m丙 2m乙 C c SO2 与 c O2 之比 k k甲 k丙 k乙 D 反应放出或吸收热量的数值 Q Q甲 G丙 2Q乙 答案 B 考点定位 此题综合考查了化学反应速率和化学平衡知识 例题 5 2012 江苏 江苏 14 温度为 T 时 向 2 0 L 恒容密闭容器中充入 1 0 mol PCl5 反应 PCl5 g PCl3 g Cl2 g 经过一段时间后达到平衡 反应过程中测定的部分数据见下表 t s 0 50 150250 350 n PCl3 mol 00 16 0 190 20 0 20 下列说法正确的是 A 反应在前 50 s 的平均速率 v PCl3 0 0032 mol L 1 s 1 B 保持其他条件不变 升高温度 平衡时 c PCl3 0 11 mol L 1 则反应的驻 Hv 逆 D 相同温度下 起始时向容器中充入 2 0 mol PCl3 和 2 0 mol Cl2 达到平衡时 PCl3 的转化率小于 80 答案 C 解析 A 项 v PCl3 mol L s 错 B 项 从表中看 0016 0 50 0 2 16 0 s Lmol 平衡时 PCl3为 0 2mol 2L 0 1mol L 升高温度时 PCl3的浓度增大 即平衡正向移动 说 明正反应为吸热反应 错 C 项 原平衡时 K 充入物质后 Q 25 0 4 0 1 01 0 因为 Qv 逆 正确 D 项 题044 0 9 0 2 02 0 干中充入 1mol PCl5 相当于充入 1mol PCl3和 1mol Cl2 平衡时各组分的量相等 则 PCl3 的转化率为 现充入 2mol PCl3和 2mol Cl2 可看是两部分平衡后 80 100 1 2 01 再加压 加压向体积减小的方向移动 即逆向移动 PCl3的转化率应增大 错 考点定位 化学反应速率与化学平衡 例题 6 2012 上海 上海 用氮化硅 Si3N4 陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件 能大幅度提高发 动机的热效率 工业上用化学气相沉积法制备氮化硅 其反应如下 3SiCl4 g 2N2 g 6H2 g Si3N4 s 12HCl g Q Q 0 完成下列填空 31 在一定温度下进行上述反应 若反应容器的容积为 2 L 3 min 后达到平衡 测得 固体的质量增加了 2 80 g 则 H2的平均反应速率 mol L min 该反应的平衡常数表 达式 K 32 上述反应达到平衡后 下列说法正确的是 a 其他条件不变 压强增大 平衡常数 K 减小 b 其他条件不变 温度升高 平衡常数 K 减小 c 其他条件不变 增大 Si3N4物质的量平衡向左移动 d 其他条件不变 增大 HCl 物质的量平衡向左移动 33 一定条件下 在密闭恒容的容器中 能表示上述反应达到化学平衡状态的是 a 3v逆 N2 v正 H2 b v正 HCl 4v正 SiCl4 c 混合气体密度保持不变 d c N2 c H2 c HCl 1 3 6 34 若平衡时 H2和 HCl 的物质的量之比为 m n 保持其它条件不变 降低温度后达到新的平衡时 H2和 HCl 的物质的量之比 m n 填 或 答案 31 0 02 32 bd 3 4 2 2 6 2 12 SiCl N H HCl 33 ac 34 解析 31 反应生成 n Si3N4 0 02 mol 则反应消耗 n H2 1 molg140 g8 2 0 12 mol v H2 0 02 mol L min 该反应的平衡常数的表达式为 min3L2 mol12 0 3 4 2 2 6 2 12 SiCl N H HCl 关 34 降低温度 平衡向正反应方向移动 HCl 的物质的量增大 H2的物质的量减小 故 H2和 HCl 的物质的量之比大于 n m 考点定位 本题主要考查化学反应速率与化学平衡得有关计算和判断 例题 7 2012 全国新课标卷 全国新课标卷 27 15 分 光气 COCl2 在塑料 制革 制药等工业中有许多 用途 工业上采用高温下 CO 与 Cl2在活性炭催化下合成 1 实验室常用来制备氯气的化学方程式为 2 工业上利用天然气 主要成分为 CH4 与 CO2进行高温重整制备 CO 已知 CH4 H2 和 CO 的燃烧热 H 分别为 890 3kJ mol 1 285 8kJ mol 1和 283 0kJ mol 1 则生成 1m3 标准状况 CO 所需热量为 3 实验室中可用氯仿 CHCl3 与双氧水直接反应制备光气 其反应的化学方程式 为 4 COCl2的分解反应为 COCl2 g Cl2 g CO g H 108kJ mol 1 反应体 系达到平衡后 各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示 第 10min 到 14min 的 COCl2浓度变化曲线未示出 计算反应在第 8min 时的平衡常数 K 比较第 2min 反应温度 T 2 与第 8min 反应温度 T 8 的高低 T 2 T 8 填 或 若 12min 时反应于温度 T 8 下重新达到平衡 则此时 c COCl2 mol L 1 比较产物 CO 在 2 3min 5 6min 和 12 13min 时平均反应速率 平均反应速率分别 以 v 2 3 v 5 6 v 12 13 的大小 比较反应物 COCl2在 5 6min 和 15 16min 时平均反应速率的大小 v 5 6 v 15 16 填 或 原因是 答案 1 MnO2 4HCl 浓 MnCl2 Cl2 2H2O 2 5 52 103 KJ 3 CHCl3 H2O2 COCl2 H2O HCl 4 0 234 mol L 1 0 031mol L 1 v 5 6 v 2 3 v 12 13 H H1 2 H2 2 H3 890 3 kJ moL 1 2 285 8 kJ moL 1 2 283 0 kJ moL 1 247 3 kJ moL 1 即生成 2mol CO 需要吸热 247 3 KJ 那么要得到 1 立方米的 CO 吸热 为 1000 22 4 247 3 2 5 52 103 KJ 4 由图示可知 8min 时 COCl2 Cl2 CO 三种物质的浓度分别为 0 04mol L 1 0 11 mol L 1 0 085 mol L 1 所以此时其平衡常数为 0 11 mol L 1 0 085 mol L 1 0 04 mol L 1 0 23 4mol L 1 第 8min 时反应物的浓度比第 2min 时减小 生成物浓度增大 平衡向正 反应方向移动 又因为正反应为吸热反应 所以 T 2 T 8 根据图像变化可知 在 2min 时升温 在 10min 时 增加 COCl2的浓度 在 12min 时 反应达到平衡 在相同 温度时 该反应的反应物浓度越高 反应速率越大 v 5 6 v 15 16 考点定位 热化学方程式的书写 反应热的计算 化学反应速率 影响化学反应速 率的因素 化学平衡 化学图像 例题 8 2012 北京 北京 26 12 分 用 Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物 HC1 利用反应 A 可实现氯的循环利用 反应 A 4HCl O2 2Cl2 2H2O 1 已知 i 反应 A 中 4mol HCI 被氧化 放出 115 6kJ 的热量 ii H2O 的电子式是 反应 A 的热化学方程式是 断开 1 mol H O 键与断开 1 mol H Cl 键所需能量相差约为 kJ H2O 中 H O 键比 HCl 中 H Cl 键 填 强 或 弱 2 对于反应 A 下图是 4 种投料比 n HCl n O2 分别为 1 1 2 1 4 1 6 1 下 反应温度对 HCl 平衡转化率影响的曲线 曲线 b 对应的投料比是 当曲线 b c d 对应的投料比达到相同的 HCl 平衡转化率时 对应的反应温度与投 料比的关系是 投料比为 2 1 温度为 400 时 平衡混合气中 Cl2的物质的量分数是 答案 1 4HCl g O2 g 2Cl2 g 2H2O g H 115 6 kJ mol 32 强 2 4 1 投料比越小时对应的温度越低 30 8 解析 1 根据水分子的结构 其电子式为 反应 A 的热化学方程 式为 4HCl g O2 g 2Cl2 g 2H2O g H 115 6 kJ mol 由于反应中 需要 断裂 4mol H Cl 键 断开 1mol O O 键 形成 2mol Cl Cl 键 形成 4mol H O 键 根据 图纸数据 断开 1mol O O 键 形成 2mol Cl Cl 键的能量差为 12kJ mol 反应的热效应 为 115 6 kJ mol 故此断裂 4mol H Cl 键和形成 4mol H O 键的能量差为 127 6 kJ mol 故断开 1 mol H O 键与断开 1 mol H Cl 键所需能量相差约为 32kJ H2O 中 H O 键比 HCl 中 H Cl 键强 2 根据反应方程式 4HCl O22Cl2 2H2O 氧气的投料比越高 则 HCl 的转化率越高 故此曲线 b 对应的投料比为 4 1 由于该反应 正向放热 故温度越高 HCl 的转化率越低 故投料比越小时温度越高 当投料比为 2 1 温度为 400 时 HCl 的转化率约为 80 此时为 例题 9 2012 天津 天津 10 14 分 金属钨用途广泛 主要用于制造硬质或耐高温的合金 以及灯 泡的灯丝 高温下 在密闭容器中用 H2还原 WO3可得到金属钨 其总反应为 WO3 s 3H2 g 高温 W s 3H2O g 请回答下列问题 上述反应的化学平衡常数表达式为 某温度下反应达平衡时 H2与水蒸气的体积比为 2 3 则 H2的平衡转化率为 随温度的升高 H2与水蒸气的体积比减小 则该反应为 反应 填 吸热 或 放热 上述总反应过程大致分为三个阶段 各阶段主要成分与温度的关系如下表所示 温度 25 550 600 700 主要成 份 WO3 W2O5 WO2 W 第一阶段反应的化学方程式为 580 时 固体物质的 主要成分为 假设 WO3完全转化为 W 则三个阶段消耗 H2物质的量之比为 已知 温度过高时 WO2 s 转变为 WO2 g WO2 s 2H2 g W s 2H2O g H 66 0 kJ mol 1 WO2 g 2H2 g W s 2H2O g H 137 9 kJ mol 1 则 WO2 s WO2 g 的 H 钨丝灯管中的 W 在使用过程中缓慢挥发 使灯丝变细 加入 I2可延长灯管的使用 寿命 其工作原理为 W s 2I2 g 1400 约3000 WI4 g 下列说法正确的有 a 灯管内的 I2可循环使用 b WI4在灯丝上分解 产生的 W 又沉积在灯丝上 c WI4在灯管壁上分解 使灯管的寿命延长 d 温度升高时 WI4的分解速率加快 W 和 I2的化合速率减慢 答案 1 k 2 60 吸热 3 2WO3 H2W2O5 H2O W2O5 WO2 1 1 4 4 203 9kJ mol 1 5 ab 解析 1 根据题给的化学方程式 其中的 WO3和 W 均为固体 平衡常数中不 写入 故 k 2 由方程式 WO3 3H2W 3H2O 两物质的化学计 量数相同 又知平衡时两者的体积比为 2 3 故氢气的平衡转化率为 3 5 100 60 温度升高时 氢气和水蒸气的体积比减小 说明平衡向正向移动 说明该反 C3 H2O C3 H2 C3 H2O C3 H2 应正向吸热 3 根据表格中给出的反应的三个阶段 第一阶段 WO3转化为 W2O5 方 程式可表示为 2WO3 H2W2O5 H2O 在 580 时 反应进入第二阶段 固体物 质的主要成分是 W2O5 WO2 第二阶段的方程式可表示为 W2O5 H22WO2 H2O 第三阶段的方程式为 WO2 2H2W 2H2O 故三阶段消耗的氢气的物质的量为 1 1 4 4 根据题给的两个热化学方程式 WO2 s 2H2 g W s 2H2O g H 66 0 kJ mol 1 WO2 g 2H2 g W s 2H2O g H 137 9kJ mol 1 将反应 得到 WO2 s WO2 g H 203 9kJ mol 1 5 根据钨丝灯管的反应原理 可知灯管内的碘单质可循环使用 a 对 加入碘单质的作用是减缓灯丝变细 故 b 对 由于四碘化钨是在 1400 生成 高于 3000 时分解 故应在灯丝上形成 c 错 温度升高时 不管是分解速率和化合速率都加快 d 错 考点定位 此题为以金属钨的制取为基础 综合考查了化学平衡常数 平衡转化率 化学平衡的移动 盖斯定律 化学方程式的书写等知识 例题 10 2011 重庆 重庆 29 14 分 尿素是首个由无机物人工合成的有机物 22 CO NH 1 工业上尿素和 在一定条件下合成 其反应方程式为 2 C O 3 NH 2 当氨碳比的转化率随时间的变化关系如题 29 图 1 所示 3 2 2 4 n NH CO n CO A 点的逆反应速率 点的正反应速率为 填 大于 2 vCO 速 B 2 vCO 正 小于 或 等于 的平衡转化率为 3 NH 3 人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素 原理如图 29 图 2 电源的负极为 填 A 或 B 阳极室中发生的反应依次为 电解结束后 阴极室溶液的 pH 与电解前相比将 若两极共收集到气体 13 44L 标准状况 则除去的尿素为 g 忽略气体的溶解 答案 1 2NH3 CO2CO NH3 2 H2O 2 小于 30 3 B 2Cl 2e Cl2 CO NH3 2 3 Cl2 H2O N2 CO2 6HCl 不变 7 2 解析 1 合成尿素根据原子个数守恒 还生成 H2O 及 2NH3 CO2CO NH3 2 H2O 2 A 点未达到平衡 此过程中正反应速率减小 逆反应速率增大 B 点达到平衡正逆反应速率相等 对 CO2来说逆反应速率达到最大 故为小于 根据 2NH3 CO2CO NH3 2 H2O 可设起始 CO2为 xmol 4x x 0 0 x 60 则转化的 NH3为 2x 60 所以转化率 30 4x 60 2x 3 由图像电解产生产物知 生成氢气的极为阴极 则 B 为负极 阳极室中 Cl 失电子产生 Cl2 阴极减少的 H 可通过质子交换膜补充 而使 PH 不变 气体物质的 量为 13 44L 22 4L mol 0 6mol 由电子守恒及其原子个数守恒 CO NH2 2 3 Cl2 N2 CO2 3H2 则 CO NH2 2的物质的量为 0 6mol 5 0 12mol 质量为 0 12mol 60g mol 7 2g 考点定位 本题综合考查化学反应原理中化学反应速率 化学平衡 电化学等知识 例题 11 2011 山东 29 16 分 偏二甲肼与 N2O4 是常用的火箭推进剂 二者发生如下化 学反应 CH3 2NNH2 l 2N2O4 l 2CO2 g 3N2 g 4H2O g 1 反应 中氧化剂是 2 火箭残骸中常现红