高考化学总复习 第七章 化学反应速率和化学平衡

【创新设计】（江西版）届高考化学总复习第七章化学反应速率和化学平衡课时1化学反应速率及其影响因素最新考纲1．了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律。4.了解化学反应速率的调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。考点一化学反应速率1．表示方法通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。2．数学表达式及单位v＝eq\f(Δc,Δt)，单位为mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。3．规律同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。探究思考1．可逆反应N2＋3H2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2NH3在不同时间段测得的反应速率分别为v(N2)＝1mol·L－1·s－1，v(H2)＝2.5mol·L－1·s－1，能否说明v(H2)＞v(N2)?答案比较化学反应速率大小时，必须使用同一物质的反应速率且单位一致，v(N2)换算成v(H2)时，相当于3mol·L－1·s－1，所以上述反应中v(N2)＞v(H2)。2．(1)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：2A(g)＋B(g)2C(g)，若经2s后测得C的浓度为0.6mol·L－1，判断下列几种说法的正误：①用物质A表示反应的平均速率为0.3mol·L－1·s－1()②用物质B表示反应的平均速率为0.6mol·L－1·s－1()③2s时物质A的转化率为70%()④2s时物质B的浓度为0.7mol·L－1()(2)若①②中用A、B表示反应的平均速率分别为0.3mol·L－1·s－1、0.6mol·L－1·s－1，则用________(填“A”或“B”)物质表示的化学反应速率更快。(3)若物质A的转化率经过计算为30%，那么，物质B的转化率为________，其理由为____________________________________________________________________________________________________________________________。解析(1)本题是考查用不同反应物或产物表示反应的平均速率的方法和反应中物质的转化率、物质的量浓度的计算等知识点，所以考查内容的知识量较大。v(C)＝eq\f(0.6mol·L－1,2s)＝0.3mol·L－1·s－1①v(A)＝v(C)＝0.3mol·L－1·s－1②v(B)＝eq\f(1,2)v(C)＝0.3mol·L－1·s－1×eq\f(1,2)＝0.15mol·L－1·s－1③参加反应的A的物质的量为0．3mol·L－1·s－1×2s×2L＝1.2molA的转化率为eq\f(1.2mol,4mol)×100%＝30%④2s时B的浓度为1mol·L－1－0.15mol·L－1·s－1×2s＝0.7mol·L－1。(2)把v(B)转化为v(A)可得，v(A)＝2v(B)＝2×0.6mol·L－1·s－1＝1.2mol·L－1·s－1，所以，用物质B表示的该反应的速率更快。(3)通入A、B两气体的物质的量之比等于化学计量数之比2∶1，消耗物质的量之比也为2∶1，则A、B的转化率相等，都为30%。答案(1)①√②×③×④√(2)B(3)30%因通入和消耗的A、B的物质的量之比均为2∶1，则A、B的转化率相等【示例1】(·福建理综，12)NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化，当NaHSO3完全消耗即有I2析出，依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020mol·L－1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0mL混合，记录10～55℃间溶液变蓝时间，55℃时未观察到溶液变蓝，实验结果如下图。据图分析，下列判断不正确的是()。A．40℃之前与40℃B．图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等C．图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10－5mol·L－1·s－1D．温度高于40℃时，淀粉不宜用作该实验的指示剂思维启迪利用化学反应速率公式计算：Δv＝eq\f(Δc,Δt)⇒v(NaHSO3)＝eq\f(Δc（NaHSO3）,Δt)。解析由题给图像可知，温度低于40℃时，温度升高，溶液变蓝的时间短，但温度高于40℃时情况相反，A项正确；因为b、c两点的温度不同，反应速率不可能相等，B项错误；图中a点，所用的时间为80s，则NaHSO3的反应速率为：(0.020mol·L－1×10.0mL×10－3L/mL)÷(50mL×10－3L/mL)÷(80s)＝5.0×10－5mol·L－1·s－1，C项正确；由题给条件，55℃时未观察到溶液变蓝，所以温度高于40℃，淀粉不宜作该实验的指示剂答案B【示例2】(·重庆理综，29节选)O3在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示。已知：O3的起始浓度为0.0216mol·L－1。pHt/minT/℃3.04.05.06.02030123116958301581084815503126157(1)pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是________________。(2)在30℃、pH＝4.0条件下，O3的分解速率为______mol·L－1·min－1。(3)据表中的递变规律，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为________(填字母代号)。a．40℃、pH＝3.0b．10℃、pH＝4.0c．30℃解析(1)分析表中的数据知，pH增大，O3的分解速率加快，则对O3分解起催化作用的是OH－。(2)查表计算v(O3)＝eq\f(\f(1,2)×0.0216mol·L－1,108min)＝1.00×10－4mol·L－1·min－1。(3)分析表中数据知，a项中反应时间31＜ta＜158，同理tb＞231，tc<15，故可判断O3的分解速率的大小顺序是b＜a＜c。答案(1)OH－(2)1.00×10－4(3)b、a、c1．反应4CO(g)＋2NO2(g)N2(g)＋4CO2(g)开始进行时，CO的浓度为4mol·L－1，N2的浓度为0，2min后测得N2的浓度为0.6mol·L－1，则此段时间内，下列反应速率表示正确的是()。A．v(CO)＝1.2mol·(L·s)－1B．v(NO2)＝0.3mol·(L·min)－1C．v(N2)＝0.6mol·(L·min)－1D．v(CO2)＝1.2mol·(L·min)－1解析由题意知N2的反应速率为eq\f(0.6mol·L－1,2min)＝0.3mol·(L·min)－1，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，可得D选项正确。要注意的是A项中的单位是mol·(L·s)－1，故不正确。答案D2．对于反应N2(g)＋3H2O(g)2NH3(g)＋eq\f(3,2)O2(g)，在不同时间段内所测反应速率见选项，则表示该化学反应进行最快的是()。A．v(NH3)＝1.5mol·(L·min)－1B．v(N2)＝1.2mol·(L·min)－1C．v(H2O)＝1.67mol·(L·min)－1D．v(O2)＝1.5mol·(L·min)－1解析将选项中反应速率换算成同一物质的反应速率，然后比较。答案B3．(·重庆师大附中测试)反应4A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，经2min后，B的浓度减少了0.6mol·L－1。对此反应速率的正确表示是()。A．用A表示的反应速率是0.8mol·L－1·s－1B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1C．在2min末时的反应速率，用反应物B来表示是0.3mol·L－1·min－1D．在这2min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的解析经2min后，B的浓度减少了0.6mol·L－1，这2min内的平均反应速率v(B)＝0.3mol·L－1·min－1，而不是2min末时的反应速率，C错；根据反应速率之比等于化学计量数之比可知B正确，A、D错误。答案B通过数据比较反应速率大小的方法——“一看二转三比较”第一步：看单位是否统一；第二步：是将不同物质表示的化学反应速率转化成用同一物质表示的化学反应速率；第三步：是比较数值确定大小。考点二外界条件对化学反应速率的影响1．内因反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为：v(Mg)>v(Al)。2．外因(其他条件不变，只改变一个条件)3．理论解释——有效碰撞理论(1)活化分子、活化能、有效碰撞。①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。②活化能：如图图中：E1为反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，反应热为E1－E2。③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系探究思考1．判断正误(1)碳酸钙与盐酸反应过程中，再增加CaCO3固体的量，反应速率不变，但把CaCO3固体粉碎，可以加快反应速率。()(2)增大反应体系的压强，反应速率不一定增大。()(3)增大反应物的浓度，能够增大活化分子的百分含量，所以反应速率增大。()(4)同时改变两个变量来研究反应速率的变化，能更快得出有关规律。()(5)二氧化锰能加快所有化学反应的速率。()(6)锌与稀硫酸反应时，硫酸的浓度越大，产生H2的速率越快。()(7)恒压，增加惰性气体的量，原化学反应速率减慢。()答案(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)√2．根据有效碰撞理论，完成下表。项目条件改变活化能单位体积内有效碰撞次数化学反应速率分子总数活化分子数活化分子百分数增大浓度不变增加增大压强升高温度加催化剂答案增加不变增加增大不变增加增加不变增加增大不变不变增加增加增加增大减小不变增加增加增加增大【示例3】(·福建理综，12)一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如下图所示。下列判断正确的是()。A．在0～50min之间，pH＝2和pH＝7时R的降解百分率相等B．溶液酸性越强，R的降解速率越小C．R的起始浓度越小，降解速率越大D．在20～25min之间，pH＝10时R的平均降解速率为0.04mol·L－1·min－1思维启迪三看：①看面：弄清纵、横坐标的含义；②看线：弄清线的走向、变化趋势及线的斜率；③看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如与坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最低点等。解析在0～50min之间，pH＝2和pH＝7时反应物R都能完全反应，降解率都是100%，故A正确；pH分别为2、7、10时，通过曲线的倾斜程度可看出溶液的酸性越强，R的降解速率越大，故B错误；图中无法比较同一pH条件下，R的起始浓度与降解速率的关系，故C错误；20～25min之间，pH＝10时R的平均降解速率为0.2×10－4mol·L－1/5min＝4×10－6mol·L－1·min－1，故D错误。答案A【示例4】(·课标全国，28)某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：(1)上述实验中发生反应的化学方程式有_________________________________________________________________________________________________；(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是__________________________________________________________________________________________。(3)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是________；(4)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有_________________________________________________________________________________________________________________________________________(答两种)；(5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。实验混合溶液ABCDEF4mol·L－1H2SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100①请完成此实验设计，其中：V1＝________，V6＝________，V9＝________；②反应一段时间后，实验A中的金属呈________色，实验E中的金属呈________色；③该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因：_______________________________________________________________________________________________。解析第(5)问，本题A～F为对比实验，目的是为了探究CuSO4的量对H2生成速率的影响，为达到此目的，c(H＋)应相同，这样，H2SO4溶液的体积A～F应均为30mL，且溶液总体积相同，根据表中数据，总体积应为50mL。答案(1)Zn＋CuSO4=ZnSO4＋CuZn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑(2)CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu/Zn微电池，加快了氢气产生的速率(3)Ag2SO4(4)升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等(答两种)(5)①301017.5②灰黑暗红③当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与溶液的接触面积1．把镁条直接投入到盛有盐酸的敞口容器中，产生H2的速率如右图所示，在下列因素中，影响反应速率的因素是()。①盐酸的浓度②镁条的表面积③溶液的温度④Cl－的浓度A．①④B．③④C．①②③D．②③解析Mg＋2H＋=H2↑＋Mg2＋，实质是镁与H＋间的反应，与Cl－无关。在镁条的表面有一层氧化膜，当将镁条投入盐酸中时，随着氧化膜的不断溶解，镁与盐酸接触的面积不断增大，产生H2的速率会加快；溶液的温度对该反应也有影响，反应放出热量，使温度升高，则反应速率会逐渐加快。答案C2．一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，下列措施不改变化学反应速率的是()。A．缩小体积使压强增大B．恒容，充入N2C．恒容，充入HeD．恒压，充入He解析A选项，气体的物质的量不变，仅缩小体积，气体的浓度必然增大，反应速率必然增大；B选项，容积不变，充入N2，使反应物N2的浓度增大，浓度越大，反应速率越大；C选项，容积不变，充入He，虽然反应容器内压强增大，但反应物N2、O2、NO的浓度并没有变化，因此不影响反应速率；D选项，压强不变，充入He，反应容器的体积必然增大，压强虽然没变，但N2、O2、NO的浓度减小，反应速率减小。答案C3．2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up7(V2O5),\s\do5(△))2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是()。A．催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率B．增大反应体系的压强，反应速率一定增大C．该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间D．在t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1～t2内，SO3(g)生成的平均反应速率为v＝eq\f(c2－c1,t2－t1)解析本题考查化学反应速率与化学平衡知识，意在考查学生运用化学反应速率和化学平衡解决实际问题的能力。催化剂能同等程度地改变正逆反应速率，A项错误；压强对化学反应速率的影响是通过改变浓度来实现的，增大反应体系的压强，浓度不一定增大，如恒容下充入惰性气体，速率并没有增大，B项错误；降低温度反应速率减小，将延长反应达到平衡的时间，C项错误；化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示，D项正确。答案D分析外界因素对化学反应速率的影响时要注意以下几点1．对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变用量速率不变。2．压强对速率的影响是通过改变反应物总体积进而使浓度改变来实现的。对于有气体参加的反应而言，讨论压强对反应速率的影响时，应区分引起压强改变的原因，这种改变对反应体系的浓度产生何种影响，由此判断出对反应速率有何影响。有以下几种情况：(1)恒温时：增大压强eq\o(→,\s\up7(引起))体积缩小eq\o(→,\s\up7(引起))浓度增大eq\o(→,\s\up7(引起))反应速率加快。(2)恒容时：①充入气体反应物eq\o(→,\s\up7(引起))浓度增大eq\o(→,\s\up7(引起))速率加快。②充入惰性气体eq\o(→,\s\up7(引起))总压增大，但各气体物质的量浓度不变，反应速率不变。(3)恒压时：充入惰性气体eq\o(→,\s\up7(引起))体积增大eq\o(→,\s\up7(引起))各物质浓度减小eq\o(→,\s\up7(引起))反应速率减慢。3．温度改变对任何反应的速率都有影响。素养17控制变量法在研究影响化学反应速率因素实验中的应用[方法规律]影响化学反应速率的因素有多种，在探究某种因素的影响规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究这一条件对反应速率的影响规律，这种研究问题的方法叫做控制变量法。控制变量法探究类实验题能够考查学生分析问题、解决问题，得出合理结论的能力，因而在这几年的高考试题中有所考查。[当场指导]【典例】在学习了影响化学反应速率的因素知识后，某研究性学习小组进行了科学探究活动。[探究活动一]探究金属与不同酸反应的反应速率：常温下，从经过砂纸打磨的铝片中取两片质量相等、表面积相同的铝片，分别加入到盛有体积相同、c(H＋)相同的足量的稀硫酸和稀盐酸的两支试管中，发现铝片在稀盐酸中消失的时间比在稀硫酸中短。[探究活动二]探究影响稀硫酸与某金属反应速率的因素。下表是某研究性学习小组探究稀硫酸与某金属反应的实验数据：实验序号金属质量/g金属状态c(H2SO4)/mol·L－1V(H2SO4)/mL溶液温度/℃金属消失的时间/s反应前反应后10.10丝0.550203450020.10粉末0.55020355030.10丝0.750204625040.10丝0.850203520050.10粉末0.85020362560.10丝1.050203512570.10丝1.05035505080.10丝1.150203410090.10丝1.150355140请回答：(1)对[探究活动一]实验现象产生的原因，请你帮该研究性学习小组提出两个假设：假设Ⅰ______________________________________________________________________________________________________________________________。假设Ⅱ__________________________________________________________________________________________________________________________________。并请你设计实验对以上假设进行验证：验证假设Ⅰ_________________________________________________________________________________________________________________________。验证假设Ⅱ________________________________________________________________________________________________________________________。(2)分析[探究活动二]的实验数据可发现有一个数据明显有错误，该数据是实验________(填实验序号)的________，理由是_____________________________________________________________________________________________。(3)分析[探究活动二]的实验数据可得出的结论是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)假设Ⅰ：Cl－对铝和H＋的反应有促进作用假设Ⅱ：SO42－对铝和H＋的反应有抑制作用验证假设Ⅰ：在铝和稀硫酸反应的试管中加入固体氯化钠，看是否加快放出氢气的速率验证假设Ⅱ：在铝和稀盐酸反应的试管中加入固体硫酸钠，看是否减慢放出氢气的速率(2)3反应后溶液的温度本实验所用稀硫酸均过量，金属完全反应，等质量金属反应放出的热量应相等，所以使等体积溶液的温度升高值相近(3)对于同一化学反应，在其他条件不变时：①反应物浓度越大，化学反应速率越快；②反应物固体表面积越大，化学反应速率越快；③反应温度越高，化学反应速率越快1．确定变量。解答此类题目时，要认真审题，清楚实验目的，弄清要探究的外界条件有哪些。2．控制变量。在探究时，应先确定一个变化的量，控制其他量不变，研究这个变化量对实验结果的影响进而总结出影响规律，然后用同样的方法再进一步确定其他变量对实验结果的影响规律。3．数据有效。解答时应注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法做出正确判断。【应用】Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好pH和Fe2＋浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p－CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。[实验设计]控制p－CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298K或313K(其余实验条件见下表)，设计如下对比实验。(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。实验编号实验目的T/KpHc/10－3mol·L－1H2O2Fe2＋①为以下实验作参照29836.00.30②探究温度对降解反应速率的影响③298106.00.30[数据处理]实验测得p－CP的浓度随时间变化的关系如上图。(2)请根据上图实验①曲线，计算降解反应在50～150s内的反应速率：v(p－CP)＝____________mol·L－1·s－1。[解释与结论](3)实验①、②表明温度升高，降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因：__________________________________________________________________。(4)实验③得出的结论是：pH等于10时，_________________________________________________________________________________________________。[思考与交流](5)实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析(1)实验①是参照实验，所以与实验①相比，实验②和③只能改变一个条件，这样才能起到对比实验的目的，实验②是探究温度对反应速率的影响，则T＝313K，pH＝3，c(H2O2)＝6.0mol·L－1，c(Fe2＋)＝0.30mol·L－1，实验③显然是探究pH的大小对反应速率的影响；(2)在50～150s内，Δc(p－CP)＝0.8×10－3mol·L－1，则v(p－CP)＝8.0×10－6mol·L－1·s－1；(3)温度过高时，H2O2分解，c(H2O2)减小，导致反应速率减小；(4)从图中看出，pH＝10时，c(p－CP)不变，即反应速率为零，说明碱性条件下，有机物p－CP不能降解；(5)从第(4)问可以得出，将反应液加入到NaOH溶液中，使溶液的pH迅速增大，反应停止。答案(1)实验编号c/10－3mol·L－1实验目的T/KpHH2O2Fe2＋①②31336.00.30③探究溶液的pH对降解反应速率的影响(2)8.0×10－6(3)过氧化氢在温度过高时迅速分解(4)反应速率趋向于零(或该降解反应趋于停止)(5)将所取样品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH约为10(或将所取样品骤冷等其他合理答案均可)探究影响化学反应速率因素的两种题型1．以表格或图像的形式给出多组实验数据，让学生找出每组数据的变化对反应速率的影响规律。2．给出影响化学反应的几种因素，让学生设计实验分析各因素对反应速率的影响规律。(时间：45分钟分值：100分)一、选择题(本题共7个小题，每题6分，共42分，每个小题只有一个选项符合题意。)1．下列说法不正确的是 ()。A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比C．化学反应速率的单位由时间单位和浓度单位决定D．在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值解析对化学反应速率来说：①无论是可逆反应还是不可逆反应都可以研究速率；②化学反应速率通常指的是平均值，而不是即时速率；③化学反应速率没有负值；④利用不同物质来表示同一反应相同条件下的速率时，各数值与方程式中对应物质的化学计量数成正比；⑤对纯固体或纯液体来讲，我们认为它们的浓度始终不变，所以不可用它们来表示反应的速率。答案D2．在恒温、恒容的密闭容器中进行反应2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑。若H2O2溶液的浓度由2.0mol·L－1降到1.0mol·L－1需10s，那么H2O2浓度由1.0mol·L－1降到0.5mol·L－1所需的反应时间为()。A．5s B．大于5sC．小于5s D．无法判断解析H2O2溶液浓度由2.0mol·L－1降到1.0mol·L－1需要10s，可推知降低0.5mol·L－1需要5s，但后一次浓度的降低是在前面的基础上，由于H2O2溶液浓度减小，反应速率降低，则后面的反应所需时间大于5s，故选B。答案B3．在恒容条件下，能使NO2(g)＋CO(g)CO2(g)＋NO(g)正反应速率增大且活化分子的百分数也增加的措施是 ()。A．增大NO2或CO的浓度B．减小CO2或NO的浓度C．通入Ne使气体的压强增大D．升高反应的温度解析选项A，增大NO2或CO的浓度，正反应速率增大，但活化分子的百分数不一定增大。选项B，减小CO2或NO的浓度，正反应速率降低。选项C，恒容条件下通入Ne，气体反应物的浓度不变，正反应速率不变。选项D，升高反应的温度，正反应速率增大并且活化分子的百分数也增多。答案D4．一定条件下，分别对反应C(s)＋CO2(g)2CO(g)(正向吸热)进行如下操作(只改变该条件)：①升高反应体系的温度；②增加反应物C的用量；③缩小反应体系的体积；④减少体系中CO的量。上述措施中一定能使反应速率显著变大的是 ()。A．①②③④ B．①③④C．①② D．①③解析碳是固体，增加固体的用量不改变反应速率；减少CO的量，反应速率减小。答案D5．下列生产或实验事实得出的相应结论不正确的是 ()。选项事实结论A其他条件相同，Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应，升高溶液的温度，析出硫沉淀所需时间缩短当其他条件不变时，升高反应温度，化学反应速率加快B工业制硫酸中，在SO3的吸收阶段，吸收塔里要装填瓷环增大气液接触面积，使SO3的吸收速率增大C在容积可变的密闭容器中发生反应：2NH3(g)N2H4(l)＋H2(g)，把容器的体积缩小一半正反应速率加快，逆反应速率减慢DA、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液，在B试管中加入2～3滴FeCl3溶液，B试管中产生气泡快当其他条件不变时，催化剂可以改变化学反应速率解析C项中压缩容器体积，反应物、生成物浓度均增加，正逆反应速率均加快。答案C6．KClO3和KHSO3可发生下列反应：ClO3－＋HSO3－→SO42－＋Cl－＋H＋(未配平)，已知酸性越强，该反应的反应速率越快。如图为反应速率v(ClO3－)随时间(t)的变化曲线。下列有关说法不正确的是 ()。A．KClO3和KHSO3发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3B．反应开始阶段速率逐渐增大可能是c(H＋)逐渐增高导致的C．反应后期速率逐渐减小的主要原因是c(ClO3－)、c(HSO3－)降低D．纵坐标为v(HSO3－)时的v(HSO3－)随时间(t)的变化曲线与原图曲线完全吻合解析本题考查离子反应、氧化还原反应和反应速率，意在考查考生的综合分析能力。选项A，配平该离子方程式：ClO3－＋3HSO3－=3SO42－＋Cl－＋3H＋，故A正确。选项B，题干信息提示“酸性越强，该反应的反应速率越快”，B正确。选项C，随着反应物浓度的逐渐降低，反应速率也逐渐降低，C正确。选项D，v(ClO3－)∶v(HSO3－)＝1∶3，D错。答案D7．一定温度下，在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.1molH2O(g)，发生反应：2H2O(g)eq\o(,\s\up10(Cu2O),\s\do10(光照))2H2(g)＋O2(g)ΔH＝484kJ·mol－1，不同时间产生O2的物质的量见下表：时间/min20406080n(O2)/mol0.00100.00160.00200.0020下列说法不正确的是 ()。A．前20min内的反应速率v(H2O)＝5.0×10－5mol·L－1·min－1B．达到平衡时，至少需要从外界吸收能量0.968kJC．增大c(H2O)，可以提高水的分解率D．催化效果与Cu2O颗粒的大小有关解析由题意知，v(H2O)＝2v(O2)＝2×eq\f(\f(0.0010mol,2L),20min)＝5.0×10－5mol·L－1·min－1，A正确；热化学方程式表示的含义是2molH2O(g)完全分解生成2molH2(g)和1molO2(g)，吸收484kJ的能量，所以生成O20.0020mol时，吸收的能量为0.0020mol×484kJ·mol－1＝0.968kJ，正确。C项，由于反应物只有1种，增大c(H2O)，相当于压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，所以水的分解率降低，错误。D项，若Cu2O颗粒小，则接触面积大，反应速率快，催化效果好，正确。答案C二、非选择题(本题共4个小题，共58分)8．(14分)加入0.1mol的MnO2粉末于50mL过氧化氢的溶液中(密度为1.1g·mL－1)，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如右图所示，回答下列问题。(1)A、B、C、D四点化学反应速率快慢的顺序为__________________________。(2)解释反应速率变化的原因________________________________________。(3)计算过氧化氢的初始物质的量浓度________。(4)求反应进行到2分钟时过氧化氢的质量分数。解析(1)曲线斜率越大，反应速率越大。(2)随着反应的进行，反应物H2O2的浓度逐渐减小，因此反应速率逐渐减小。(3)根据图像可以看出H2O2完全反应放出O260mL，H2O2的分解反应为2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑，则n(H2O2)＝eq\f(60mL,22400mL·mol－1)×2≈0.00536mol，c(H2O2)＝eq\f(0.00536mol,0.05L)≈0.107mol·L－1。(4)反应进行到2分钟时，放出O245mL，则反应生成O2的物质的量为eq\f(45mL,22400mL·mol－1)≈0.00201mol，质量为0.00201mol×32g·mol－1≈0.0643g反应消耗的H2O2物质的量为0．00201mol×2＝0.00402mol，剩余的H2O2物质的量为0．00536mol－0.00402mol＝0.00134mol，则2分钟时H2O2的质量分数为eq\f(0.00134mol×34g·mol－1,50mL×1.1g·mL－1－0.0643g)×100%≈0.083%。答案(1)D>C>B>A(2)随着反应的进行，过氧化氢溶液的浓度越来越小，反应速率越来越小(3)0.107mol·L－1(4)0.083%9．(14分)(·菏泽模拟)一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：(1)从反应开始到10s，用Z表示的反应速率为___________________________。X的物质的量浓度减少了____________，Y的转化率为____________________________________________________________。(2)该反应的化学方程式为__________________________________________。(3)10s后的某一时刻(t1)改变了外界条件，其速率随时间的变化图像如图所示：则下列说法符合该图像的是________。A．t1时刻，增大了X的浓度B．t1时刻，升高了体系温度C．t1时刻，缩小了容器体积D．t1时刻，使用了催化剂解析(1)分析图像知：Δc(Z)＝eq\f(1.58mol－0mol,2L)＝0.79mol·L－1，v(Z)＝eq\f(0.79mol·L－1,10s)＝0.079mol·L－1·s－1，Δc(X)＝eq\f(1.20mol－0.41mol,2L)＝0.395mol·L－1。Y的转化率φ(Y)＝eq\f(1.00mol－0.21mol,1.00mol)×100%＝79.0%答案(1)0.079mol·L－1·s－10.395mol·L－179.0%(2)X(g)＋Y(g)2Z(g)(3)CD10．(15分)影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法进行探究。(1)实验一：取等物质的量浓度、等体积的H2O2溶液分别进行H2O2的分解实验，实验报告如下表所示(现象和结论略)。序号条件现象结论温度/℃催化剂140FeCl3溶液220FeCl3溶液320MnO2420无①实验1、2研究的是________对H2O2分解速率的影响。②实验2、3的目的是________________________________________________。(2)实验二：经研究知Cu2＋对H2O2分解也具有催化作用，为比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题：①定性分析：如图甲可通过观察________________，定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3溶液改为Fe2(SO4)3溶液更合理，其理由是________________________________________________________________。②定量分析：如图乙所示，实验时以生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是________________________。(3)实验三：已知2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋8H2O＋10CO2↑，在酸性高锰酸钾溶液和草酸溶液反应时，发现开始反应速率较慢，溶液褪色不明显，但一段时间后突然褪色，①针对上述实验现象，某同学认为KMnO4与H2C2O4的反应是放热反应，导致溶液温度升高，反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看，②若用实验证明你的猜想，除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液外，还需要选择的试剂最合理的是________。A．硫酸钾 B．硫酸锰 C．水 D．氯化锰解析(1)①实验1、2中不同的是温度，所以实验研究的是温度对H2O2分解速率的影响。②实验2、3中不同的是催化剂，所以实验的目的是比较FeCl3溶液和MnO2作为催化剂对H2O2分解速率影响的差异。(2)①催化剂不同，反应速率不同，则产生的气泡快慢不同。FeCl3与CuSO4中阴离子是不同的，所以为排除阴离子的干扰，应该控制阴离子相同，排除阴离子的干扰，因此用硫酸铁合理。②要定量分析，需要测量收集40mL气体时所需要的时间。(3)①由于反应中还生成Mn2＋，Mn2＋具有催化作用，所以还可能的原因是催化剂的影响。②由于反应生成的是硫酸锰，所以还应该选择的试剂是硫酸锰。答案(1)①温度②比较FeCl3溶液和MnO2作为催化剂对H2O2分解速率影响的差异(2)①反应产生气泡的快慢控制阴离子相同，排除阴离子的干扰②收集40mL气体所需要的时间(3)①催化剂(或硫酸锰或Mn2＋的催化作用)②B11．(15分)某探究小组用测量HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。限选试剂：1.00mol·L－1HNO3、2.00mol·L－1HNO3，细颗粒大理石、粗颗粒大理石，35℃(1)他们能完成哪些因素对速率影响的探究？_________________________________________________________________。(2)请根据能进行的探究内容，填写以下实验设计表，完成探究实验：实验编号T/℃大理石规格HNO3浓度/mol·L－1①常温2.00②1.00③2.00④2.00(3)整个实验中应控制的不变量是硝酸溶液体积和________。(4)该实验小组用如图实验装置进行实验。①除电子天平、干燥管、锥形瓶、药匙、胶塞等仪器外，必需的实验仪器还有________。②干燥管中应放置的试剂是________。A．碱石灰 B．无水CaCl2C．P2O5固体 D．浓硫酸③若撤除干燥管装置，所测速率________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。解析(1)根据所给的试剂可知有两种不同浓度的硝酸，因此可比较浓度对反应速率的影响；有两种不同状态的大理石，因此可比较固体表面积对反应速率的影响；还有35℃水浴，因此可比较温度对反应速率的影响。(2)因为①与②的不同是HNO3浓度不同，所以其他的因素应该相同。若①中大理石为粗颗粒，则②中大理石为粗颗粒，温度为常温。①与②研究的是HNO3浓度对反应速率的影响；①③中HNO3的浓度相同，可以控制温度变化，碳酸钙都为粗颗粒分析温度对反应速率的影响；①④中HNO3浓度相同，可改变CaCO3的状态，比较常温下粗颗粒与细颗粒大理石时的反应速率快慢。其他合理答案也可。(3)反应过程中除了控制硝酸溶液的体积相同外，还要控制CaCO3的质量相同。(4)①根据图中装置可知要测定单位时间内烧杯内减少的质量，把减少的质量看作是CO2的质量。所以还需要用量筒量取所需HNO3体积及秒表计算所需时间。②干燥CO2且不能让水蒸气逸出，需要酸性干燥剂或中性干燥剂，B、C都可以。③若不用干燥装置，则相同时间内减少的质量增大，认为生成的CO2增大，反应速率值偏大。答案(1)硝酸浓度、温度、大理石表面积(2)粗颗粒常温粗颗粒35℃水浴粗颗粒常温细颗粒(其他合理答案也可)(3)CaCO3质量(4)①秒表、量筒②B、C③偏大课时2化学平衡状态及其移动最新考纲1．了解化学反应的可逆性。2.了解化学平衡建立的过程。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律。4.了解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。考点一可逆反应与化学平衡状态1．可逆反应(1)定义在同一条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。(2)特点①二同：a.相同条件下；b.正逆反应同时进行。②一小：反应物与生成物同时存在，任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示在方程式中用“”表示。2．化学平衡状态(1)概念在一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。(2)化学平衡的建立(3)平衡特点探究思考1．向含有2mol的SO2的容器中通入过量氧气发生2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(加热))2SO3，充分反应后生成SO3的物质的量________2mol(填“<”、“>”或“＝”，下同)，SO2的物质的量________0mol，转化率________100%。答案<><2．对于可逆反应：2NO2(g)eq\o(,\s\up7(△))2NO(g)＋O2(g)(1)在一恒容的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是________。(2)在恒压容器中进行，达到平衡状态的标志是________。①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态⑦混合气体的压强不再改变的状态答案(1)①④⑥⑦(2)①④⑤⑥【示例1】(·上海化学，六节选)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)eq\o(,\s\up7(高温))Si3N4(s)＋12HCl(g)ΔH<0完成下列填空：(1)在一定温度下进行上述反应，若反应容器的容积为2L，3min后达到平衡，测得固体的质量增加了2.80g，则H2的平均反应速率为______mol·L－1·min－1。(2)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思维启迪判断化学平衡状态的根本标志：(1)化学反应速率经换算之后，同一物质的正逆反应速率相等；(2)对于一个随反应进行而改变的量不再改变时则反应达到平衡状态。解析(1)反应达到平衡后，Δn(Si3N4)＝eq\f(2.80g,140g·mol－1)＝0.02mol，故v(H2)＝eq\f(Δn（H2）,Vt)＝eq\f(0.02×6mol,2L×3min)＝0.02mol·L－1·min－1。(2)a项，表示v正＝v逆，故正确；b项，均为v正，故错误；c项，由于容器密闭恒容，且该反应前后气体的物质的量发生改变，当混合气体的密度不变时，则各气体的物质的量不再变化，说明反应已经达到平衡状态，故正确；d项，当各物质的物质的量浓度比等于化学计量数之比时，不能表示反应已达到平衡状态，故错误。答案(1)0.02(2)ac【示例2】(·山东，29节选)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)(Ⅰ)(1)火箭残骸中常现红棕色气体，原因为：N2O4(g)2NO2(g)(Ⅱ)，当温度升高时，气体颜色变深，则反应(Ⅱ)为________(填“吸热”或“放热”)反应。(2)一定温度下，反应(Ⅱ)的焓变为ΔH。现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________。解析(1)温度升高，气体颜色变深，说明平衡正向移动，则正反应为吸热反应。(2)该反应由正方向开始进行，且是气体体积增大的反应，恒压时，容器的体积增大，气体的密度随容积的增大而减小，达到平衡时则不变，故a对；该反应的焓变始终保持不变，与是否到达平衡状态无关，b错；n(N2O4)逐渐减小，容器容积不断变大，故v正逐渐减小，达平衡时不变，c错；该反应由正向进行，N2O4转化率逐渐增大，达平衡时保持不变，d对。答案(1)吸热(2)ad“两审”“两标志”突破化学平衡状态的判断1．“两审”一审题干条件，是恒温恒容还是恒温恒压；二审反应特点：①全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应；②有固体或液体参与的等体积反应还是非等体积反应。2．“两标志”(1)本质标志v正＝v逆≠0。对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。(2)等价标志①全部是气体参加的非等体积反应，体系的压强、平均相对分子质量不再随时间而变化。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。②体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量(或质量)分数保持不变。③对同一物质而言，断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。④对于有有色物质参加或生成的可逆反应，体系的颜色不再随时间而变化。例如，2NO2(g)N2O4(g)。⑤体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。1．一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.08mol·L－1，则下列判断正确的是()。A．c1∶c2＝3∶1B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3C．X、Y的转化率不相等D．c1的取值范围为0mol·L－1<c1<0.14mol·L－1解析平衡浓度之比为1∶3，转化浓度亦为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应，Z生成表示正反应且vY(生成)∶vZ(生成)应为3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知0<c1<0.14mol·L－1。答案D2．一定温度下，下列叙述不能作为可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)达到平衡的标志的是()。①C的生成速率与C的消耗速率相等②单位时间内生成amolA，同时生成3amolB③A、B、C的浓度不再变化④C的物质的量不再变化⑤混合气体的总压强不再变化⑥混合气体的总物质的量不再变化⑦单位时间消耗amolA，同时生成3aA．②⑧B．④⑦C．①③D．⑤⑥解析对平衡状态的判断，一定要根据实际反应逐项分析，只有能反映同一物质的v(正)＝v(逆)，或者混合物中的某组分的浓度或百分含量保持不变，才能证明可逆反应达到了平衡状态。①中，同一物质的生成速率与消耗速率相等，说明反应已达到平衡；②中，表示的是同一方向的反应速率，不能说明反应已达到平衡；③中，各组分的浓度不再变化，说明反应已达到平衡；④中，C的物质的量不再变化，也就是C的浓度不再变化，说明反应已达到平衡；⑤中，若反应正向进行，混合气体的总物质的量减小，压强减小，若反应逆向进行，混合气体的总物质的量增大，压强增大，混合气体的总压强不再变化，说明反应正向进行的速率和逆向进行的速率相同，即反应已达到平衡；⑥中，由⑤中的分析可知，混合气体的总物质的量不再变化，说明反应已达到平衡；⑦中，消耗A的量与生成B的量之比与它们在化学方程式中的计量数之比相等，也就是反应正向进行和逆向进行的速率相等，说明反应已达到平衡；⑧中，A、B、C的分子数之比为1∶3∶2只是反应进程中的某一时刻的状态，不能说明反应已达到平衡。答案A3．某一容积为5L的密闭容器内，加入0.2molCO和0.2molH2O，在催化剂存在的条件下高温加热，发生如下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH>0。反应中CO2的浓度随时间的变化情况如图所示。(1)根据图中数据，反应开始至达到平衡时，v(CO)＝________；反应达到平衡时，c(H2)＝________。(2)判断该反应达到平衡的依据是________。①CO减少的化学反应速率和CO2减少的化学反应速率相等②CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等③CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化④正、逆反应速率都为零解析(1)由图可知10min时反应达到平衡，所以v(CO)＝0.03mol·L－1/10min＝0.003mol·L－1·min－1，方程式的化学计量数之比等于反应时物质转化的浓度之比，所以反应达平衡时，c(H2)＝c(CO2)＝0.03mol·L－1。(2)反应达到平衡的标志是反应体系组成不变，正、逆反应速率相等且不为零。CO减少的化学反应速率是正反应速率，CO2减少的化学反应速率是逆反应速率。所以选①③。答案(1)0.003mol·L－1·min－10.03mol·L－1(2)①③不能判断化学平衡状态的三个标志1．恒温、恒容条件下反应前后气体体积不变的反应，混合气体的压强或气体的总物质的量不随时间而变化。如2HI(g)I2(g)＋H2(g)。2．全部是气体参加的反应前后体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不随时间而变化。如2HI(g)I2(g)＋H2(g)。3．全部是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。考点二化学平衡的移动1．概念可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(如温度、压强、浓度等)发生了变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态。这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程，叫做化学平衡的移动。2．过程3．化学平衡移动与化学反应速率的关系(1)v正>v逆：平衡向正反应方向移动。(2)v正＝v逆：反应达到平衡状态，不发生平衡移动。(3)v正<v逆：平衡向逆反应方向移动。4．影响化学平衡移动的外界因素(1)影响化学平衡移动的因素若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下：条件的改变(其他条件不变)化学平衡的移动浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向移动压强(对有气体参加的反应)反应前后气体分子数改变增大压强向气体体积减小的方向移动减小压强向气体体积增大的方向移动反应前后气体分子数不变改变压强平衡不移动温度升高温度向吸热反应方向移动降低温度向放热反应方向移动催化剂使用催化剂平衡不移动(2)勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。探究思考1．升高温度，化学平衡会向着吸热反应的方向移动，此时放热反应方向的反应速率会减小吗？答案不会。因为升高温度v吸和v放均增大，但二者增大的程度不同，v吸增大的程度大于v放增大的程度，故v吸和v放不再相等，v吸>v放，原平衡被破坏，平衡向吸热反应的方向移动，直至建立新的平衡。降温则相反。2．COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)ΔH>0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温②恒容通入惰性气体③增加CO浓度④减压⑤加催化剂⑥恒压通入惰性气体，能够使化学平衡正向移动的是________。答案①④⑥【示例3】(·山东理综，12)对于反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH<0，在其他条件不变的情况下()。A．加入催化剂，改变了反应的途径，反应的ΔH也随之改变B．改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变C．升高温度，反应速率加快，反应放出的热量不变D．若在原电池中进行，反应放出的热量不变思维启迪①反应的特征；②ΔH与反应物和生成物量的关系；③外界条件对化学平衡及反应速率的影响。解析A项，加入催化剂，改变反应途径，但不能使化学平衡移动，所以ΔH不变，错误。B项，由于该反应是反应前后气体分子数不变的反应，所以改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量也不变，正确。C项，该反应为放热反应，升温，化学反应速率加快，平衡逆向移动，反应放出的热量应减少，错误。D项，若把该反应设计成原电池，化学能除转化成热能外，还转化成电能，所以放出的热量应减少，错误。答案B【示例4】(·安徽理综，11)一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4(s)＋CO(g)MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)ΔH＞0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是()。选项xyA温度容器内混合气体的密度BCO的物质的量CO2与CO的物质的量之比CSO2的浓度平衡常数KDMgSO4的质量(忽略体积)CO的转化率解析由于此反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，混合气体质量增加，密度增大，A正确；当增加CO的物质的量时，相当于增大体系的压强，平衡逆向移动，CO的转化率减小，CO2与CO的物质的量之比减小，B错误；平衡常数只与温度有关，与SO2的浓度无关，C错误；MgSO4为固体，增加其质量对平衡无影响，所以CO的转化率不变，D错误。答案A1．(·杭州质检)对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(加热))4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是()。A．反应达到平衡时，若两种反应物的转化率相等，则起始投入的n(NH3)∶n(O2)＝4∶5B．反应达到平衡后，对体系一直进行加压，平衡总是逆向移动C．反应达到平衡时，若向压强固定的密闭容器中充入稀有气体，平衡不移动D．当v正(NH3)∶v正(NO)＝1∶1时，说明该化学反应已经达到平衡解析反应过程中，反应物和生成物的转化量之比等于其化学计量数之比。平衡时，两种反应物的转化率相等，则它们的起始投入量之比应该等于其化学计量数之比，故A正确；当加压到一定压强时，气态水变为非气态，平衡会正向移动，故B错；充入稀有气体而压强不变，相当于增大容器容积，平衡向气体体积增大的方向移动，C错；NH3、NO的正反应速率相等，与反应是否达到平衡无关，故D错。答案A2．下列对化学平衡移动的分析中不正确的是()。①已达到平衡的反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，当增加反应物的物质的量时，平衡一定向正反应方向移动②已达到平衡的反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，当增大N2的浓度时，平衡向正反应方向移动，N2的转化率一定升高③有气体参加的反应达到平衡时，若减小反应容器的容积时，平衡一定向气体分子数增大的方向移动④有气体参加的反应达到平衡时，在恒压反应容器中充入稀有气体，平衡一定不移动A．①④B．①②③C．②③④D．①②③④解析①：增加C(碳)的物质的量时平衡不移动；②：当增大N2的浓度时，N2的转化率降低，H2的转化率提高；③：减小反应容器的容积时，相当于增压，平衡一定向气体分子数减小的方向移动；④：恒压反应容器中充入稀有气体，平衡向气体分子数增大的方向移动。故①②③④均错误。答案D3．(·大纲全国卷，8)合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为CO(g)＋H2O(g)eq\o(,\s\up7(催化剂))CO2(g)＋H2(g)ΔH<0反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是()。A．增加压强B．降低温度C．增大CO的浓度D．更换催化剂解析特别注意：一般来说，有两种及两种以上反应物的可逆反应中，在其他条件不变时，增大其中一种反应物的浓度，能使其他反应物的转化率升高，但其本身的转化率反而降低，故C项错误；A.因该反应为反应前后气体物质的量相等的反应，故增加压强只能缩短反应达到平衡的时间，并不能使该平衡发生移动，因而无法提高CO的转化率；B.因该反应为放热反应，降低温度能使平衡向右移动，从而提高CO的转化率；D.催化剂只能影响化学反应的速率，改变可逆反应达到平衡的时间，不能提高CO的转化率。答案B判断化学平衡移动方向的思维模型素养18“等效平衡”的原理与判断方法[知识必备]1．含义在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应体系，起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量相同。2．原理同一可逆反应，当外界条件一定时，反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，最后都能达到平衡状态。其中平衡混合物中各物质的含量相同。由于化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。因而，同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同，则可形成等效平衡。[方法规律]1．在等温等容条件下，可逆反应：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)起始物质的量如下表所示：序号ABCD等效说明①2mol1mol00①③⑤互为等效平衡。表现在达到平衡后各物质的物质的量、质量、体积、物质的量浓度、组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同②4mol2mol00③1mol0.5mol1.5mol0.5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol方法指导：等温、等容条件下，对于左右气相物质的化学计量数不等的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应化学计量数之比换算成同一半边物质(一边倒)，其物质的量对应相同，则它们互为等效平衡。2．在等温等容条件下，可逆反应：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(s)起始物质的量如下表所示：序号ABCD等效说明①2mol1mol00①②③⑤互为等效平衡。表现在达到平衡后组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同②4mol2mol00③1mol0.5mol1.5mol0.5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol方法指导：等温、等容条件下，对于左右气相物质的化学计量数相等的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应化学计量数之比换算成同一半边物质(一边倒)，其物质的量对应成比例，则它们互为等效平衡。3．在等温等压条件下，可逆反应2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)起始物质的量如下表所示：序号ABCD等效说明①2mol1mol00①②③⑤互为等效平衡。表现在达到平衡后各物质的物质的量浓度、组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同②4mol2mol00③1mol0.5mol1.5mol0.5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol方法指导：等温、等压条件下，对于任何有气相物质参加的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应化学计量数之比换算成同一半边物质(一边倒)，其物质的量对应成比例，则它们互为等效平衡。[当场指导]【典例】在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行反应A(g)＋2B(g)3C(g)，已知加入1molA和3molB，且达到平衡后，生成amolC。(1)达到平衡时，C在混合气体中的体积分数是________(用字母a表示)。(2)在相同的实验条件下，若加入2molA和6molB，达到平衡后，C的物质的量为________mol(用字母a表示)，此时C在反应混合气体中的质量分数________(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)在相同实验条件下，若改为加入2molA和8molB，若要求平衡后C在反应混合气体中质量分数不变，则还应加入C________mol。解析(1)由于该反应是等体积反应，n总＝n平＝4mol，eq\f(V（C）,V（总）)＝eq\f(n（C）,n平)＝eq\f(a,4)。(2)物质按比例增多，相当于对体系加压，平衡不移动，故质量分数不变。(3)根据等效平衡原理，设还应加入Cxmol，则eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2＋\f(x,3)))∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(8＋\f(2,3)x))＝1∶3，解得x＝6。答案(1)eq\f(a,4)(2)2a不变(3)6【应用1】在恒温恒容的密闭容器中，发生反应：3A(g)＋B(g)xC(g)。Ⅰ.将3molA和2molB在一定条件下反应，达平衡时C的体积分数为a；Ⅱ.若起始时A、B、C投入的物质的量分别为n(A)、n(B)、n(C)，平衡时C的体积分数也为a。下列说法正确的是()。A．若Ⅰ达平衡时，A、B、C各增加1mol，则B的转化率将一定增大B．若向Ⅰ平衡体系中再加入3molA和2molB，C的体积分数若大于a，可断定x>4C．若x＝2，则Ⅱ体系起始物质的量应满足3n(B)>n(A)＋3D．若Ⅱ体系起始物质的量满足3n(C)＋8n(A)＝12n(B)，则可判断x＝4解析这是恒温恒容条件下的等效平衡，无论如何进行配比，只要把反应一端按化学计量数之比完全转化为另一端的物质后，相当于完全等同的起始量即可。A项，A、B、C各增加1mol时，A与B不可能完全转化为C，加入的B相对量大，A的转化率增大，而B的转化率将减小，错误；B项，在Ⅰ平衡体系中再加入3molA和2molB，相当于增大了体系的压强，C的体积分数增大，说明平衡向正反应方向移动，正反应方向体积缩小，x<4，错误；C项，假设C完全转化为A、B，则n(A)＋eq\f(3,2)n(C)＝3，n(B)＋eq\f(1,2)n(C)＝2，即3n(B)＝n(A)＋3，错误；D项，设C完全转化为A、B，则xn(A)＋3n(C)＝3x，xn(B)＋n(C)＝2x，即2xn(A)＋3n(C)＝3xn(B)，正确。答案D等效平衡判断“四步曲”第一步，看：观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应是反应前后气体体积不变的可逆反应不是反应前后气体体积改变的可逆反应；第二步，挖：挖掘反应条件，是恒温恒容还是恒温恒压，注意密闭容器不等于恒容容器；第三步，倒：采用一边倒法，将起始物质按可逆反应化学计量系数之比转化成同一边的物质；第四步，联：联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否达到等效平衡。(时间：45分钟分值：100分)一、选择题(本题共10个小题，每题6分，共60分，每个小题只有一个选项符合题意。)1．下列关于催化剂的说法正确的是 ()。