2020年高考化学复习 专题六 化学反应速率 化学平衡

考纲要求1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法，能正确计算化学反应的转化率()。2.了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。3.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。4.掌握化学平衡的特征，了解化学平衡常数K的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。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，能用相关理论解释其一般规律。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。考点一化学反应速率及其影响因素(一)化学反应速率的计算及速率常数1化学反应速率的计算(1)根据图表中数据和定义计算：v(X)，即v(X)，计算时一定要注意容器或溶液的体积，不能忽视容器或溶液的体积V，盲目地把n当作c代入公式进行计算，同时还要注意单位及规范书写，还要根据要求注意有效数字的处理。(2)根据化学方程式计算：对于反应“mAnB=pCqD”，有v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq。2速率常数(1)假设基元反应(能够一步完成的反应)为aA(g)bB(g)=cC(g)dD(g)，其速率可表示为vkca(A)cb(B)，式中的k称为反应速率常数或速率常数，它表示单位浓度下的化学反应速率，与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。(2)正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系对于基元反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，v正k正ca(A)cb(B)，v逆k逆cc(C)cd(D)，平衡常数K，反应达到平衡时v正v逆，故K。(二)正确理解化学反应速率的影响因素1内因活化能活化能是指为了能发生化学反应，普通分子(具有平均能量的分子)变成活化分子所需要吸收的最小能量，即活化分子比普通分子所多出的那部分能量。相同条件下，不同化学反应的速率不同，主要是内因活化能大小不同所致，活化能小的化学反应速率快，活化能大的反应速率慢。注意反应热为正、逆反应活化能的差值。2外因相同的化学反应，在不同条件下，化学反应速率不同，主要原因是外因浓度、压强、温度、催化剂、光照、接触面积等因素不同所致。(1)浓度(c)：增大(减小)反应物浓度单位体积内活化分子数目增加(减少)，活化分子百分数不变有效碰撞频率提高(降低)化学反应速率加快(减慢)。(2)压强(p)：对于气相反应来说，增大(减小)压强相当于减小(增大)容器容积相当于增大(减小)反应物的浓度化学反应速率加快(减慢)。注意“惰性气体”对反应速率的影响恒容：充入“惰性气体”总压增大参与反应的物质浓度不变(活化分子浓度不变)反应速率不变。恒压：充入“惰性气体”体积增大参与反应的物质浓度减小(活化分子浓度减小)反应速率减小。(3)温度(T)：升高(降低)温度活化分子百分数增大(减小)有效碰撞频率提高(降低)化学反应速率加快(减慢)。(4)催化剂添加催化剂降低反应的活化能活化分子百分数增大有效碰撞频率提高化学反应速率加快。添加催化剂降低反应的活化能降低反应所需的温度减少能耗。添加催化剂能改变反应的路径，如乙醇的氧化实验，该实验的总反应为2CH3CH2OHO22CH3CHO2H2O，活化能为E总；使用铜丝作催化剂将一步反应改变为两步反应，第一步反应为2CuO22CuO，活化能为E1；第二步反应为CH3CH2OHCuOCH3CHOCuH2O，活化能为E2；由于E1E总、E2v(第二步反应)B反应的中间产物只有NO3C第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效D第三步反应活化能较高答案AC解析第一步反应快速平衡，说明正、逆反应速率很大，极短时间内即可达到平衡，A项正确；第二步反应慢，说明有效碰撞次数少，C项正确；由题给三步反应可知，反应的中间产物有NO3和NO，B项错误；反应快，说明反应的活化能较低，D项错误。角度二化学反应速率的计算及速率常数的应用4(1)2018全国卷，28(2)改编已知2N2O5(g)=2N2O4(g)O2(g)，起始时N2O5(g)为35.8 kPa，分解的反应速率v2103(kPamin1)。t62 min时，测得体系中2.9 kPa，则此时的_kPa，v_kPamin1。答案30.06.0102解析 2N2O5(g)=2N2O4(g)O2(g)起始/kPa 35.8 0 062 min时/kPa 35.82.92 2.9 30所以30.0 kPav210330.0 kPamin16.0102 kPamin1。(2)2015广东，31(3)改编一定条件下测得反应2HCl(g)O2(g)Cl2(g)H2O(g)的反应过程中n(Cl2)的数据如下：t/min02.04.06.08.0n(Cl2)/103 mol01.83.75.47.2计算2.06.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以molmin1为单位，写出计算过程)。答案v(HCl)2v(Cl2)221.8103 molmin1(3)2015全国，28(4)Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)H2(g)I2(g)在716 K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784上述反应中，正反应速率为v正k正x2(HI)，逆反应速率为v逆k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为_(以K和k正表示)。若k正0.002 7 min1，在t40 min时，v正_min1。答案1.95103解析平衡时，v正v逆，即k正x2(HI)k逆x(H2)x(I2)，则K，k逆。v正k正x2(HI)0.002 7 min10.8521.95103 min1。5.2018北京，27(2)(3)(4)(2)对反应3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)H254 kJmol1，在某一投料比时，两种压强下，H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。p2_p1(填“”或“A。结合、反应速率解释原因：_。答案(2)反应是气体物质的量减小的反应，温度一定时，增大压强使平衡正向移动，H2SO4的物质的量增大，体系总物质的量减小，H2SO4的物质的量分数增大(3)SO2SO4H(4)0.4I是SO2歧化反应的催化剂，H单独存在时不具有催化作用，但H可以加快歧化反应速率反应比快；D中由反应产生的H使反应加快解析(2)由图可知，一定温度下，p2时H2SO4的物质的量分数比p1时大，结合3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)知，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向即正反应方向移动，H2SO4的物质的量分数增大，因此p2p1。(3)根据歧化反应的特点，反应生成S，则反应需生成H2SO4，即I2将SO2氧化为H2SO4，反应的离子方程式为I22H2OSO2=SO4H2I。(4)对比实验只能存在一个变量，因实验B比实验A多了H2SO4溶液，则B中KI溶液的浓度应不变，故a0.4。加入少量I2时，反应明显加快，说明反应比反应快；D中由反应产生的H使反应加快。62018全国卷，27(2)CH4CO2催化重整反应为CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H247 kJmol1反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：积碳反应CH4(g)=C(s)2H2(g)消碳反应CO2(g)C(s)=2CO(g)H/kJmol175172活化能/kJmol1催化剂X3391催化剂Y4372由上表判断，催化剂X_Y(填“优于”或“劣于”)，理由是_。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是_(填标号)。AK积、K消均增加Bv积减小、v消增加CK积减小、K消增加Dv消增加的倍数比v积增加的倍数大在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为vk p(CH4)p(CO2)0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如下图所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为_。答案劣于相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对较小，消碳反应速率大ADpc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)解析积碳反应中，由于催化剂X的活化能比催化剂Y的活化能要小，所以催化剂X更有利于积碳反应的进行；而消碳反应中，催化剂X的活化能大于催化剂Y，所以催化剂Y更有利于消碳反应的进行；综合分析，催化剂X劣于催化剂Y。由表格可知积碳反应、消碳反应都是吸热反应，温度升高，平衡右移，K积、K消均增加，反应速率均增大，从图像上可知，随着温度的升高，催化剂表面的积碳量是减小的，所以v消增加的倍数要比v积增加的倍数大。由速率方程表达式vkp(CH4)p(CO2)0.5可知，v与p(CO2)成反比例关系，p(CO2)越大，反应速率越小，所以pc(CO2)pb(CO2)pa(CO2)。题组一全方位掌握化学反应速率及其应用1.已知：反应aA(g)bB(g)cC(g)，某温度下，在 2 L 的密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示：(1)经测定前4 s内v(C)0.05 molL1s1，则该反应的化学方程式为_。(2)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为甲：v(A)0.3 molL1s1；乙：v(B)0.12 molL1s1；丙：v(C)9.6 molL1min1；则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为_。.密闭容器中发生如下反应：A(g)3B(g)2C(g)H0。根据下面速率时间图像，回答下列问题。(1)下列时刻所改变的外界条件：t1_；t3_；t4_。(2)反应速率最快的时间段是_。.COCl2的分解反应为COCl2(g)Cl2(g)CO(g) H108 kJmol1。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图所示(第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线未示出)：(1)比较第2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度T(8)的高低：T(2)_(填“”“”或“”)T(8)。(2)若12 min时反应在温度T(8)下重新达到平衡，则此时c(COCl2)_molL1。(3)比较产物CO在23 min、56 min和1213 min时平均反应速率平均反应速率分别以v(23)、v(56)、v(1213)表示的大小：_。(4)比较反应物COCl2在56 min和1516 min时平均反应速率的大小：v(56)_(填“”“”或“”)v(1516)，原因是_。.硝基苯甲酸乙酯在OH存在下发生水解反应：O2NC6H4COOC2H5OHO2NC6H4COOC2H5OH两种反应物的初始浓度均为0.050 molL1,15 时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率随时间变化的关系如表所示。回答下列问题：t/s0120180240330530600700800/%033.041.848.858.069.070.471.071.0计算该反应在120180 s与180240 s区间的平均反应速率_、_；比较两者大小可得出的结论是_。答案.(1)3A(g)B(g)2C(g)(2)乙甲丙.(1)升高温度加入催化剂减小压强(2)t3t4段.(1)(2)0.031(3)v(56)v(23)v(1213)(4)在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大.7.3105 molL1s15.8105 molL1s1120180 s时间段速率大是因为反应物浓度大，180240 s时间段速率小是因为反应物浓度小，即随着反应进行，反应物浓度降低，反应速率减慢解析.(1)前4 s内，c(A)0.8 molL10.5 molL10.3 molL1，v(A)0.075 molL1s1；v(A)v(C)ac(0.075 molL1s1)(0.05 molL1s1)32，由图像知，在12 s时c(A)c(B)(0.6 molL1)(0.2 molL1)31ab，则a、b、c三者之比为312，所以该反应的化学方程式为3A(g)B(g)2C(g)。(2)丙容器中v(C)9.6 molL1min10.16 molL1s1，则甲容器中0.1 molL1s1，乙容器中0.12 molL1s1，丙容器中0.08 molL1s1，故甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙甲丙。.(1)t1时，v逆增大程度比v正增大程度大，说明改变的条件是升高温度。t3时，v正、v逆同等程度地增大，说明加入了催化剂。t4时，v正、v逆都减小且v正减小的程度大，平衡向逆反应方向移动，说明改变的条件是减小压强。(2)由于在t3时刻加入的是催化剂，所以t3t4段反应速率最快。.(1)从三种物质的浓度变化趋势可知，从第4 min开始，平衡正向移动。由于该反应是吸热反应，所以改变的条件是升高温度。因此有：T(2)T(8)。(2)由于第12 min与第8 min温度相同，故其平衡常数相等，则有：，解得c(COCl2)0.031 molL1。(3)根据化学反应速率的定义，可知反应在23 min和1213 min处于平衡状态，平均反应速率为0，故v(56)v(23)v(1213)。(4)在56 min和1516 min时反应温度相同，但1516 min 时各组分的浓度都小，因此反应速率小。.v(120180)7.3105 molL1s1v(180240)5.8105 molL1s1。题组二速率常数的应用2化学工作者对NO与H2的反应进行研究，提出下列3步机理：(k为速率常数)第一步：2NON2O2 快反应，平衡时：v正k正c2(NO)v逆k逆c(N2O2)第二步：N2O2H2=N2OH2O慢反应第三步：N2OH2=N2H2O 快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步平衡，下列说法正确的是_(填字母)。Av(第一步逆反应)v(第二步反应)B总反应快慢主要由第二步反应决定C达平衡时，2c(NO)c(N2O2)D第一步反应的平衡常数K答案BD解析第二步为慢反应，故其反应速率应小于第一步，A项错误；总反应快慢应由慢反应决定，即主要由第二步反应决定，B项正确；到达平衡时k正c2(NO)k逆c(N2O2)，k正、k逆值未知，故两者浓度大小关系未知，C项错误；达到平衡时，K，又v正k正c2(NO)v逆k逆c(N2O2), 故K，D项正确。3N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g)2NO2(g)。将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中，在一定条件下，该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系：v(N2O4)k1p(N2O4)，v(NO2)k2p2(NO2)，其中k1、k2是与反应温度有关的常数。则一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1_。答案Kpk2解析Kp，平衡时NO2、N2O4的消耗速率比v(NO2)v(N2O4)k2p2(NO2)k1p(N2O4)21。4T1 时，在一密闭容器中发生反应4NO(g)N2(g) 2NO2(g)，其正反应速率表达式为：v正k正cn(NO)，测得速率和浓度的关系如下表。序号c(NO)/molL1v正/molL1s10.104.001090.206.401080.303.24107则n_，k正_mol3L3s1。达到平衡后，若减小压强，则混合气体的平均相对分子质量将_(填“增大”“减小”或“不变”)。 答案44 105减小解析将代入公式中，4.001090.10n k正，6.40108 0.20nk正；可以求出n4，k正4 105mol3L3s1。平均相对分子质量，各物质都是气体，总质量不变；减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，总物质的量增加，平均相对分子质量减小。5T1温度时在容积为2 L的恒容密闭容器中发生反应：2NO(g)O2(g)2NO2(g)H”“解析(1)从02 s内该反应的平均速率v(NO)0.03 molL1s1。(2)2NO(g)O2(g)2NO2(g)n(始)/mol 0.20 0.10 0n/mol 0.14 0.07 0.14 n(平)/mol 0.06 0.03 0.14所以根据化学平衡常数的定义可得K363。(3)v正v(NO)消耗2v(O2)消耗k正c2(NO)c(O2)，v逆v(NO2) 消耗k逆c2(NO2)，可逆反应达到化学平衡时，同一物质表示的v正v逆，不同物质表示的正逆反应速率之比等于化学计量数之比，所以k正c2(NO)c(O2)k逆c2(NO2)，则K；若将容器的温度改变为T2时其k正k逆，则由于K1T1。考点二化学平衡及其影响因素1“讲练结合”突破化学平衡状态标志的判断问题(1)化学平衡标志的判断要注意“三关注”：一要关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压还是绝热容器；二要关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；三要关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。如：在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时：a.混合气体的压强、b.混合气体的密度、c.混合气体的总物质的量、d.混合气体的平均相对分子质量、e.混合气体的颜色、f.各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比、g.某种气体的百分含量能说明2SO2(g)O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是_(填字母，下同)。能说明I2(g)H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是_。能说明2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是_。能说明C(s)CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是_。能说明A(s)2B(g)C(g)D(g)达到平衡状态的是_。能说明NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)达到平衡状态的是_。能说明5CO(g)I2O5(s)5CO2(g)I2(s)达到平衡状态的是_。答案acdgegacdegabcdgbdgabcbdg(2)化学平衡标志的判断还要注意“一个角度”，即从微观角度会分析判断。如：反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)，下列各项能说明该反应达到平衡状态的是_(填序号)。断裂1 mol NN键的同时生成1 mol NN键断裂1 mol NN键的同时生成3 mol HH键断裂1 mol NN键的同时断裂6 mol NH键生成1 mol NN键的同时生成6 mol NH键答案2掌握化学平衡移动的判断方法(1)依据勒夏特列原理判断通过比较平衡破坏瞬时的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。若外界条件改变，引起v正v逆，此时正反应占优势，则化学平衡向正反应方向(或向右)移动；若外界条件改变，引起v正v逆，此时逆反应占优势，则化学平衡向逆反应方向(或向左)移动；若外界条件改变，虽能引起v正和v逆变化，但变化后新的v正和v逆仍保持相等，则化学平衡没有发生移动。(2)依据浓度商(Q)规则判断通过比较浓度商(Q)与平衡常数(K)的大小来判断平衡移动的方向。若QK，平衡逆向移动；若QK，平衡不移动；若QK，平衡正向移动。3理解不能用勒夏特列原理解释的问题(1)若外界条件改变后，无论平衡向正反应方向移动或向逆反应方向移动都无法减弱外界条件的变化，则平衡不移动。如对于H2(g)Br2(g)2HBr(g)，由于反应前后气体的分子总数不变，外界压强增大或减小时，平衡无论正向或逆向移动都不能减弱压强的改变。所以对于该反应，压强改变，平衡不发生移动。(2)催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，所以催化剂不会影响化学平衡。1(2019海南，3)反应C2H6(g)C2H4(g)H2(g)H0，在一定条件下于密闭容器中达到平衡。下列各项措施中，不能提高乙烷平衡转化率的是()A增大容器容积 B升高反应温度C分离出部分氢气 D等容下通入惰性气体答案D2(2019浙江4月选考，17)下列说法正确的是()AH2(g)I2(g)2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变BC(s)H2O(g)H2(g)CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡C若压强不再随时间变化能说明反应2A(？)B(g)2C(？)已达平衡，则A、C不能同时是气体D1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出的热量为Q1；在相同温度和压强下，当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收的热量为Q2，Q2不等于Q1答案B解析A项，该可逆反应的反应前后气体的化学计量数不发生变化，当缩小反应容器体积，相当于加压，正逆反应速率同等程度增加，错误；B项，在建立平衡前，碳的质量不断改变，达到平衡时，质量不变，因而碳的质量不再改变说明反应已达平衡，正确；C项，若压强不再改变说明反应达到平衡，表明反应前后气体的化学计量数不等，故A、C可能均为气体，错误；D项，易知N2(g)3H2(g)2NH3(g)H，合成氨气实际参与反应n(H2)3 mol10%0.3 mol，因而Q1|H|0.1|H|，分解氨气时实际消耗的n(NH3)2 mol10%0.2 mol，Q2|H|0.1|H|，则Q1Q2，错误。3(2018天津，5)室温下，向圆底烧瓶中加入1 mol C2H5OH和含1 mol HBr的氢溴酸，溶液中发生反应：C2H5OHHBrC2H5BrH2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4 和78.5 。下列有关叙述错误的是()A加入NaOH，可增大乙醇的物质的量B增大HBr浓度，有利于生成C2H5BrC若反应物均增大至2 mol，则两种反应物平衡转化率之比不变D若起始温度提高至60 ，可缩短反应达到平衡的时间答案D解析D错：温度提高至60 ，化学反应速率虽然加快，但溴乙烷的沸点较低，会挥发出大量的溴乙烷，导致逆反应速率减小，故无法判断达到平衡的时间；A对：加入NaOH，消耗HBr，平衡左移，乙醇的物质的量增大；B对：增大HBr浓度，平衡右移，有利于生成溴乙烷；C对：原反应物按物质的量之比11加入，又因二者反应的化学计量数之比为11，两者的平衡转化率之比为11，若将反应物均增大至2 mol，其平衡转化率之比仍为11。 42018全国卷，27(1)节选CH4CO2催化重整反应为CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H247 kJmol1，有利于提高CH4平衡转化率的条件是_(填标号)A高温低压 B低温高压C高温高压 D低温低压答案A解析根据平衡移动的影响因素，该反应的正反应是一个吸热、气体体积增大的反应，所以高温低压有利于平衡正向移动。52017全国卷，28(4)298 K时，将20 mL 3x molL1Na3AsO3、20 mL 3x molL1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO(aq)I2(aq)2OH(aq)AsO(aq)2I(aq)H2O(l)。溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。下列可判断反应达到平衡的是_(填标号)。a溶液的pH不再变化bv(I)2v(AsO)cc(AsO)/c(AsO)不再变化dc(I)y molL1tm时，v正_v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。tm时v逆_tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是_。答案ac大于小于tm时生成物浓度较低，逆反应速率较慢解析a项，随反应进行，溶液的pH不断降低，当pH不再变化时，说明反应达到了平衡；b项，速率之比等于化学计量数之比，该结论在任何时刻都成立，故无法判断是否达到平衡；c项，随反应进行，c(AsO)不断增大，c(AsO)不断减小，当二者比值不变时，说明二者浓度不再改变，则反应达到平衡；d项，由图像并结合方程式可知，平衡时c(I)2y molL1，故当c(I)y molL1时，反应未达到平衡。由图像可知tm时刻后c(AsO)仍在不断增加，说明反应还在向正向进行，故此时v正大于v逆。tm到tn时刻，反应一直正向进行，生成物的浓度逐渐增大，所以逆反应速率不断增大，故tm时v逆小于tn时v逆。题组一利用图像、Q与K的关系判断化学平衡状态1汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g)H0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是_(填标号)。答案解析达到平衡时，v正应保持不变。由于是放热反应，又是绝热容器，体系温度升高，平衡左移，K减小。图中达到平衡时，CO、CO2的物质的量的变化量之比不是11。w(NO)逐渐减小，达到平衡时保持不变。因正反应放热，容器绝热，故反应开始后体系温度升高，达到平衡状态时，体系温度不再发生变化。H是一个定值，不能用于判断可逆反应是否达到平衡状态。2一定温度下，将2 mol NO、1 mol CO充入1 L固定容积的密闭容器中发生反应：2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)H0。反应过程中部分物质浓度变化如图所示：若15 min时再向容器中充入CO、N2各0.6 mol，该反应是否处于平衡状态？答案该反应处于平衡状态。解析由图像知，10 min时反应达到平衡状态，K，Q，QK，所以该反应仍处于平衡状态。题组二“建模、解模”分析法在平衡移动结果判定中的应用3在一定条件下，可逆反应2NO2(g)N2O4(g)H0达到平衡，当分别改变下列条件时，请回答下列问题：(1)保持容器容积不变，通入一定量NO2，则达到平衡时NO2的百分含量_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；保持容器容积不变，通入一定量N2O4，则达到平衡时NO2的百分含量_。(2)保持压强不变，通入一定量NO2，则达到平衡时NO2的百分含量_；保持压强不变，通入一定量N2O4，则达到平衡时NO2的百分含量_。(3)保持容器容积不变，通入一定量氖气，则达到平衡时NO2的转化率_；保持压强不变，通入氖气使体系的容积增大一倍，则达到平衡时NO2的转化率_。答案(1)减小减小(2)不变不变(3)不变减小解析(1)保持容器容积不变，通入一定量NO2，等效为增大压强，平衡正向移动，NO2的百分含量减小；保持容器容积不变，通入一定量N2O4，等效为增大压强，平衡正向移动，所以NO2的百分含量减小。(2)保持压强不变，通入一定量NO2或N2O4，不影响平衡，所以NO2的百分含量不变。(3)保持容器容积不变，通入一定量氖气，此过程中各物质的物质的量浓度都没有发生改变，所以平衡不移动，NO2的转化率不变；保持压强不变，通入氖气使体系的容积增大一倍，则相当于减小压强，所以平衡向生成NO2的方向移动，所以NO2的转化率会减小。反思归纳1对于反应物或生成物只有一种的可逆反应而言，在改变物质浓度而引起化学平衡移动时应遵循或应用下列方法进行分析：(1)建模法分析化学平衡当容器中的投料量是容器中的n倍时，可通过建模思想来进行考虑。一般解题步骤以PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)为例：建模：构建容器的模型： p(始) p(平)解模：将容器进行拆分，构建新的模型(用实线箭号表示状态变化的方向，用虚线箭号表示虚拟的过程)：最后将虚拟出的两个平衡状态进行加压，把体积较大的平衡状态转化为体积较小的平衡状态。即容器的反应相当于在虚拟容器的基础上增大压强，平衡逆向移动，容器相对于容器，PCl5的体积分数增大。(2)在温度、压强不变的体系中加入某种气体反应物(或生成物)的平衡移动问题：对于aA(g)bB(g)cC(g)或bB(g)cC(g)aA(g)，当T、p不变时，加入A气体，平衡移动的最终结果与原平衡等效，相当于平衡不移动；而加入B或C，则平衡的移动由浓度决定。2转化率的变化分析在一恒容密闭容器中通入a mol A、b mol B发生反应aA(g)bB(g)cC(g)，达到平衡后，改变下列条件，分析转化率的变化情况：(1)再通入b mol B，(A)增大，(B)减小。(2)再通入a mol A、b mol B：若abc，(A)增大、(B)增大；若abc，(A)不变、(B)不变；若abc，(A)减小、(B)减小。题组三反应热与化学平衡移动4已知298 K时，2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H197 kJmol1，在相同温度下，向密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，达到平衡时放出热量Q1；向另一体积相同的密闭容器中通入1 mol SO2和1 mol O2，达到平衡时放出热量Q2。则下列关系正确的是()A2Q2Q1 B2Q2Q1CQ2Q1197 kJ DQ2Q1197 kJ答案C解析反应的热化学方程式：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H197 kJmol1，由热化学方程式可知，加入2 mol SO2和1 mol O2，生成的SO3量小于2 mol，所以Q1197 kJ,1 mol SO2和1 mol O2相当于在2 mol SO2和1 mol O2达到平衡的基础上，减少反应物的浓度，平衡逆向移动，即Q2Q1，综上：Q2Q1197 kJ，故选C。5已知2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H197 kJmol1。在25 时，向恒压密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，达到平衡时放出热量a1；若25 时，在此恒压密闭容器中只通入1 mol SO2和0.5 mol O2，达到平衡时放出热量a2。则下列关系正确的是()A2a2a1197 kJ B197 kJa12a2Ca2a1197 kJ D2a2a1197 kJ答案B解析恒温恒压下，对于可逆反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，向恒压密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2与只通入1 mol SO2和0.5 mol O2互为等效平衡，达到平衡时反应物的转化率一定相等，则反应放出的热量关系：a12a2；在可逆反应的热化学方程式中，反应热是指完全转化吸收或放出的热量，所以a1197 kJ，即197 kJa12a2，故选B。反思归纳三种等效平衡模型等效模型实例起始投料平衡时等量备注恒温恒容n(g)0N2(g)3H2(g)2NH3(g)甲：1 mol N23 mol H2乙：2 mol NH3(转化为同种物质完全等同)两容器中各组分的n、c、w等同(N2)(NH3)1恒温恒容n(g)0I2(g)H2(g)2HI(g)甲：1 mol I21 mol H2乙：2 mol I22 mol H2(或4 mol HI)(成比例)两容器中各组分的w等同，n、c成倍数关系恒温恒压N2(g)3H2(g)2NH3(g)甲：1 mol N23 mol H2乙：2 mol N26 mol H2(或4 mol NH3)(成比例)两容器中各组分的w、c等同，n成倍数关系1化学平衡常数(1)意义：化学平衡常数K表示反应进行的程度，K越大，反应进行的程度越大。K105时，可以认为该反应已经进行完全。K的大小只与温度有关。(2)化学平衡常数表达式：对于可逆化学反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)在一定温度下达到化学平衡时，K。另可用压强平衡常数表示：Kpp(C)为平衡时气体C的分压。(3)依据化学方程式计算平衡常数同一可逆反应