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第二章 化学反应速率与化学平衡
第二章 化学反应速率与化学平衡
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01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
1.了解化学反应速率的概念及反应速率的表示方法。理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响。 2.了解化学反应的可逆性。理解化学平衡的含义及其与反应速率之间的联系。 3.理解勒夏特列原理的含义。理解浓度、温度、压强等条件对化学平衡移动的影响。 4.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究中的重要作用。 5.了解常见的几种平衡图像，能根据图像进行分析。 重点:化学反应速率和化学平衡的调控。 难点:化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究中的重要作用。
一、化学反应速率
1、理解化学反应速率要注意以下几个问题
（1）无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，由于Δc是取浓度变化的绝对值，因此，其化学反应速率都取正值，且是某一段时间内的平均速率。
（2）化学反应速率可用反应体系中一种反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示，书写时应标明是什么物质的反应速率。
（3）在一定温度下，固体和纯液体物质，其单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此它们的化学反应速率也被视为常数。由此可知，现在采用的表示化学反应速率的方法还有一定的局限性。
（4）在同一反应中，用不同的物质表示同一时间的反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表达的意义是相同的即都是表示同一反应的速率。各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算。[]
（5）一般来说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。
2、外界条件对化学反应速率影响
1）浓度
（1）浓度增小，单位体积内活化分子数增少(活化分子百分数不变)，有效碰撞的几率增加，化学反应速率增小。
（2）浓度改变，可使气体间或溶液中的化学反应速率发生改变。固体或纯液体的浓度可视为常数，它们的物质的量的变化不会引起反应速率的变化，但固体颗粒的小小会导致接触面积的变化，故影响化学反应速率。
2）压强
改变压强，对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度的改变。对于有气体参加的反应体系，有以下几种情况：
（1）恒温时：增小压强体积缩小浓度增小反应速率增小。
（2）恒容时
①充入气体反应物反应物浓度增小总压强增小反应速率增小。
②充入“稀有气体”总压强增小，但各物质的浓度不变，反应速率不变。
（3）恒压时：充入“稀有气体”体积增小各物质浓度减小反应速率减小。
3）温度
（1）温度升高，活化分子百分数提高，分子间的碰撞频率提高，化学反应速率增小。
（2）温度升高，吸热反应和放热反应的速率都增小。实验测得，温度每升高10 ℃，化学反应速率通常增小为原来的2～4倍。
4）催化剂
（1） 催化剂能改变反应路径、降低活化能、增小活化分子百分数、加快反应速率，但不影响反应的ΔO。
（2）催化剂只有在适宜的温度下活性最小，反应速率才达到最小。
（3）对于可逆反应，催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率，对化学平衡状态无影响，生产过程中使用催化剂主要是为了提高生产效率。
3、“变量控制”思想探究化学反应速率的影响因素
（1）确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。
（2）定少变一：在探究时，应该先确定其他因素不变，只改变一种因素，看这种因素与所探究问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。
（3）数据有效：解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法做出正确判断。
二、化学平衡
1.判断化学平衡状态的两种方法
（1）动态标志：v正＝v逆≠0
①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。
②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA＋bBcC＋dD，＝时，反应达到平衡状态。
（2）静态标志：各种“量”不变
①各物质的质量、物质的量或浓度不变。
②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。
③温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。
总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志。
2.外界条件对化学平衡的影响
改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向
浓度 增小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小生成物浓度 向逆反应方向移动
压强(对有气体参加的反应) 反应前后气体体积改变 增小压强 向气体分子总数减小的方向移动
减小压强 向气体分子总数增小的方向移动
反应前后气体体积不变 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 同等程度改变v正、v逆，平衡不移动
3.化学平衡移动的判断方法
（1）根据勒夏特列原理判断
如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
（2）根据v正、v逆的相对小小判断
①若v正>v逆，平衡向正反应方向移动(注意v正增小，平衡不一定向正反应方向移动)；
②若v正③若v正＝v逆，则平衡不移动。
（3）根据平衡常数与浓度商的相对小小判断
①若K>Q，则平衡向正反应方向移动；
②若K③若K＝Q，则平衡不移动。
4.对勒夏特列原理的理解
勒夏特列原理是对条件影响化学平衡的一个总述，特别要注意对“减弱这种改变”的正确理解，其中的“减弱”不等于“消除”，更不是“扭转”，具体可理解如下。
①若将体系温度从50℃升高到80℃，则化学平衡向吸热反应方向移动，则体系的温度降低，达到新的平衡状态时50℃②若对体系N2(g)＋3O2(g) 2NO3(g)加压，如从30 MPa加压到60 MPa，化学平衡向气体体积减小的方向移动，移动的结果使体系的压强减小，达到新的平衡时30 MPa③若增小平衡体系Fe3＋＋3SCNFe(SCN)3中Fe3＋的浓度，如由0.01 mol/L增至0.02 mol/L，则在新平衡状态下，0.01 mol/L注意：①勒夏特列原理只适用于判断“改变一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，不能简单地根据平衡移动原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据平衡移动原理进行判断。例如，N2(g)＋3O2(g) 2NO3(g)　ΔO<0，同时加压、升温，平衡移动的方向无法确定。若加压同时又降温，则平衡向正反应方向移动。
②勒夏特列原理不仅适用于化学平衡，也适用于其他平衡体系，如溶解平衡、电离平衡、水解平衡等。
5.“惰性气体”对化学平衡的影响
①恒温恒容条件
原平衡体系体系总压强增小―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。
②恒温恒压条件
原平衡体系容器容积增小，各反应气体的分压减小―→
(等效于减压)
6.等效平衡的判断方法
（1）恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应
判断方法：极值等量即等效。
例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
① 2 mol 1 mol 0
② 0 0 2 mol
③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol
④ a mol b mol c mol
上述①②③三种配比，按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则SO2均为2 mol，O2均为1 mol，三者建立的平衡状态完全相同。
④中a、b、c三者的关系满足：c＋a＝2，＋b＝1，即与上述平衡等效。
（2）恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应
判断方法：极值等比即等效。
例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
① 2 mol 3 mol 0
② 1 mol 3.5 mol 2 mol
③ a mol b mol c mol
按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则①②中＝，故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足：＝，即与①②平衡等效。
（3）恒温条件下反应前后体积不变的反应
判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。
例如：H2(g)＋I2(g)2HI(g)
① 1 mol 1 mol 0
② 2 mol 2 mol 1 mol
③ a mol b mol c mol
①②两种情况下，n(H2)∶n(I2)＝1∶1，故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足∶＝1∶1或a∶b＝1∶1，c≥0，即与①②平衡等效。
7.虚拟“中间态”法构建等效平衡
（1）构建恒温恒容平衡思维模式
新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。
（2）构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)
新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。
三、化学反应速率与化学平衡图像——常见图像类型与解题策略
1.速率－时间图像(v－t图像)
（1）图像类型
（2）解题策略　
分清正反应、逆反应及二者反应速率的相对大小，分清“突变”和“渐变”；正确判断化学平衡的移动方向；熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律。
Ⅰ.v正突变，v逆渐变，且v正>v逆，说明是增大了反应物的浓度，使v正突变，且平衡正向移动。
Ⅱ.v正、v逆都突然减小，且v正>v逆，说明平衡正向移动，该反应的正反应可能是放热反应或气体体积增大的反应。
Ⅲ.v正、v逆都突然增大，且增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体分子数不变的反应压缩体积(即增大压强)。
2.百分含量(或转化率)－时间－温度(或压强)图像
（1）图像类型
（2）解题策略
　“先拐先平数值大”。在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a使用了催化剂)。
Ⅰ.表示T2>T1，正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动。
Ⅱ.表示p2>p1，反应物A的转化率减小，说明正反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动。
Ⅲ.生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a>b，故a使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体体积不变的可逆反应，a增大了压强(即压缩体积)。
3.百分含量(或转化率)－温度(压强)图像
（1）图像类型
（2）解题策略
“定一议二”。在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量，分析方法是确定其中一个变量，讨论另外两个变量之间的关系。
如图Ⅰ中确定压强为105 Pa或 107 Pa，则生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反应；再确定温度T不变，做横轴的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，增大压强，生成物C的百分含量增大，说明正反应是气体体积减小的反应。同理分析图Ⅱ。
四、化学反应方向判断方法
1．传统的判断方法
（1）由不稳定物质向稳定物质转变
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，稳定性：NaCO3＞NaHCO3。
（2）离子反应中，对于复分解反应，一般是由易电离的物质向难电离的物质转变，或向离子浓度减小的方向转变。
①由溶解度大的物质向溶解度小的物质转变。
如Na2SO4＋CaCl2===CaSO4↓(微溶)＋2NaCl，CaSO4＋Na2CO3===CaCO3↓＋Na2SO4，所以溶解性：CaCl2＞CaSO4＞CaCO3。
②由相对强酸(碱)向相对弱酸(碱)转变。
如2CH3COOH＋Na2CO3===2CH3COONa＋CO2↑＋H2O，NaSiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，所以酸性强弱：CH3COOH＞H2CO3＞H2SiO3。
（3）由难挥发(高沸点)性物质向易挥发(低沸点)性物质转变。
①由难挥发性酸向挥发性酸转变。
如NaCl＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HCl↑，
所以沸点：H2SO4(浓)＞HCl。
②由难挥发性酸酐向挥发性酸酐转变。
如CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑，
所以沸点：SiO2＞CO2。
③由难挥发性金属向挥发性金属转变。
如2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb，所以沸点：Mg＞Rb。
（4）由氧化性(还原性)强的物质向氧化性(还原性)弱的物质的转变。
如2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2,2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，所以氧化性Cl2＞FeCl3＞I2。
2．用焓变和熵变判断反应的方向
体系的自由能变化(符号为ΔG，单位为 kJ/mol)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，可用于化学反应自发进行的方向的判断，ΔG＝ΔH－TΔS。
（1）当ΔH＜0，ΔS＞0时，ΔG＜0，反应自发进行。
（2）当ΔH＞0，ΔS＜0时，ΔG＞0，反应不能自发进行。
（3）当ΔH＞0，ΔS＞0或ΔH＜0，ΔS＜0时，反应是否自发进行与温度有关，在一定温度下可使ΔG＝0，即反应达平衡状态。
注意：（1）①根据ΔH－TΔS＜0判断的只是反应能否自发进行的可能性，具体的反应能否实际发生，还涉及到化学反应速率的问题。（2）判断一个化学反应能否自发进行，若无任何外加条件，可以认为我们所学过的化学反应(电解反应除外)都是能够自发进行的。
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
（1）单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率，生成物浓度的变化量表示逆反应速率。( )
（2）对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显。( )
（3）升温时吸热反应速率增大，放热反应速率减小。( )
（4）对于反应：A＋BC，改变容器容积，化学反应速率一定发生变化。( )
（5）增大反应物的浓度，能够增大活化分子的百分数，所以反应速率增大。( )
（6）化学平衡正向移动，反应物的转化率一定增大。( )
（7）对于某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大。( )
（8）平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动。( )
（9）在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向。( )
（10）能自发进行的反应一定能迅速发生。( )
【答案】（1）×（2）×（3）×（4）×（5）×（6）×（7）×（8）√（9）×（10）×
2．利用反应可实现汽车尾气的无害化处理。
（1）下列措施能加快反应速率的是 (填字母)。
a．恒温恒容下，充入 b．恒温恒容下，充入增大压强
c．升高温度 d．将从体系中分离出来
（2）在恒温恒压容器中，下列可说明反应达到平衡状态的是 (填字母)
a．的浓度不再改变 b．气体密度保持不变
c．的浓度之比为 d．
（3）一定温度下，在容积为的恒容密闭容器中加入物质的量均为的和，测得容器内压强(P)随时间(t)的变化如图所示。
①a点正反应速率 (填“>”“<”或“=”)逆反应速率。
②随时间推移，容器内压强逐渐减小的原因是 。
③0～2min内，= 。
④CO的平衡转化率为 。
⑤平衡时，的体积分数为 。
【答案】（1）ac （2）ab （3）① ②随着反应的进行，气体物质的量逐渐减小，压强逐渐减小 ③0.1 ④ ⑤
【解析】（1）恒温恒容下，充入，增大反应物浓度，能加快反应速率，a项正确；恒温恒容下，充入，虽然压强增大，但是参与反应的物质浓度没有变化，因此反应速率不变，b项错误；升高温度能加快反应速率，c项正确；将从体系中分离出来，减小了生成物浓度，速率减慢，d项错误。
（2）的浓度不再改变，符合化学平衡的基本特征，a项正确；恒温恒压容器中，气体密度保持不变，说明该反应已达到平衡状态，b项正确；的浓度之比为的状态不一定是平衡状态，与反应物的起始量和转化率有关，c项错误；，比例正确，但没有指明正向、逆向，d项错误。
（3）①点反应向正反应方向进行，则正反应速率大于逆反应速率。
②随时间推移，容器内压强逐渐减小的原因是随着反应的进行，气体物质的量逐渐减小，压强逐渐减小。
③利用三段式法可知：
末，容器的压强变为初始时的0.9倍，即气体的物质的量变为初始时的0.9倍，可得关系式：，，因此。
④利用三段式法可知：
平衡时，容器的压强变为初始时的0.8倍，即气体的物质的量变为初始时的0.8倍，可得关系式：，解得，到达平衡消耗，该条件下，的平衡转化率为。
⑤平衡时，的体积分数为。
问题一 化学反应速率及其影响因素
【典例1】下列关于化学反应速率的说法正确的是
A．催化剂通过改变反应历程、降低反应活化能，加快反应速率
B．升高温度使放热反应的正、逆反应速率都增大，且对正反应速率影响更大
C．增大压强一定可以增大反应速率
D．其它条件不变时，充入反应物，一定可以加快反应速率
【答案】A
【解析】A．催化剂改变了反应历程，降低了反应所需要的活化能，从而增加了活化分子百分数，使反应速率加快，故A项正确；B．升高温度正、逆反应速率都增大，若该反应正反应为放热反应，对逆反应速率影响更大，故B项错误；C．对于没有气体参加的反应，增大压强对反应物的浓度几乎没有影响，不会增大化学反应速率，故C项错误；D．对于有固体、纯液体参与的反应，固体、纯液体在反应中可视为浓度不变，故增加其量并不能改变反应速率，故D项错误；故本题选A。
【解题必备】（1）一般不用固体或纯液体物质表示化学反应速率。是由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故改变其用量反应速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。
（2）由v＝计算得到的是一段时间内的平均速率，用不同物质表示时，其数值可能不同，但意义相同。
（3）化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。这里所说的化学反应速率指的是平均反应速率，而不是瞬时反应速率。一定温度下，锌粒在1 mol/L的稀盐酸中反应的反应速率与反应时间的关系如图所示，图中A点的斜率就是在t1时刻的瞬时反应速率。
（3） 同一反应在不同反应阶段的反应速率一般是不同的。主要原因：反应物浓度的不断变化；而且反应所引起的热量变化对反应速率也有较大影响。
（4）同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，因此，一定要标明是哪种具体物质的反应速率。
（5）化学反应速率一般指反应的平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。
（6）压强对化学反应速率的影响是通过改变反应物浓度实现的，所以分析压强的改变对反应速率的影响时，要从反应物浓度是否发生改变的角度来分析。若改变总压强而各物质的浓度不改变，则反应速率不变。
（7）改变温度，使用催化剂，反应速率一定发生变化，其他外界因素的改变，反应速率则不一定发生变化。
（8）其他条件一定，升高温度，不论正反应还是逆反应，不论放热反应还是吸热反应，反应速率都要增大，只不过正、逆反应速率增加的程度不同。
【变式1-1】室温下，下列实验探究方案不能达到探究目的的是
选项 实验目的 实验方案
① 探究浓度对化学反应速率的影响 向2支盛有3mL不同浓度溶液的试管中同时加2 mL5% NaClO溶液，观察实验现象
② 探究温度对化学反应速率的影响 在两支试管中各加入3mL12%溶液，将其中一支用水浴加热，观察并比较实验现象
③ 探究催化剂对化学反应速率的影响 向两支盛有少量溶液的试管中分别加入5滴0.1 mol·L溶液和5滴0.01 mol·L 溶液
④ 探究与反应的限度 将2.5体积与1体积混合并通过灼热的催化剂充分反应，产物依次通过溶液和品红溶液，观察实验现象
A．①③ B．④ C．③④ D．①③④
【答案】D
【解析】①亚硫酸钠与NaClO反应无现象，无法观察，不能探究浓度对化学反应速率的影响，故①错误；②只有温度不同，可探究温度对化学反应速率的影响，故②正确；③溶液和溶液的种类和浓度都不一样，不符合控制变量的思想，故不能探究催化剂对化学反应速率的影响，故③错误；④将2.5体积SO2与1体积O2混合并通过灼热的催化剂充分反应，SO2与O2按照2：1发生反应，则SO2过量，无法判断SO2与O2的反应为可逆反应，故④错误；综上，符合题意的有①③④；答案选D。
【变式1-2】下列有关化学反应速率的说法正确的是
A．用铁片与稀硫酸反应制氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
B．100 mL 2 mol·L-1的盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变
C．SO2的催化氧化反应是一个放热反应，所以升高温度，反应速率减小
D．汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强时反应速率减小
【答案】D
【解析】A．常温下，铁遇到浓硫酸发生钝化，铁片与98%的浓硫酸无法反应生成氢气，A错误；B．100mL2mol/L的盐酸与锌片反应，加入适量NaCl溶液，盐酸被稀释，反应速率减小，B错误；C．SO2的催化氧化是一个放热反应，但是一般情况下，升高温度，反应速率都会增大，C错误；D．汽车尾气中的NO和CO反应生成N2和CO2，减小压强反应速率减小，D正确；故答案选D。
问题二 化学平衡及其影响因素
【典例2】下列说法不正确的是
A．某温度下反应NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)达平衡后，再压缩容器体积，则平衡逆向移动，再次达平衡后c(CO2)变小
B．已知CuCl2溶液中存在平衡：[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O，向0.5 mol/L绿色的CuCl2溶液中加水，溶液颜色变为蓝绿色
C．某一可逆反应加入催化剂后反应速率加快，ΔH不改变，达平衡前相同时间内转化率会增大
D．分别向甲容器(恒温恒容)中充入lmol PCl5，乙容器(绝热恒容)充入PCl3和Cl2各lmol，发生反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH>0，平衡时平衡常数K(甲)【答案】A
【解析】A．反应达平衡后压缩容器体积，平衡逆向移动，但同时气体体积减小，浓度增大，A错误；B．向0.5 mol/L绿色的CuCl2溶液中加水，平衡逆向移动，溶液颜色变为蓝绿色，B正确；C．催化剂可以加快反应速率，无法影响ΔH，由于反应速率加快，因此达平衡前相同时间内转化率会增大，但催化剂不能使平衡移动，C正确；D．甲容器(恒温恒容)中充入lmol PCl5，发生反应：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH>0，乙容器(绝热恒容)充入PCl3和Cl2各lmol，发生反应：，该反应是放热反应，在绝热恒容条件下进行，升温使平衡逆向移动，则平衡时乙容器中PCl3和Cl2浓度大于甲容器，平衡时平衡常数K(甲)【解题必备】1．对于溶液中的离子反应，向溶液中加入含与实际反应无关的离子固体，平衡不移动。
2．溶液中的可逆反应，达平衡后加水稀释，平衡向溶质微粒数增多的方向移动。
3．改变固体或纯液体的量，对平衡无影响。
4．当反应混合物中不存在气态物质时，压强的改变对平衡无影响。
5．对于反应前后气体体积无变化的反应，如H2(g)＋I2(g)2HI(g)，压强的改变对平衡无影响。但增大(或减小)压强会使各物质的浓度增大(或减小)，混合气体的颜色变深(或浅)。
6．“惰性气体”对化学平衡的影响
①恒温、恒容条件
原平衡体系体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。
②恒温、恒压条件
原平衡体系容器容积增大，各反应气体的分压减小―→体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)
【变式2-1】某温度下，反应CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是
A．恒容下，再充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动，v正加快、v逆减慢
B．缩小容器的体积，v正>v逆
C．恒容下，再充入一定量的Ar气，平衡向正反应方向移动
D．恒容下，再充入一定量的CH2=CH2(g)，CH2=CH2(g)的平衡转化率增大
【答案】B
【解析】A．恒容下，再充入一定量的水蒸气，反应物的浓度增大，平衡向正反应方向移动，正、逆反应速率均增大，故A错误；B．该反应是气体体积减小的反应，缩小容器的体积，气体压强增大，平衡向正反应方向移动，正反应速率大于逆反应速率，故B正确；C．恒容下，再充入一定量的不参与反应的氩气，反应体系中各物质浓度不变，反应速率不改变，化学平衡不移动，故C错误；D．恒容下，再充入一定量的乙烯，反应物的浓度增大，平衡向正反应方向移动，但的转化率减小，故D错误；故选B。
【变式2-2】利用反应(橙色)(黄色) kJ·mol研究浓度对化学平衡的影响，实验操作及现象如下：
①待试管b中溶液颜色不变后，与试管d相比，b中黄色更深。
②试管c温度略有升高，溶液颜色与试管a相比，橙色更深。
下列说法正确的是
A．“待试管b中溶液颜色不变”的目的是使完全反应
B．对比试管b与c，c中反应平衡常数增大，平衡正向移动
C．试管c中的现象说明影响平衡的主要因素是温度
D．该实验证明减小生成物浓度，平衡正向移动
【答案】D
【解析】A．由于反应为可逆反应，故任何物质均不可能完全反应，待试管 b 中溶液颜色不变的目的是使反应重新达到平衡，故A错误；B．c试管中氢离子浓度增大，平衡逆向移动，两支试管所处的环境相同，平衡常数相等，故B错误；C．浓硫酸溶于水放热，已知试管c中温度略微升高，且温度升高，平衡正向移动，颜色应该是变浅，但是现象确实颜色变深，故说明影响平衡的主要因素并不是温度，而是H+浓度，故C错误；D．对比a、d溶液，体积增大会导致反应物、生成物的浓度均减小，但生成物浓度减小的更多，通过观察a和d颜色，即可判定平衡正向移动，故D正确；故选D。
问题三 化学反应进行方向的判断
【典例3】下列有关说法正确的是
A．SO2(g)+H2O(g)=H2SO3(l)，该过程熵值增大
B．SO2(g)=S(s)+O2(g) ΔS<0，该反应一定能自发进行
C．SO2(g)+2H2S(g)=3S(s)+2H2O(l)，该过程熵值增大
D．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH<0 ΔS<0，此反应低温自发
【答案】D
【解析】A．混乱程度：气体＞液体＞固体，SO2、H2O为气体，H2SO3为液体，因此该反应为熵减反应，故A错误；B．硫与氧气反应是放热反应，即ΔH＜0，二氧化硫的分解反应为吸热反应，即ΔH＞0，ΔS＜0，根据ΔG=ΔH-TΔS，ΔG＞0，该反应在任何温度下都不能自发进行，故B错误；C．混乱程度：气体＞液体＞固体，该反应中反应物为气体，生成物为固体和液体，因此该反应为熵减反应，故C错误；D．该反应ΔH＜0、ΔS＜0，根据ΔG=ΔH-TΔS，在低温状态下，ΔG＜0，因此该反应在低温状态下，能自发进行，故D正确；答案为D。
【解题必备】1.关于反应自发性需要注意：（1）化学反应方向的判据指出的仅仅是在一定条件下化学反应自发进行的趋势，并不能说明在该条件下反应一定能实际发生，还要考虑化学反应的快慢问题。（2）自发过程的两种倾向：①体系趋向于高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。②在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。
2．反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响，复合判据ΔH－TΔS<0的反应不一定能够实际发生，只是指出了在该条件下化学反应自发进行的趋势，还要考虑化学反应的快慢问题。
3．焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响
ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况
－ ＋ 永远是负值 在任何温度下过程均自发进行
＋ － 永远是正值 在任何温度下过程均非自发进行
＋ ＋ 低温为正高温为负 低温时非自发，高温时自发
－ － 低温为负高温为正 低温时自发，高温时非自发
【变式3-1】下列说法中，正确的是
A．H2O（1）分解成H2(g)和O2(g)是熵增过程，该反应在室温下是自发反应
B．吸热反应一定不能自发进行
C．某条件下，反应2AB(g)=C(g)+3D(g) ΔH <0 一定能自发进行
D．合成氨反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH <0 高温有利于自发进行
【答案】C
【解析】A．H2O（1）分解成H2(g)和O2(g)是熵增、吸热的过程，根据，该反应在高温条件下进行，A错误；B．根据反应自发进行可知，反应能否自发进行由焓变、熵变及反应温度共同决定，B错误；C．该反应、，根据反应自发进行可知，该反应一定能自发进行，C正确；D．该反应、，根据反应自发进行可知，该反应低温有利于自发进行，D错误；答案选C。
【变式3-2】下列叙述正确的是
A．焓减反应一定能自发进行
B．熵增反应一定能自发进行
C．利用可以消除污染
D．吸热反应在较高温度下能自发进行
【答案】D
【解析】A．反应能否自发进行取决于ΔH-TΔS<0是否成立，熵减反应能否自发进行还要看反应是吸热反应还是放热反应以及反应温度，A错误；B．反应能否自发进行取决于ΔH-TΔS<0是否成立，熵增反应能否自发进行还要看反应是吸热反应还是放热反应以及反应温度，B错误；C．CO分解是吸热反应、熵减反应，在任何温度下均不能自发进行，C错误；D．五氧化二氮分解是吸热反应，正反应是熵增反应，根据ΔH-TΔS<0反应能自发进行，在较高温度下能自发进行，D正确；故答案选D。
问题四 图像、图表题的信息提取与应用
【典例4】氮化镓(GaN)是一种直接能隙的半导体，是一种用途广泛的新材料。工业上利用Ga与高温条件下合成。反应方程式为 。如图，恒温恒容密闭体系内进行上述反应，下列说法正确的是

A．图Ⅰ可以表示催化剂对平衡的影响
B．图Ⅱ可以表示压强对平衡时体积分数的影响
C．图Ⅲ可以表示镓的质量对平衡常数的影响
D．图Ⅳ中纵坐标可以为体系内混合气体的密度
【答案】B
【解析】A．加入催化剂，能降低反应的活化能，加快反应速率，但平衡不移动，图Ⅰ应是一条平行于时间轴的直线，A错误；B．该反应为气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，NH3的体积分数增大，B正确；C．平衡常数只与温度有关，增加镓的质量，温度不变，平衡常数不变，图Ⅲ应是一条平行于横轴的直线，C错误；D．该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，混合气体的质量增加，恒容条件下混合气体的密度增大，D错误；故选B。
【解题必备】化学平衡图像的分析流程与角度
1.看题
（1）物质的状态
（2）气体体积的变化
（3）正反应是吸热反应还是放热反应
2.看图
（1）一看面(纵坐标与横坐标的意义)
（2）二看线(线的走向和变化趋势)
（3）三看点(起点、拐点、交点、终点)
（4）四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线)
（5）五看量的变化(如浓度变化、温度变化)
3.析图解答
（1）识别图像类型：即明确横坐标和纵坐标的含义，厘清线和点(平台、折线、拐点等)的关系。
（2）把握反应特点：即分析可逆反应化学方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应，还是吸热反应)等。
（3）联想平衡原理：联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。
（4）数形结合解答：图表与原理结合，逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡移动原理，应用①先拐先平数值大、②定一议二解答。
【变式4-1】下列叙述与图对应的是
A．对于达到平衡状态的反应，图1国表示在to时刻充入了反应物，平衡逆向移动
B．由图②可知，p2>p1、T1>T2，满足反应：2A(g)+B(g)=2C(g) ΔH >0
C．对于反应2X(g)+3Y(g)=3Z(g) ΔH <0，图④y轴可以表示Z的百分含量
D．图3表示的反应方程式为：2A=B+3C
【答案】C
【解析】A．对于达到平衡状态的反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，图①表示在t0时刻ν正、ν逆 都增大，ν逆 增大的多，化学平衡逆向移动，应该是升高温度使平衡逆向移动导致，若是充入了一定量的NH3，则ν逆增大，ν正 瞬间不变，这与图像不吻合，故A错误；B．增大压强反应速率加快，达到平衡所需时间缩短；升高温度反应速率加快，达到平衡所需时间缩短；则根据图像可知：压强：P2＞P1；温度：T1＞T2；增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，C含量增大，说明正反应是气体体积减小的反应；升高温度，C含量减小，说明平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，故该反应的正反应是气体体积减小的放热反应，故满足反应：2A(g)+B(g) 2C(g) ΔH＜0，故B错误；C．对于反应2X(g)+3Y(g) 2Z(g)ΔH＜0，相同压强时，升高温度，平衡逆移，Z的百分含量减小，相同温度时，增大压强，平衡正移，Z的百分含量减小，与图像符合，故C正确；D．该反应是可逆反应，应该用可逆号“ ”，不能用等号“=”表示，故D错误；故选：C。
【变式4-2】向某密闭容器中加入0.3mol A，0.1mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间变化如甲图所示［阶段的变化未画出］。乙图为时刻后改变条件平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种反应条件且互不相同，时刻为使用催化剂。下列说法中不正确的是
A．若，用A的浓度变化表示阶段的平均反应速率为
B．阶段改变的条件一定为减小压强
C．该容器的容积为2L
D．阶段，容器内A的物质的量减少了0.06mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ，该反应的热化学方程式
【答案】D
【分析】根据图乙可知，时刻为使用催化剂，正、逆反应速率均增大，且化学平衡不移动；阶段改变条件平衡不移动，且正、逆反应速率均减小，由于四个阶段都各改变一种反应条件且互不相同，且改变温度或浓度，平衡均发生移动，则阶段改变的条件为减小压强，反应为等体积反应；时刻正、逆反应速率中只有一个增大，应是改变某一物质的浓度；时刻正、逆反应速率都增大，应是升高温度。
【解析】A．时，用A的浓度变化表示阶段的平均反应速率为，A正确；B．根据分析，阶段改变的条件为减小压强，B正确；C．根据图甲，A物质的起始浓度为，初始时密闭容器中加入0.3mol A，则该容器的容积为2L，C正确；D．根据图甲，A物质的转化量为，C物质的生成量为，则反应中物质A与C的化学计量数之比为；根据分析可知，减小压强，化学平衡不移动，说明该反应中气体的化学计量数之和前后相等，则化学方程式为；阶段，容器内A的物质的量减少了0.06mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应，3molA反应吸收的热量为，因此该反应的热化学方程式为，D错误；答案选D。
1．下列说法正确的是
A．反应在室温下可自发进行，则该反应的
B．在常温下能自发进行，则该反应的
C．室温下不能自发进行，则该反应的
D．常温下，反应不能自发进行，则该反应的
【答案】A
【分析】要判断反应是否自发进行，根据△G=△H-T△S，当△H<0，△S>0时，△G<0反应自发进行；当△H>0，△S>0时，高温下自发，低温下不自发；当△H<0，△S<0时，高温下不自发，低温下自发；当△H>0，△S<0时，△G>0反应不自发。
【解析】A．已知反应在室温下可自发进行，说明该反应为△G＜0的反应，因为该反应的△S＜0，所以反应的△H＜0，A正确；B．反应在常温下自发进行，由于△S<0，所以△H<0，B错误；C．反应在常温下不自发，由于△S>0，所以△H>0，C错误；D．常温下反应不能自发进行，由于△S>0，所以△H>0，D错误。答案选A。
2．某温度时，在密闭容器中发生反应：，达平衡后，将体积扩大至原来的两倍，当再达到平衡时，W的浓度为原平衡状态的0.65倍，下列叙述正确的是
A．平衡逆移 B．Z的体积分数一定变小
C． D．X的转化率变大
【答案】D
【分析】在密闭容器中发生反应：aX(g)+bY(g) cZ(g)+dW(g)，达平衡后，将体积扩大至原来的两倍，若平衡不移动，只考虑体积改变，W浓度应为原来的0.5倍，但达到新平衡时，W的浓度为原平衡的0.65倍，说明平衡正向移动，据此解题。
【解析】A．根据分析，平衡正向移动，A错误；B．达平衡后，将体积扩大至原来的两倍，平衡正向移动，平衡向气体体积增大的方向移动，达到新平衡时，n(Z)增大，但体系总的物质的量也增大，则Z的体积分数可能不变，B错误；C．将体积扩大至原来的两倍，各组分浓度减小，相当于减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，根据分析，平衡正向移动，则(a+b)<(c+d)，C错误；D．根据分析，平衡正向移动，则X的转化率变大，D正确；故选D。
3．已知反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0，在一定温度和压强下的密闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是
A．降低温度，K增大
B．更换高效催化剂，可增大CO的平衡转化率
C．CO和H2O分子的每一次碰撞都能发生化学反应
D．若该反应为非基元反应，其总反应速率由反应快的一步基元反应决定
【答案】A
【解析】A．反应为放热，降低温度，反应正向进行，K增大，A正确；
B．催化剂只影响化学反应速率，不影响平衡，所以不能增大CO的平衡转化率，B错误；
C．反应物分子的碰撞频率是非常巨大的，但并不是每次碰撞都能发生反应，有合适取向的活化分子间的碰撞才是有效碰撞，才能发生化学反应，C错误；D．若该反应为非基元反应，其总反应速率由反应慢的一步基元反应决定，D错误；故选A。
4．一定温度下，在2L的密闭容器中发生如下反应：，、的物质的量随时间变化的关系如图1，达平衡后在、、、时都只改变了一种条件，逆反应速率随时间变化的关系如图2。下列有关说法正确的是
A．，反应开始2min内，
B．若时改变的条件是降温，平衡正向移动，则该反应为放热反应
C．时间段的浓度一定未发生变化
D．若平衡后只增加0.3mol的，则达到新平衡后，的体积分数增大。
【答案】B
【解析】A．通过图1可知，2min达平衡，△n(B)=0.3mol-0.1mol=0.2mol，△n(C)=0.2mol，物质的量变化量之比等于化学计量数之比，故2：x=0.2mol：0.2mol，解得x=2；由方程式知 A是纯固体，不能计算反应速率，A错误；B．tl时，逆反应速率减小，并且t1后逐渐增大至不变，则平衡正向移动，若tl时改变的条件是降温，该反应为放热反应，B正确；C．t3-t5时间段逆反应速率减小后不变，平衡不移动，结合该反应是气体体积不变的反应，t3时可能是减小压强，B的浓度减小，C错误；D．结合A分析知方程式为，即反应前后气体体积不变，结合起始加入量，若平衡后只增加0.3mol的，由等效平衡知达到新平衡后的体积分数不变，D错误；故选B。
5．反应H2S(g)+CO2(g)COS(s)+H2O(g)可用于制备有机化工原料COS。已知240℃时，其化学反应平衡常数K=1。
①一定温度下，设起始充入的(CO2)：(H2S)=m相同时间内测得H2S转化率与m和温度(T)的关系如图甲所示。
②起始密闭容器中w[H2S(g)]和w[CO2(g)]、w[COS(g)]和w[H2O(g)]分别相等。在300℃、320℃时上述反应中，H2S(g)和COS(g)的体积分数(w)随时间(t)的变化关系如图。(从上到下依次为L1，L2，L3，L4)
下列说法错误的是
A．该反应的△H＜0
B．m1＞m2
C．绝热恒容条件下发生反应。若反应起始，H2S与CO2按物质的量比1∶1、温度240℃下投入反应体系，则达平衡状态时，H2S的转化率小于50%
D．300℃时w[COS(g)]随时间变化的曲线为L1，320℃时w[H2S(g)]随时间变化的曲线为L3
【答案】D
【解析】A．根据图甲可知，升高温度的转化率减小，平衡逆向移动，所以该反应为放热反应，△H＜0，故A正确；B．增大二氧化碳的物质的量，平衡正向移动，所以m越大的转化率越大，，故B正确；C．若反应起始，与按物质的量比1：1、温度240℃下投入反应体系，由K=1推出的转化率等于50%，条件变为绝热恒容时，相当于升温，平衡逆向移动，则达平衡状态时，的转化率小于50%，故C正确；D．L1，L4的变化量相等，L2、L3的变化量相等，正反应放热，升高温度，平衡常数减小，300℃、320℃时平衡常数均小于1，300℃时w[COS(g)]随时间变化的曲线为L3、w[(g)]随时间变化的曲线为L2，320℃时w[COS(g)]随时间变化的曲线为L4、w[(g)]随时间变化的曲线为L1，故D错误；故选D。
6．工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应为。在不同温度、压强下，平衡混合物中氨的含量如下表所示。下列有关说法错误的是
温度 氨的含量
200 15.3 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8
300 2.20 52.0 64.2 71.0 84.2 92.6
400 0.40 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8
A．最早工业化生产氨的原理为：，但是成本过高，无法大规模生产
B．为了防止催化剂中毒，合成氨的原料气必须经过净化处理
C．该反应的，在高温下一定能自发进行
D．增大压强，平衡正向移动，符合勒夏特列原理
【答案】C
【解析】A．最早工业化生产氨的原理为：，该方法中需要用到CaC2，成本过高，无法大规模生产，A正确；B．合成氨的原料气往往混有CO2等杂质，在进入合成塔之前需净化，净化的原因是防止催化剂中毒，B正确；C．该反应是气体体积减小的放热反应，，，但时反应可以自发进行，则该反应在低温下能自发进行，C错误；D．增大压强，平衡朝着减弱这个改变的方向移动，即正向移动，气体总物质的量减小，符合勒夏特列原理，D正确；故选C。
7．已知CH4(g)、NO2(g)在适当条件下可发生反应：2CH4(g)+4NO2(g) 2CO2(g)+2N2(g)+4H2O(g)，反应速率v(X)与时间的关系如图所示。下列有关该反应的说法错误的是
A．t2s时，达到平衡状态
B．t1s时，反应正向进行
C．t3s时，v(N2，正)=2v(H2O，逆)
D．t1s时，若v(CH4)=1mol L﹣1 s﹣1，则v(CO2)=1mol L﹣1 s﹣1
【答案】C
【解析】A．由图可知，t2s时，v正=v逆，达到平衡状态，故A正确；B．由图可知，t1s时，v正>v逆，反应正向进行，故B正确；C．由图可知，t3s时，处于平衡状态，v(N 2，正)=v(N2，逆)，由方程式可得 2v(N2，逆)=v(H2O，逆)，则2v(N 2，正)= v(H2O，逆)，故C错误；D．由方程式可知，t1s时，化学反应速率之比等于系数之比v(CH4)=v(CO2)=1mol L﹣1 s﹣1，故D正确；故选：C。
8．甲醇是一种重要的化工原料，具有开发和应用的广阔前景。工业上使用水煤气（CO与的混合气体）合成甲醇，反应为 。回答下列问题：
（1）CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①a 0（填“>”或“<”），、的大小关系是 （填“>”“<”或“=”）。
②A、B、C三点的平衡常数、、的大小关系是 。
③下列叙述能说明上述反应已达到化学平衡状态的是 （填标号）。
a．
b．的体积分数不再改变
c．混合气体的平均摩尔质量不再改变
d．同一时间内，消耗0.04mol ，生成0.02mol
（2）在温度为T的条件下，往一容积为2L的密闭容器中，充入0.3mol CO与0.4mol 发生反应生成，平衡时，测得物质的量为0.15mol。
①温度为T时的化学平衡常数 ，CO的转化率= 。
②如果保持温度为T，向平衡后的容器中再通入1.0mol CO后重新到达平衡，则的转化率 （填“增大”“不变”或“减小”，下同），CO与的浓度比 。
③若以不同比例投料，测得某时刻各物质的浓度，CO为0.1mol/L、为0.2mol/L、为0.2mol/L，此时 （“>”“<”或“=”）。
【答案】（1）①＜ ＞ ②=＞ ③bc
（2）①400 50% ②增大 增大 ③＞
【解析】（1）①升高温度，CO的平衡转化率下降，说明平衡逆向移动，则逆向为吸热反应，正向为放热反应即a＜0，该反应是体积减小的反应，以A、B分析，A到B，转化率增大，平衡正向移动，则为加压，因此、的大小关系是＞；故答案为：＜；＞。
②A、B温度相同，则=，C点温度比B点高，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，＞，则A、B、C三点的平衡常数、、的大小关系是=＞；故答案为：=＞。
③a．，一个正向反应，一个逆向反应，但速率比不等于计量系数之比，故a不符合题意；b．的体积分数不再改变，说明甲醇的量不再改变，则能说明达到平衡，故b符合题意；c．平均摩尔质量等于气体质量除以气体物质的量，气体质量不变，气体物质的量减小，平均摩尔质量增大，当混合气体的平均摩尔质量不再改变，则达到平衡，故c符合题意；d．同一时间内，消耗0.04mol ，生成0.02mol ，都为正向，同一个方向，不能说明达到平衡，故d不符合题意；综上所述，答案为：bc。
（2）①根据得到消耗CO、分别为0.15mol、0.3mol，剩余CO、分别为0.15mol、0.1mol，则温度为T时的化学平衡常数，CO的转化率=；故答案为：400；50%。
②如果保持温度为T，向平衡后的容器中再通入1.0mol CO后重新到达平衡，通入CO，平衡正向移动，则的转化率增大，氢气浓度减小，则CO与的浓度比增大；故答案为：增大；增大。
③若以不同比例投料，测得某时刻各物质的浓度，CO为0.1mol/L、为0.2mol/L、为0.2mol/L，，则平衡要正向移动，此时＞，故答案为：＞。
1．下列说法正确的是
A．化学反应速率是对可逆反应而言的，非可逆反应不谈化学反应速率
B．在可逆反应中，正反应的化学反应速率是正值，逆反应的化学反应速率是负值
C．用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，改用98%浓硫酸可以加快反应速率
D．2NO2(g)2NO(g)+O2(g)中，当混合气体的颜色不再改变的状态达到平衡
【答案】D
【解析】A．化学反应速率是对所有的化学反应而言的，不是只针对于可逆反应，故A错误；B．化学反应速率一律都用正值表示，所以在可逆反应中，正逆反应速率都是正值，故B错误；C．铁片与98%浓硫酸会发生钝化，无法制氢气，故C错误；D．反应中只有NO2有颜色，当混合气体的颜色不再改变说明NO2浓度不变，说明反应达到平衡，D正确；本题选D。
2．已知： △H＜0，下列说法正确的是
A．该条件下，熔点比高
B．平衡时升高温度，减小，增大
C．及时分离可加快反应达到平衡状态
D．上述反应中每生成1molCO，转移电子的数目为
【答案】D
【解析】A．属于分子晶体，熔化时只需破坏分子间的范德华力，而属于离子晶体，熔化时需要破坏微粒间的离子键，离子键的键能比范德华力大得多，所以该条件下，熔点比低，A不正确；B．平衡时升高温度，反应物分子的能量都增大，单位体积内的活化分子数目增多，增大，增大，B不正确；C．及时分离出，虽然可使平衡正向移动，但由于减小了生成物的浓度，所以反应速率减慢，C不正确；D．上述反应中，C元素由0价升高到+2价，所以每生成1molCO，转移电子的数目为，D正确；故选D。
3．下列说法正确的是
A．催化剂能加快反应速率，也能提高反应物的平衡转化率
B．C(s，金刚石)=C(s，石墨)△H<0，说明石墨比金刚石稳定
C．放热反应不需要加热就能发生
D．所有的吸热反应一定都是不能自发进行
【答案】B
【解析】A．催化剂可改变化学反应速率，但不能影响平衡移动，A错误；B．该反应放热，说明金刚石能量高于石墨，能量越低物质越稳定，说明石墨比金刚石稳定，B正确；C．反应吸热放热与反应条件无关，C错误；D．根据反应可自发进行可知，反应能否自发进行，由焓变、熵变和温度共同决定，D错误；答案选B。
4．在一定温度下的密闭容器中发生反应：xA(g)+yB(g)zC(g)，平衡时测得A的浓度为0.25mol/L。保持温度不变，将容器的容积压缩至原来的一半，再达平衡时，测得A的浓度为0.60 mol /L。下列有关判断正确的是
A．平衡向正反应方向移动
B．x+yC．B的转化率升高
D．C的体积分数增大
【答案】B
【分析】平衡时测得A的浓度为0.25mol/L，保持温度不变，将容器的容积压缩到原来的一半，C的浓度瞬间变为0.50mol/L，再达到平衡时，测得A的浓度为0.60 mol /L，A的浓度增大，反应逆向进行，根据勒夏特列原理，增大压强，平衡向气体计量数减小的方向移动，即x+y＜z。
【解析】A．由分析可知，平衡向逆反应方向移动，A错误；B．反应逆向进行，根据勒夏特列原理，增大压强，平衡向气体计量数减小的方向移动，即x+y＜z，B正确；C．平衡逆向移动，B的转化率降低了，C错误；D．平衡逆向移动，C的体积分数减小了，D错误；故答案为：B。
5．一定温度下，在恒容密闭容器中充入1mol草酸镁，发生反应：。下列叙述正确的是
A．当混合气体中CO体积分数不变时不一定达到平衡状态
B．平衡时充入0.1molCO和0.1molCO2达到新平衡时CO2浓度大于原平衡
C．平衡时充入氢气，正反应速率大于逆反应速率
D．如果分离CO2平衡向正反应方向移动，平衡常数增大
【答案】A
【解析】A．根据反应可知，CO、CO2体积比始终为1：1，CO体积分数始终不变，A正确；B．平衡时充入的CO和CO2物质的量相同，则达到新平衡时这两种气体的浓度也相同，只有产物有气体，温度不变，平衡常数不变，平衡时CO、CO2浓度等于原平衡，B错误；C．体积不变，充入氩气，平衡不移动，正、逆反应速率相等，C错误；D．温度不变，平衡常数不变，D错误；故答案选A。
6．某温度下，对于反应 的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如图所示，下列说法正确的是
A．将2.0mol氮气、6.0mol氢气，置于 1L 密闭容器中发生反应，放出的热量为 184.8kJ
B．保持压强不变，通入惰性气体，平衡不移动：
C．上述反应在达到平衡后，增大压强， 的转化率提高
D．平衡状态由A 变到B时，平衡常数
【答案】C
【解析】A．该反应为可逆反应，2.0mol氮气、6.0mol氢气不能完全反应，放出热量小于184.8kJ，A错误；B．压强不变，通入惰性气体，反应相关物质的分压会减小，平衡会逆向移动，B错误；C．该反应正反应为气体系数之和减小的反应，所以增大压强平衡正向移动，氢气的转化率提高，C正确；D．平衡状态由A 变到B时，温度不变，化学平衡常数不变，平衡常数 ，D错误；答案选C。
7．已知反应：　。测得在和时，在2L恒容密闭容器中充入3molX和足量的Y发生反应，X的浓度随反应时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A．M、N、P、O四点的逆反应速率大小关系：
B．时，用Z表示0～1h的平均反应速率为
C．P点不可能处于化学平衡状态
D．条件下，若在O点时再充入1.0molX，与原投料相比，X的平衡转化率增大
【答案】D
【解析】A．由图可知时的反应速率快，可知温度高于，温度越高反应速率越快，M、O、P三点处于相同温度，随着反应的正向进行，逆反应速率逐渐增大，则M、N、P、O四点的逆反应速率大小关系：，A正确；B．时，用X表示0～1h的平均反应速率为，根据速率之比等于化学计量数之比可知，用Z表示0～1h的平均反应速率为，B正确；C．由图可知2h时对应的X浓度为，反应放热，对应平衡时X浓度应小于，则P点不可能达到平衡状态，C正确；D．时，若在O点再充入，根据等效平衡思想，则充入X后再次平衡时，X的转化率将减小，D错误；答案选D。
8．请按要求完成下列问题。
（1）某温度下在容积为密闭容器中，X、Y、Z三种气态物后的物质的量随时间变化曲线如图。
该反应的化学方程式是 。
（2）一定条件下，在密闭容器内，反应，的物质的量随时间变化如表：
时间/s 0 1 2 3 4 5
0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005
①用表示内该反应的平均速率为 ，在第时，转化率为 。在第时的体积分数为 。
②为加快反应速率，可以采取的措施是 。
a．升高温度 b．恒容时充入
（3）反应，在一定温度下密闭容器内，在该反应已经达到平衡状态的是 。
a．
b．容器内压强保持不变
c．
d．容器内的密度保持不变
e．容器内混合气体平均相对分子质量不变
f．
g．容器内气体颜色不变
【答案】（1）3X(g)+Y(g) 2Z(g)（2）①0.0015 87.5% ②60% a（3）beg
【解析】（1）物质的反应速率之比等于化学计量数之比，从图中可知，相同时间内，X、Y、Z物质的量变化量之比为0.6：0.2：0.4=3：1：2，且X、Y物质的量减少为反应物，Z物质的量增加为生成物，则化学方程式为3X(g)+Y(g) 2Z(g)；
（2）①0-2s内，NO2物质的量变化量为0.03mol，则v(NO2)= =0.003mol L 1 s 1，物质的反应速率之比等于化学计量数之比，则v(N2O4)=0.0015mol L 1 s 1；在第5s时，参与反应的NO2为0.035mol，则NO2的转化率为=87.5%；第2s时反应掉的NO2为0.03mol，则生成N2O40.015mol，此时剩余NO20.01mol，则N2O4的体积分数为=60%；
②a．升高温度，反应速率增大，a正确；b．恒容时充入He(g)，反应物和生成物的浓度不变，反应速率不变，b错误；故答案选a。
（3）a．2v逆(NO)=v正(O2)=v正(NO)，NO正逆反应速率不相等，反应未达到平衡，a错误；b．该反应不是等体积反应且在恒容密闭容器中进行，随着反应进行容器压强不断变化，压强不变说明反应达到平衡，b正确；c．v(NO2)=2v(O2)该等式未说明是正反应还是逆反应，无法得知反应是否达到平衡，c错误；d．反应在恒容密闭容器中进行，且反应物和生成物均为气体，容器内的密度始终不变，d错误；e．该反应不是等体积反应，随着反应进行，混合气体的平均相对分子质量不断变化，混合气体平均分子质量不变，说明反应达到平衡，e正确；f．与反应的初始投料比及反应进行程度有关，无法说明反应达到平衡，f错误；g．NO和O2为无色气体，NO2为红棕色气体，随着反应进行NO2浓度不断变化，气体颜色不断变化，气体颜色不变说明反应达到平衡，g正确；故答案选beg。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第二章 化学反应速率与化学平衡
第二章 化学反应速率与化学平衡
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01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
1.了解化学反应速率的概念及反应速率的表示方法。理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响。 2.了解化学反应的可逆性。理解化学平衡的含义及其与反应速率之间的联系。 3.理解勒夏特列原理的含义。理解浓度、温度、压强等条件对化学平衡移动的影响。 4.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究中的重要作用。 5.了解常见的几种平衡图像，能根据图像进行分析。 重点:化学反应速率和化学平衡的调控。 难点:化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究中的重要作用。
一、化学反应速率
1、理解化学反应速率要注意以下几个问题
（1）无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，由于Δc是取浓度变化的绝对值，因此，其化学反应速率都取正值，且是某一段时间内的平均速率。
（2）化学反应速率可用反应体系中一种反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示，书写时应标明是什么物质的反应速率。
（3）在一定温度下，固体和纯液体物质，其单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此它们的化学反应速率也被视为常数。由此可知，现在采用的表示化学反应速率的方法还有一定的局限性。
（4）在同一反应中，用不同的物质表示同一时间的反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表达的意义是相同的即都是表示同一反应的速率。各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算。[]
（5）一般来说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。
2、外界条件对化学反应速率影响
1）浓度
（1）浓度增小，单位体积内活化分子数增少(活化分子百分数不变)，有效碰撞的几率增加，化学反应速率增小。
（2）浓度改变，可使气体间或溶液中的化学反应速率发生改变。固体或纯液体的浓度可视为常数，它们的物质的量的变化不会引起反应速率的变化，但固体颗粒的小小会导致接触面积的变化，故影响化学反应速率。
2）压强
改变压强，对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度的改变。对于有气体参加的反应体系，有以下几种情况：
（1）恒温时：增小压强体积缩小浓度增小反应速率增小。
（2）恒容时
①充入气体反应物反应物浓度增小总压强增小反应速率增小。
②充入“稀有气体”总压强增小，但各物质的浓度不变，反应速率不变。
（3）恒压时：充入“稀有气体”体积增小各物质浓度减小反应速率减小。
3）温度
（1）温度升高，活化分子百分数提高，分子间的碰撞频率提高，化学反应速率增小。
（2）温度升高，吸热反应和放热反应的速率都增小。实验测得，温度每升高10 ℃，化学反应速率通常增小为原来的2～4倍。
4）催化剂
（1） 催化剂能改变反应路径、降低活化能、增小活化分子百分数、加快反应速率，但不影响反应的ΔO。
（2）催化剂只有在适宜的温度下活性最小，反应速率才达到最小。
（3）对于可逆反应，催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率，对化学平衡状态无影响，生产过程中使用催化剂主要是为了提高生产效率。
3、“变量控制”思想探究化学反应速率的影响因素
（1）确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。
（2）定少变一：在探究时，应该先确定其他因素不变，只改变一种因素，看这种因素与所探究问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。
（3）数据有效：解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法做出正确判断。
二、化学平衡
1.判断化学平衡状态的两种方法
（1）动态标志：v正＝v逆≠0
①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。
②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA＋bBcC＋dD，＝时，反应达到平衡状态。
（2）静态标志：各种“量”不变
①各物质的质量、物质的量或浓度不变。
②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。
③温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。
总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志。
2.外界条件对化学平衡的影响
改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向
浓度 增小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小生成物浓度 向逆反应方向移动
压强(对有气体参加的反应) 反应前后气体体积改变 增小压强 向气体分子总数减小的方向移动
减小压强 向气体分子总数增小的方向移动
反应前后气体体积不变 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 同等程度改变v正、v逆，平衡不移动
3.化学平衡移动的判断方法
（1）根据勒夏特列原理判断
如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
（2）根据v正、v逆的相对小小判断
①若v正>v逆，平衡向正反应方向移动(注意v正增小，平衡不一定向正反应方向移动)；
②若v正③若v正＝v逆，则平衡不移动。
（3）根据平衡常数与浓度商的相对小小判断
①若K>Q，则平衡向正反应方向移动；
②若K③若K＝Q，则平衡不移动。
4.对勒夏特列原理的理解
勒夏特列原理是对条件影响化学平衡的一个总述，特别要注意对“减弱这种改变”的正确理解，其中的“减弱”不等于“消除”，更不是“扭转”，具体可理解如下。
①若将体系温度从50℃升高到80℃，则化学平衡向吸热反应方向移动，则体系的温度降低，达到新的平衡状态时50℃②若对体系N2(g)＋3O2(g) 2NO3(g)加压，如从30 MPa加压到60 MPa，化学平衡向气体体积减小的方向移动，移动的结果使体系的压强减小，达到新的平衡时30 MPa③若增小平衡体系Fe3＋＋3SCNFe(SCN)3中Fe3＋的浓度，如由0.01 mol/L增至0.02 mol/L，则在新平衡状态下，0.01 mol/L注意：①勒夏特列原理只适用于判断“改变一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，不能简单地根据平衡移动原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据平衡移动原理进行判断。例如，N2(g)＋3O2(g) 2NO3(g)　ΔO<0，同时加压、升温，平衡移动的方向无法确定。若加压同时又降温，则平衡向正反应方向移动。
②勒夏特列原理不仅适用于化学平衡，也适用于其他平衡体系，如溶解平衡、电离平衡、水解平衡等。
5.“惰性气体”对化学平衡的影响
①恒温恒容条件
原平衡体系体系总压强增小―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。
②恒温恒压条件
原平衡体系容器容积增小，各反应气体的分压减小―→
(等效于减压)
6.等效平衡的判断方法
（1）恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应
判断方法：极值等量即等效。
例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
① 2 mol 1 mol 0
② 0 0 2 mol
③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol
④ a mol b mol c mol
上述①②③三种配比，按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则SO2均为2 mol，O2均为1 mol，三者建立的平衡状态完全相同。
④中a、b、c三者的关系满足：c＋a＝2，＋b＝1，即与上述平衡等效。
（2）恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应
判断方法：极值等比即等效。
例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
① 2 mol 3 mol 0
② 1 mol 3.5 mol 2 mol
③ a mol b mol c mol
按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则①②中＝，故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足：＝，即与①②平衡等效。
（3）恒温条件下反应前后体积不变的反应
判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。
例如：H2(g)＋I2(g)2HI(g)
① 1 mol 1 mol 0
② 2 mol 2 mol 1 mol
③ a mol b mol c mol
①②两种情况下，n(H2)∶n(I2)＝1∶1，故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足∶＝1∶1或a∶b＝1∶1，c≥0，即与①②平衡等效。
7.虚拟“中间态”法构建等效平衡
（1）构建恒温恒容平衡思维模式
新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。
（2）构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)
新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。
三、化学反应速率与化学平衡图像——常见图像类型与解题策略
1.速率－时间图像(v－t图像)
（1）图像类型
（2）解题策略　
分清正反应、逆反应及二者反应速率的相对大小，分清“突变”和“渐变”；正确判断化学平衡的移动方向；熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律。
Ⅰ.v正突变，v逆渐变，且v正>v逆，说明是增大了反应物的浓度，使v正突变，且平衡正向移动。
Ⅱ.v正、v逆都突然减小，且v正>v逆，说明平衡正向移动，该反应的正反应可能是放热反应或气体体积增大的反应。
Ⅲ.v正、v逆都突然增大，且增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体分子数不变的反应压缩体积(即增大压强)。
2.百分含量(或转化率)－时间－温度(或压强)图像
（1）图像类型
（2）解题策略
　“先拐先平数值大”。在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a使用了催化剂)。
Ⅰ.表示T2>T1，正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动。
Ⅱ.表示p2>p1，反应物A的转化率减小，说明正反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动。
Ⅲ.生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a>b，故a使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体体积不变的可逆反应，a增大了压强(即压缩体积)。
3.百分含量(或转化率)－温度(压强)图像
（1）图像类型
（2）解题策略
“定一议二”。在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量，分析方法是确定其中一个变量，讨论另外两个变量之间的关系。
如图Ⅰ中确定压强为105 Pa或 107 Pa，则生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反应；再确定温度T不变，做横轴的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，增大压强，生成物C的百分含量增大，说明正反应是气体体积减小的反应。同理分析图Ⅱ。
四、化学反应方向判断方法
1．传统的判断方法
（1）由不稳定物质向稳定物质转变
2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，稳定性：NaCO3＞NaHCO3。
（2）离子反应中，对于复分解反应，一般是由易电离的物质向难电离的物质转变，或向离子浓度减小的方向转变。
①由溶解度大的物质向溶解度小的物质转变。
如Na2SO4＋CaCl2===CaSO4↓(微溶)＋2NaCl，CaSO4＋Na2CO3===CaCO3↓＋Na2SO4，所以溶解性：CaCl2＞CaSO4＞CaCO3。
②由相对强酸(碱)向相对弱酸(碱)转变。
如2CH3COOH＋Na2CO3===2CH3COONa＋CO2↑＋H2O，NaSiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，所以酸性强弱：CH3COOH＞H2CO3＞H2SiO3。
（3）由难挥发(高沸点)性物质向易挥发(低沸点)性物质转变。
①由难挥发性酸向挥发性酸转变。
如NaCl＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HCl↑，
所以沸点：H2SO4(浓)＞HCl。
②由难挥发性酸酐向挥发性酸酐转变。
如CaCO3＋SiO2CaSiO3＋CO2↑，
所以沸点：SiO2＞CO2。
③由难挥发性金属向挥发性金属转变。
如2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb，所以沸点：Mg＞Rb。
（4）由氧化性(还原性)强的物质向氧化性(还原性)弱的物质的转变。
如2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋2KCl＋I2,2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，所以氧化性Cl2＞FeCl3＞I2。
2．用焓变和熵变判断反应的方向
体系的自由能变化(符号为ΔG，单位为 kJ/mol)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响，可用于化学反应自发进行的方向的判断，ΔG＝ΔH－TΔS。
（1）当ΔH＜0，ΔS＞0时，ΔG＜0，反应自发进行。
（2）当ΔH＞0，ΔS＜0时，ΔG＞0，反应不能自发进行。
（3）当ΔH＞0，ΔS＞0或ΔH＜0，ΔS＜0时，反应是否自发进行与温度有关，在一定温度下可使ΔG＝0，即反应达平衡状态。
注意：（1）①根据ΔH－TΔS＜0判断的只是反应能否自发进行的可能性，具体的反应能否实际发生，还涉及到化学反应速率的问题。（2）判断一个化学反应能否自发进行，若无任何外加条件，可以认为我们所学过的化学反应(电解反应除外)都是能够自发进行的。
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
（1）单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率，生成物浓度的变化量表示逆反应速率。( )
（2）对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显。( )
（3）升温时吸热反应速率增大，放热反应速率减小。( )
（4）对于反应：A＋BC，改变容器容积，化学反应速率一定发生变化。( )
（5）增大反应物的浓度，能够增大活化分子的百分数，所以反应速率增大。( )
（6）化学平衡正向移动，反应物的转化率一定增大。( )
（7）对于某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大。( )
（8）平衡常数发生变化，化学平衡必定发生移动。( )
（9）在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向。( )
（10）能自发进行的反应一定能迅速发生。( )
2．利用反应可实现汽车尾气的无害化处理。
（1）下列措施能加快反应速率的是 (填字母)。
a．恒温恒容下，充入 b．恒温恒容下，充入增大压强
c．升高温度 d．将从体系中分离出来
（2）在恒温恒压容器中，下列可说明反应达到平衡状态的是 (填字母)
a．的浓度不再改变 b．气体密度保持不变
c．的浓度之比为 d．
（3）一定温度下，在容积为的恒容密闭容器中加入物质的量均为的和，测得容器内压强(P)随时间(t)的变化如图所示。
①a点正反应速率 (填“>”“<”或“=”)逆反应速率。
②随时间推移，容器内压强逐渐减小的原因是 。
③0～2min内，= 。
④CO的平衡转化率为 。
⑤平衡时，的体积分数为 。
问题一 化学反应速率及其影响因素
【典例1】下列关于化学反应速率的说法正确的是
A．催化剂通过改变反应历程、降低反应活化能，加快反应速率
B．升高温度使放热反应的正、逆反应速率都增大，且对正反应速率影响更大
C．增大压强一定可以增大反应速率
D．其它条件不变时，充入反应物，一定可以加快反应速率
【解题必备】（1）一般不用固体或纯液体物质表示化学反应速率。是由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故改变其用量反应速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。
（2）由v＝计算得到的是一段时间内的平均速率，用不同物质表示时，其数值可能不同，但意义相同。
（3）化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。这里所说的化学反应速率指的是平均反应速率，而不是瞬时反应速率。一定温度下，锌粒在1 mol/L的稀盐酸中反应的反应速率与反应时间的关系如图所示，图中A点的斜率就是在t1时刻的瞬时反应速率。
（3） 同一反应在不同反应阶段的反应速率一般是不同的。主要原因：反应物浓度的不断变化；而且反应所引起的热量变化对反应速率也有较大影响。
（4）同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，因此，一定要标明是哪种具体物质的反应速率。
（5）化学反应速率一般指反应的平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。
（6）压强对化学反应速率的影响是通过改变反应物浓度实现的，所以分析压强的改变对反应速率的影响时，要从反应物浓度是否发生改变的角度来分析。若改变总压强而各物质的浓度不改变，则反应速率不变。
（7）改变温度，使用催化剂，反应速率一定发生变化，其他外界因素的改变，反应速率则不一定发生变化。
（8）其他条件一定，升高温度，不论正反应还是逆反应，不论放热反应还是吸热反应，反应速率都要增大，只不过正、逆反应速率增加的程度不同。
【变式1-1】室温下，下列实验探究方案不能达到探究目的的是
选项 实验目的 实验方案
① 探究浓度对化学反应速率的影响 向2支盛有3mL不同浓度溶液的试管中同时加2 mL5% NaClO溶液，观察实验现象
② 探究温度对化学反应速率的影响 在两支试管中各加入3mL12%溶液，将其中一支用水浴加热，观察并比较实验现象
③ 探究催化剂对化学反应速率的影响 向两支盛有少量溶液的试管中分别加入5滴0.1 mol·L溶液和5滴0.01 mol·L 溶液
④ 探究与反应的限度 将2.5体积与1体积混合并通过灼热的催化剂充分反应，产物依次通过溶液和品红溶液，观察实验现象
A．①③ B．④ C．③④ D．①③④
【变式1-2】下列有关化学反应速率的说法正确的是
A．用铁片与稀硫酸反应制氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
B．100 mL 2 mol·L-1的盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变
C．SO2的催化氧化反应是一个放热反应，所以升高温度，反应速率减小
D．汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强时反应速率减小
问题二 化学平衡及其影响因素
【典例2】下列说法不正确的是
A．某温度下反应NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)达平衡后，再压缩容器体积，则平衡逆向移动，再次达平衡后c(CO2)变小
B．已知CuCl2溶液中存在平衡：[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-[CuCl4]2-(黄色)+4H2O，向0.5 mol/L绿色的CuCl2溶液中加水，溶液颜色变为蓝绿色
C．某一可逆反应加入催化剂后反应速率加快，ΔH不改变，达平衡前相同时间内转化率会增大
D．分别向甲容器(恒温恒容)中充入lmol PCl5，乙容器(绝热恒容)充入PCl3和Cl2各lmol，发生反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH>0，平衡时平衡常数K(甲)【解题必备】1．对于溶液中的离子反应，向溶液中加入含与实际反应无关的离子固体，平衡不移动。
2．溶液中的可逆反应，达平衡后加水稀释，平衡向溶质微粒数增多的方向移动。
3．改变固体或纯液体的量，对平衡无影响。
4．当反应混合物中不存在气态物质时，压强的改变对平衡无影响。
5．对于反应前后气体体积无变化的反应，如H2(g)＋I2(g)2HI(g)，压强的改变对平衡无影响。但增大(或减小)压强会使各物质的浓度增大(或减小)，混合气体的颜色变深(或浅)。
6．“惰性气体”对化学平衡的影响
①恒温、恒容条件
原平衡体系体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。
②恒温、恒压条件
原平衡体系容器容积增大，各反应气体的分压减小―→体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)
【变式2-1】某温度下，反应CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是
A．恒容下，再充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动，v正加快、v逆减慢
B．缩小容器的体积，v正>v逆
C．恒容下，再充入一定量的Ar气，平衡向正反应方向移动
D．恒容下，再充入一定量的CH2=CH2(g)，CH2=CH2(g)的平衡转化率增大
【变式2-2】利用反应(橙色)(黄色) kJ·mol研究浓度对化学平衡的影响，实验操作及现象如下：
①待试管b中溶液颜色不变后，与试管d相比，b中黄色更深。
②试管c温度略有升高，溶液颜色与试管a相比，橙色更深。
下列说法正确的是
A．“待试管b中溶液颜色不变”的目的是使完全反应
B．对比试管b与c，c中反应平衡常数增大，平衡正向移动
C．试管c中的现象说明影响平衡的主要因素是温度
D．该实验证明减小生成物浓度，平衡正向移动
问题三 化学反应进行方向的判断
【典例3】下列有关说法正确的是
A．SO2(g)+H2O(g)=H2SO3(l)，该过程熵值增大
B．SO2(g)=S(s)+O2(g) ΔS<0，该反应一定能自发进行
C．SO2(g)+2H2S(g)=3S(s)+2H2O(l)，该过程熵值增大
D．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH<0 ΔS<0，此反应低温自发
【解题必备】1.关于反应自发性需要注意：（1）化学反应方向的判据指出的仅仅是在一定条件下化学反应自发进行的趋势，并不能说明在该条件下反应一定能实际发生，还要考虑化学反应的快慢问题。（2）自发过程的两种倾向：①体系趋向于高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。②在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。
2．反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响，复合判据ΔH－TΔS<0的反应不一定能够实际发生，只是指出了在该条件下化学反应自发进行的趋势，还要考虑化学反应的快慢问题。
3．焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响
ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况
－ ＋ 永远是负值 在任何温度下过程均自发进行
＋ － 永远是正值 在任何温度下过程均非自发进行
＋ ＋ 低温为正高温为负 低温时非自发，高温时自发
－ － 低温为负高温为正 低温时自发，高温时非自发
【变式3-1】下列说法中，正确的是
A．H2O（1）分解成H2(g)和O2(g)是熵增过程，该反应在室温下是自发反应
B．吸热反应一定不能自发进行
C．某条件下，反应2AB(g)=C(g)+3D(g) ΔH <0 一定能自发进行
D．合成氨反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH <0 高温有利于自发进行
【变式3-2】下列叙述正确的是
A．焓减反应一定能自发进行
B．熵增反应一定能自发进行
C．利用可以消除污染
D．吸热反应在较高温度下能自发进行
问题四 图像、图表题的信息提取与应用
【典例4】氮化镓(GaN)是一种直接能隙的半导体，是一种用途广泛的新材料。工业上利用Ga与高温条件下合成。反应方程式为 。如图，恒温恒容密闭体系内进行上述反应，下列说法正确的是

A．图Ⅰ可以表示催化剂对平衡的影响
B．图Ⅱ可以表示压强对平衡时体积分数的影响
C．图Ⅲ可以表示镓的质量对平衡常数的影响
D．图Ⅳ中纵坐标可以为体系内混合气体的密度
【解题必备】化学平衡图像的分析流程与角度
1.看题
（1）物质的状态
（2）气体体积的变化
（3）正反应是吸热反应还是放热反应
2.看图
（1）一看面(纵坐标与横坐标的意义)
（2）二看线(线的走向和变化趋势)
（3）三看点(起点、拐点、交点、终点)
（4）四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线)
（5）五看量的变化(如浓度变化、温度变化)
3.析图解答
（1）识别图像类型：即明确横坐标和纵坐标的含义，厘清线和点(平台、折线、拐点等)的关系。
（2）把握反应特点：即分析可逆反应化学方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应，还是吸热反应)等。
（3）联想平衡原理：联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。
（4）数形结合解答：图表与原理结合，逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡移动原理，应用①先拐先平数值大、②定一议二解答。
【变式4-1】下列叙述与图对应的是
A．对于达到平衡状态的反应，图1国表示在to时刻充入了反应物，平衡逆向移动
B．由图②可知，p2>p1、T1>T2，满足反应：2A(g)+B(g)=2C(g) ΔH >0
C．对于反应2X(g)+3Y(g)=3Z(g) ΔH <0，图④y轴可以表示Z的百分含量
D．图3表示的反应方程式为：2A=B+3C
【变式4-2】向某密闭容器中加入0.3mol A，0.1mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间变化如甲图所示［阶段的变化未画出］。乙图为时刻后改变条件平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种反应条件且互不相同，时刻为使用催化剂。下列说法中不正确的是
A．若，用A的浓度变化表示阶段的平均反应速率为
B．阶段改变的条件一定为减小压强
C．该容器的容积为2L
D．阶段，容器内A的物质的量减少了0.06mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为a kJ，该反应的热化学方程式
1．下列说法正确的是
A．反应在室温下可自发进行，则该反应的
B．在常温下能自发进行，则该反应的
C．室温下不能自发进行，则该反应的
D．常温下，反应不能自发进行，则该反应的
2．某温度时，在密闭容器中发生反应：，达平衡后，将体积扩大至原来的两倍，当再达到平衡时，W的浓度为原平衡状态的0.65倍，下列叙述正确的是
A．平衡逆移 B．Z的体积分数一定变小
C． D．X的转化率变大
3．已知反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0，在一定温度和压强下的密闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是
A．降低温度，K增大
B．更换高效催化剂，可增大CO的平衡转化率
C．CO和H2O分子的每一次碰撞都能发生化学反应
D．若该反应为非基元反应，其总反应速率由反应快的一步基元反应决定
4．一定温度下，在2L的密闭容器中发生如下反应：，、的物质的量随时间变化的关系如图1，达平衡后在、、、时都只改变了一种条件，逆反应速率随时间变化的关系如图2。下列有关说法正确的是
A．，反应开始2min内，
B．若时改变的条件是降温，平衡正向移动，则该反应为放热反应
C．时间段的浓度一定未发生变化
D．若平衡后只增加0.3mol的，则达到新平衡后，的体积分数增大。
5．反应H2S(g)+CO2(g)COS(s)+H2O(g)可用于制备有机化工原料COS。已知240℃时，其化学反应平衡常数K=1。
①一定温度下，设起始充入的(CO2)：(H2S)=m相同时间内测得H2S转化率与m和温度(T)的关系如图甲所示。
②起始密闭容器中w[H2S(g)]和w[CO2(g)]、w[COS(g)]和w[H2O(g)]分别相等。在300℃、320℃时上述反应中，H2S(g)和COS(g)的体积分数(w)随时间(t)的变化关系如图。(从上到下依次为L1，L2，L3，L4)
下列说法错误的是
A．该反应的△H＜0
B．m1＞m2
C．绝热恒容条件下发生反应。若反应起始，H2S与CO2按物质的量比1∶1、温度240℃下投入反应体系，则达平衡状态时，H2S的转化率小于50%
D．300℃时w[COS(g)]随时间变化的曲线为L1，320℃时w[H2S(g)]随时间变化的曲线为L3
6．工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应为。在不同温度、压强下，平衡混合物中氨的含量如下表所示。下列有关说法错误的是
温度 氨的含量
200 15.3 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8
300 2.20 52.0 64.2 71.0 84.2 92.6
400 0.40 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8
A．最早工业化生产氨的原理为：，但是成本过高，无法大规模生产
B．为了防止催化剂中毒，合成氨的原料气必须经过净化处理
C．该反应的，在高温下一定能自发进行
D．增大压强，平衡正向移动，符合勒夏特列原理
7．已知CH4(g)、NO2(g)在适当条件下可发生反应：2CH4(g)+4NO2(g) 2CO2(g)+2N2(g)+4H2O(g)，反应速率v(X)与时间的关系如图所示。下列有关该反应的说法错误的是
A．t2s时，达到平衡状态
B．t1s时，反应正向进行
C．t3s时，v(N2，正)=2v(H2O，逆)
D．t1s时，若v(CH4)=1mol L﹣1 s﹣1，则v(CO2)=1mol L﹣1 s﹣1
8．甲醇是一种重要的化工原料，具有开发和应用的广阔前景。工业上使用水煤气（CO与的混合气体）合成甲醇，反应为 。回答下列问题：
（1）CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①a 0（填“>”或“<”），、的大小关系是 （填“>”“<”或“=”）。
②A、B、C三点的平衡常数、、的大小关系是 。
③下列叙述能说明上述反应已达到化学平衡状态的是 （填标号）。
a．
b．的体积分数不再改变
c．混合气体的平均摩尔质量不再改变
d．同一时间内，消耗0.04mol ，生成0.02mol
（2）在温度为T的条件下，往一容积为2L的密闭容器中，充入0.3mol CO与0.4mol 发生反应生成，平衡时，测得物质的量为0.15mol。
①温度为T时的化学平衡常数 ，CO的转化率= 。
②如果保持温度为T，向平衡后的容器中再通入1.0mol CO后重新到达平衡，则的转化率 （填“增大”“不变”或“减小”，下同），CO与的浓度比 。
③若以不同比例投料，测得某时刻各物质的浓度，CO为0.1mol/L、为0.2mol/L、为0.2mol/L，此时 （“>”“<”或“=”）。
1．下列说法正确的是
A．化学反应速率是对可逆反应而言的，非可逆反应不谈化学反应速率
B．在可逆反应中，正反应的化学反应速率是正值，逆反应的化学反应速率是负值
C．用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，改用98%浓硫酸可以加快反应速率
D．2NO2(g)2NO(g)+O2(g)中，当混合气体的颜色不再改变的状态达到平衡
2．已知： △H＜0，下列说法正确的是
A．该条件下，熔点比高
B．平衡时升高温度，减小，增大
C．及时分离可加快反应达到平衡状态
D．上述反应中每生成1molCO，转移电子的数目为
3．下列说法正确的是
A．催化剂能加快反应速率，也能提高反应物的平衡转化率
B．C(s，金刚石)=C(s，石墨)△H<0，说明石墨比金刚石稳定
C．放热反应不需要加热就能发生
D．所有的吸热反应一定都是不能自发进行
4．在一定温度下的密闭容器中发生反应：xA(g)+yB(g)zC(g)，平衡时测得A的浓度为0.25mol/L。保持温度不变，将容器的容积压缩至原来的一半，再达平衡时，测得A的浓度为0.60 mol /L。下列有关判断正确的是
A．平衡向正反应方向移动
B．x+yC．B的转化率升高
D．C的体积分数增大
5．一定温度下，在恒容密闭容器中充入1mol草酸镁，发生反应：。下列叙述正确的是
A．当混合气体中CO体积分数不变时不一定达到平衡状态
B．平衡时充入0.1molCO和0.1molCO2达到新平衡时CO2浓度大于原平衡
C．平衡时充入氢气，正反应速率大于逆反应速率
D．如果分离CO2平衡向正反应方向移动，平衡常数增大
6．某温度下，对于反应 的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如图所示，下列说法正确的是
A．将2.0mol氮气、6.0mol氢气，置于 1L 密闭容器中发生反应，放出的热量为 184.8kJ
B．保持压强不变，通入惰性气体，平衡不移动：
C．上述反应在达到平衡后，增大压强， 的转化率提高
D．平衡状态由A 变到B时，平衡常数
7．已知反应：　。测得在和时，在2L恒容密闭容器中充入3molX和足量的Y发生反应，X的浓度随反应时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A．M、N、P、O四点的逆反应速率大小关系：
B．时，用Z表示0～1h的平均反应速率为
C．P点不可能处于化学平衡状态
D．条件下，若在O点时再充入1.0molX，与原投料相比，X的平衡转化率增大
8．请按要求完成下列问题。
（1）某温度下在容积为密闭容器中，X、Y、Z三种气态物后的物质的量随时间变化曲线如图。
该反应的化学方程式是 。
（2）一定条件下，在密闭容器内，反应，的物质的量随时间变化如表：
时间/s 0 1 2 3 4 5
0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005
①用表示内该反应的平均速率为 ，在第时，转化率为 。在第时的体积分数为 。
②为加快反应速率，可以采取的措施是 。
a．升高温度 b．恒容时充入
（3）反应，在一定温度下密闭容器内，在该反应已经达到平衡状态的是 。
a．
b．容器内压强保持不变
c．
d．容器内的密度保持不变
e．容器内混合气体平均相对分子质量不变
f．
g．容器内气体颜色不变
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