化学反应速率和化学平衡
[主干知识·数码记忆]
一、小试能力知多少(判断正误) (1)( 在2SO 2(g)＋O 2(g)
2SO 3(g) 反应中，t 1、t 2时刻，SO 3(g)浓度分别是c 1、c 2，则
t 1～t 2时间内，SO 3(g)生成的平均速率为v ＝c 2－c 1
t 2－t 1
(√)
(2)(2013·山东高考)CO(g)＋H 2O(g)
H 2(g)＋CO 2(g) ΔH <0，在其他条件不变的情况
下，升高温度，反应速率加快，反应放出的热量不变(×)
(3)(2012·四川高考)对于反应：2SO 2(g)＋O 2(g)2SO 3(g) ΔH ＜0，降低温度，正反应
速率减小程度比逆反应速率减小程度大 (×)
(4) 对于反应：2H 2O 2===2H 2O ＋O 2↑，加入MnO 2或降低温度都能加快O 2的生成速率(×)
(5)(2012·上海高考)往锌与稀硫酸反应混合液中加入NH 4HSO 4固体，反应速率不变(×) 二、必备知识掌握牢 1．化学反应速率的计算公式
v (B)＝Δc (B )Δt ，注意其单位的表示方法，如mol/(L·s)或mol·L －1·s －1。化学反应速率是指
某一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率。
2．化学反应速率与化学计量数之间的关系
在同一条件下的同一化学反应中，用各物质表示的反应速率之比等于其化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
3．化学反应速率大小的比较
表示化学反应速率时要指明具体物质，比较同一反应不同条件下的反应速率时，一般采用“归一”法：①换算成同
一种物质，一般换算成化学计量数小的物质；②把各物质的单位进行统一。 4．“惰性气体”(不参加反应的气体)对反应速率的影响
(1)恒容：充入“惰性气体”――→引起 总压强增大―→物质浓度不变(活化分子浓度不变)，反应速率不变。
(2)恒压：充入“惰性气体”――→引起 体积增大――→引起 物质浓度减小(活化分子浓度减小)――→引起 反应速率减小。
5．纯液体、固体对化学反应速率的影响
在化学反应中，纯液体和固体物质的浓度为常数，故不能用固体物质的变化来表示反应速率，但是固体反应物颗粒的大小是影响反应速率的因素之一，如煤粉由于表面积大，其燃烧就比煤块快得多。
三、常考题型要明了
[典例] 对反应A ＋3B
2C 来说，下列反应速率中最快的是( )
A ．v (A)＝0.3 mol·L －
1·min －
1 B ．v (B)＝0.6 mol·L －
1·min －
1
C ．v (C)＝0.5 mol·L －
1·min －
1
D ．v (A)＝0.01 mol·L －
1·s －
1
[解析] 将D 项的反应速率改变为v (A)＝0.01 mol·L －
1·s －
1×60 s·min －
1＝0.6 mol·L －
1·min
－1
则A 项，v (A )1＝0.31＝0.3，B 项，v (B )3＝0.63＝0.2；C 项，
v (C )2＝0.52＝0.25；D 项，v (A )1
＝
0.6
1
＝0.6。 [答案] D
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化学反应速率大小的比较方法——比值法
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[演练1] 已知某化学实验的结果如下表：
下列结论正确的是( ) A ．v 1>v 2>v 3 B ．v 3>v 2>v 1 C ．v 1>v 3>v 2
D ．v 2>v 3>v 1
解析：选A 影响化学反应速率的主要因素是反应物自身的性质，由于镁的活动性比铁强，所以与相同浓度的盐酸反应时，镁条放出氢气的速率大，反应物浓度也影响反应速率，在一定范围内，速率与浓度成正比，故v 2>v 3。
[演练2] (2013·福建高考)NaHSO 3溶液在不同温度下均可被过量KIO 3氧化，当NaHSO 3
完全消耗即有I 2析出，根据I 2析出所需时间可以求得NaHSO 3的反应速率。将浓度均为0.020 mol·L －
1NaHSO 3(含少量淀粉)10.0 mL 、KIO 3(过量)酸性溶液40.0 mL 混合，记录10～55℃间
溶液变蓝时间，55℃时未观察到溶液变蓝，实验结果如上图。据图分析，下列判断不正确的是( )
A ．40℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反
B ．图中b 、c 两点对应的NaHSO 3反应速率相等
C ．图中a 点对应的NaHSO 3反应速率为5.0×10－
5 mol·L －
1·s －
1
D ．温度高于40℃时，淀粉不宜用作该试验的指示剂
解析：选B A 项，由图像可知40℃ 之前变蓝的时间在加快，40℃之后的变蓝时间在减慢；B 项，虽然变蓝时间都是64 s ，但是二者处在不同的阶段，所以反应速率不相等，b 点比c 点的反应速率大；C 项，c (NaHSO 3)＝0.020 mol·L －
1×10 mL (10＋40) mL
×10－3＝0.004 mol·L －
1，
t ＝80 s ，所以v (NaHSO 3)＝0.004 mol·L －
180 s
＝5.0×10－5mol·L －1·s －
1；D 项，当温度高于40℃，
变蓝时间变长以及当温度高于55℃时不出现蓝色，所以此时淀粉不是合适的指示剂。
一、小试能力知多少(判断正误)
(1)(2012·四川高考)恒温恒容下进行的可逆反应：2SO 2(g)＋O 2(g)2SO 3(g)，当SO 3的
生成速率与SO 2的消耗速率相等时，反应达到平衡(×)
(2)(2013·山东高考)CO(g)＋H 2O(g)
H 2(g)＋CO 2(g)ΔH <0，在其他条件不变的情况下改
变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变(√)
(3)(2012·江苏高考)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH<0，其他条件不变时升高温度，反应速率v(H2)和H2的平衡转化率均增大(×)
(4)(2012·上海高考)对于反应：3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g)Si3N4(s)＋12HCl(g)ΔH＜0。其他条件不变，增大Si3N4物质的量，平衡向左移动(×)
(5)(2012·山东高考)对于反应：N2O4(g)2NO2(g)，升高温度，气体颜色加深，说明该反应的正反应为放热反应(×)
二、必备知识掌握牢
1．从反应速率来看，化学平衡状态是正反应速率等于逆反应速率时的状态。判断v(正)＝v(逆)时，要用同一物质表示的速率来判断。
2．在一定条件下，平衡混合物中各组分的浓度不变时，可逆反应一定达到平衡。平衡混合物中各组分的浓度变化误认为平衡一定移动。
3．压强对化学平衡的影响，关键是看改变压强时，能否引起浓度的改变。若浓度发生改变，则平衡可能发生移动，若浓度不发生改变，则平衡不移动。
4．化学平衡正向移动，某反应物的转化率不一定增大；向平衡体系中加入某种反应物，该反应物的转化率不一定减小，如容积一定的密闭容器中反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后，再加入一定量的NO2，NO2的转化率不是减小而是增大。
三、常考题型要明了
[典例](2013·安徽高考)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()
[解析]A项，升高温度，平衡正向移动，气体的质量增加，体积不变，密度增大，正确；B项，CO2与CO的物质的量之比实际等于CO的转化率，增加CO的量，平衡正向移动，根据勒夏特列原理，可得出CO转化率减小，错误；C项，平衡常数只与温度有关，错误；D项，因MgSO4为固体，增加其量，平衡不移动，CO的转化率不变，错误。
[答案] A
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解答化学平衡图像题的“三看”、“两法”
—————————————————————————————————————[演练1](2013·全国大纲卷)反应X(g)＋Y(g)2Z(g)；ΔH＜0，达到平衡时，下列说法正确的是()
A．减小容器体积，平衡向右移动
B．加入催化剂，Z的产率增大
C．增大c(X)，X的转化率增大
D．降低温度，Y的转化率增大
解析：选D本题考查外界因素对化学平衡移动的影
响，意在考查考生对化学平衡移动、反应物的转化率及产物的产率等知识的掌握情况以及分析问题、解决问题的能力。因为此反应前后气体分子总数没有变化，故减小容器体积，平衡不发生移动，所以A项错误；加入催化剂可同时同倍数改变正、逆反应速率，故平衡不会发生移动，所以B项错误；增大c(X)，平衡将正向移动，但X的转化率减小，所以C 项错误；此反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，Y的转化率增大，所以D项正确。
[演练2](2013·上海高考)镍具有优良的物理和化学特性，是许多领域尤其是高技术产业的重要原料。羰基法提纯粗镍涉及的两步反应依次为：
①Ni(S)＋4CO(g)50℃
Ni(CO)4(g)ΔH＜0
②Ni(CO)4(g)230℃
Ni(S)＋4CO(g)
完成下列填空：
(1)在温度不变的情况下，要提高反应(1)中Ni(CO4)的产率，可采取的措施有________、________。
(2)已知在一定条件下的2L密闭容器中制备Ni(CO)4，粗镍(纯
度98.5%，所含杂质不与CO反应)剩余质量和反应时间的关系如
下图所示。Ni(CO)4在0～10 min的平均反应速率为________。
(3)若反应(2)达到平衡后，保持其他条件不变，降低温度，重
新达到平衡时________。
a．平衡常数K增大b．CO的浓度减小
c．Ni的质量减小d．v逆[Ni(CO)4]增大
(4)简述羰基法提纯粗镍的操作过程：
________________________________________________________________________。
解析：(1)反应①是正反应气体体积缩小的放热反应，根据平衡移动原理，在温度不变的情况下采取增大CO浓度，增大压强的方法提高产率；
(2)根据题意，反应的Ni为1 mol，则生成Ni(CO)4为1 mol，反应速率为1/(2×10)＝0.05 mol·L－1·min－1；
(3)反应②是正反应气体体积增大的吸热反应，降低温度平衡逆向移动，平衡常数K、CO的浓度、Ni的质量、v逆[Ni(CO)4]减小；
(4)根据反应①②的特点可提纯粗镍。
答案：(1)增大CO浓度加压
(2)0.05 mol·L－1·min－1(3)bc
(4)把粗镍和CO放于一个水平放置的密闭的玻璃容器中，然后在低温下反应，一段时间后在容器的一端加热
一、小试能力知多少(判断正误)
(1)(2013·临沂模拟)反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)的平衡常数表达式为K＝c(C)·c(H2O)
( × )
c(CO)·c(H2)
(2)(2012·山东高考)将1 mol N2O4充入一恒压容器中进行反应N2O4(g)2NO2(g)。若在相同温度下，上述反应改在体积为1 L的恒容容器中进行，平衡常数增大(×)
(3)(2013·南京模拟)可逆反应的平衡常数与温度有关，所以升高温度，平衡常数一定增大。(× )
(4)(2013·惠州模拟)在其他条件不变的情况下，对于反应2SO 2＋O 2
2SO 3，增大压强
或增大O 2的浓度，K 值增大(×)
二、必备知识掌握牢
1．化学平衡常数表达式的书写 对于反应：m A(g)＋n B(g)
p C(g)＋q D(g)，K ＝c p (C ) ·c q (D )
c m (A )·c n (B )
。
注意：①固体、纯液体的浓度视为常数，不包含在化学平衡常数的表达式中； ②K 只受温度的影响，当温度不变时，K 值不变；
③化学平衡常数表达式与化学方程式的书写形式有关，对于同一个化学反应，当化学方程式的计量数发生变化时，平衡常数的数值也发生变化；当化学方程式逆向书写时，平衡常数为原平衡常数的倒数。
2．化学平衡常数的应用 (1)判断反应进行的程度。
对于同类型的反应，K 值越大，表示反应进行的程度越大；K 值越小，表示反应进行的程度越小。
(2)判断反应进行的方向。
若任意状态下的生成物与反应物的浓度幂之积的比值为Q c ，则Q c >K ，反应向逆反应方向进行 ；Q c ＝K ，反应处于平衡状态；Q c (3)判断反应的热效应。 ①若升高温度，K 值增大，则正反应为吸热反应。 ②若升高温度，K 值减小，则正反应为放热反应。 (4)利用化学平衡常数计算平衡浓度、转化率、体积分数等。 三、常考题型要明了 [典例] 某恒定温度下，在一个2 L 的密闭容器中，加入4 mol A 和2 mol B 进行如下反应：3A(g)＋2B(g) 4C(？)＋2D(？)，“？”代表状态不确定。反应一段时间后达到平衡， 测得生成1.6 mol C ，且反应的前后压强之比为5∶4，则下列说法正确的是( ) A ．该反应的化学平衡常数表达式是K ＝c 4(C )·c 2(D ) c 3(A )·c 2(B ) B ．此时B 的平衡转化率是35% C ．增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数增大 D ．增加C ，B 的平衡转化率不变 [解析] 3A(g)＋2B(g)4C(？)＋2D(？) 起始(mol) 4 2 0 0 变化(mol) 1.2 0.8 1.6 0.8 平衡(mol) 2.8 1.2 1.6 0.8 n (平)＝(4＋2)mol ×4 5 ＝4.8 mol 由此推知： C 为固体或纯液体， D 为气体，该反应的平衡常数表达式为K ＝c 2(D ) c 3(A )·c 2(B )； 平衡时B 的转化率＝0.8 mol 2 mol ×100%＝40%； 增大该体系的压强，平衡向右移动，由于温度没变，化学平衡常数不变；由于C 为固体或纯液体，增加C 对平衡没影响，B 的平衡转化率不变。 [答案] D —————————————————[探规寻律] ———————————————— “三段式法”解答化学平衡计算题 1．步骤 (1)写出有关化学平衡的反应方程式。 (2)确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。 (3)根据已知条件建立等式关系并做解答。 2．方法 如m A(g)＋n B(g) p C(g)＋q D(g)，令A 、B 起始物质的量浓度分别为a mol/L 、b mol/L ， 达到平衡后消耗A 的物质的量浓度为mx mol/L 。 m A(g)＋n B(g) p C(g)＋q D(g) 起始(mol/L) a b 0 0 变化(mol/L) mx nx px qx 平衡(mol/L) a －mx b －nx px qx K ＝(px )p ·(qx )q (a －mx )m ·(b －nx )n 3．说明 (1)对于反应物：c (平)＝c (始)－c (变)； 对于生成物：c (平)＝c (始)＋c (变)。 (2)各物质的转化浓度之比等于化学方程式中化学计量数之比。 (3)转化率＝反应物转化的浓度反应物起始的浓度 ×100% ——————————————————————————————————— [演练1](2013·四川高考)在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中，发生反应X(g)＋Y(g)2Z(g) ΔH＜0，一段时间后达到平衡，反应过程中测定的数据如下表： 下列说法正确的是() A．反应前2 min的平均速率v(Z)＝2.0×10－3 mol·L－1·min－1 B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v(逆)＞v(正) C．该温度下此反应的平衡常数K＝1.44 D．其他条件不变，再充入0.2 mol Z，平衡时X的体积分数增大 解析：选C A项，Y的反应速率为v(Y)＝(0.16－0.12)mol/(10 L×2 min)＝2.0×10－3 mol·L－1·min－1，v(Z)＝2v(Y)＝4.0×10－3mol·L－1·min－1；B项，ΔH＜0，反应放热，降温反应正向移动，v(正)＞v(逆)；C项，由平衡常数公式可得K＝1.44；D项，反应前后计量数不变，X体积分数不变。 [演练2](2013·海南高考)反应A(g)B(g) ＋C(g)在容积为1.0 L的密闭容器中进行，A的初始浓度为0.050 mol·L－1。温度T1和T2下A的浓度与时间关系如图所示。回答下列问题： (1)上述反应的温度T1________T2，平衡常数K(T1) ________K(T2)。(填“大于”、“小于”或“等于”) (2)若温度T2时，5 min后反应达到平衡，A的转化率为70%，则： ①平衡时体系总的物质的量为________。 ②反应的平衡常数K＝________。 ③反应在0～5 min区间的平均反应速率v(A)＝________。 解析：(1)图中显示T2时达到平衡所用时间少，速率大所以温度高；而温度越高c(A)越小，可判断反应为吸热反应，升温K将增大。(2)平衡问题的常规计算，略。 答案：(1)小于小于(2)①0.085 mol②0.082 mol/L ③0.007 mol/(L·min) 变量探究型实验题常以表格的形式给出多组实验数据，让考生找出每组数据的变化对反应的影响，或给出影响化学反应的几种因素，让考生设计实验分析各因素对反应的影响。该类题目能够很好地考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据归纳得出合理结论的能力，因而在这几年高考试题中出现频率较高。 [典题](2013·安徽高考)某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下，草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O2－7转化为Cr3＋。某课题组研究发现，少量铁明矾Al2Fe(SO4)4·24H2O即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下： (1)在25°C下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，作对比实验，完成以下实验设计表(表中不要留空格)。 测得实验①和②溶液中的Cr2O2－7浓度随时间变化关系如图所示。 (2)上述反应后草酸被氧化为________________(填化学式)。 (3)实验①和②的结果表明_________________________________________________； 实验①中0～t1时间段反应速率V(Cr3＋)＝__________ mol·L－1·min－1(用代数式表示)。 (4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三： 假设一：Fe2＋起催化作用； 假设二：________________； 假设三：________________； ……… (5)请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。 (除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O2－7的浓度可用仪器测定) [解析]首先看清实验目的，确定条件改变的唯一变量，再根据图给信息进行综合分析； 对于实验方案的设计也主要考虑变量的控制。 (1)要保证其他量不变，草酸用量为唯一变量，必须保证溶液的体积为100 mL，所以加入草酸和水的体积之和应为40 mL，两者的具体体积没有要求，只需与②中数据不同即可。 (2)此反应中铬的化合价由＋6价变为＋3价，化合价降低，所以碳的化合价应升高，草酸中碳的化合价为＋3价，反应后只能变为＋4价，即生成CO2。(3)通过图像可以明显看到，实验①的反应速率比实验②的快，故pH越小，反应速率越快，说明溶液pH对该反应的速率有影响；在0～t1时间段，Cr2O2－7的浓度改变了(c0－c1)mol·L－1，其反应速率为(c0－c1)/t1 mol·L －1·min－1，所以v(Cr3＋)＝2(c －c1)/t1 mol·L－1·min－1。(4)铁明矾中除结晶水外，共有三种离子，均可能起催化作用，除Fe2＋外，还有Al3＋和SO2－4。(5)要想验证假设一正确，必须确定Al3 ＋和SO2－ 4 不起催化作用，所以可选择K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O，为了确保Al3＋和SO2－4的浓度与原来的相同，所以取和铁明矾相同物质的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O。 [答案](1) (2)CO2(3)溶液pH对该反应的速率有影响2(c0－c1) t1(4)Al 3＋起催化作用SO2－ 4 起催 化作用 (5) [名师支招] 变量控制实验题的解题策略 1．确定变量 解答这类题目时首先要理清影响实验探究结果的因素有哪些。 2．定多变一 在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种因素以后，再确定另一种因素，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。 [针对训练] 1．(2012·广东高考)碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50 mol·L － 1KI 、0.2% 淀粉溶液、0.20 mol·L － 1 K 2S 2O 8、0.10 mol·L － 1Na 2S 2O 3等试剂，探究反应条件对化学反应速 率的影响。 已知：S 2O 2－ 8＋2I － ===2SO 2－ 4＋I 2(慢) I 2＋2S 2O 2－ 3===2I － ＋S 4O 2－ 6(快) (1)向KI 、Na 2S 2O 3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K 2S 2O 8溶液，当溶液中的________ 耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色，S 2O 2－ 3与S 2O 2 － 8初始的物质的 量需满足的关系为：n (S 2O 2－ 3)：n (S 2O 2－ 8)＝________. (2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表： 表中V x ＝________ mL ，理由是________。 (3)已知某条件下，浓度c (S 2O 2－ 8)～反应时间t 的变化曲线如图 所示，若保持其它条件不变，请在图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c (S 2O 2－ 8)～t 的变化曲线示意图(进行相应的标注)。 解析：(1) 淀粉溶液遇I 2显蓝色，溶液由无色变为蓝色时，溶 液中有I 2，说明Na 2S 2O 3消耗尽。由题给离子反应可得关系式S 2O 2－ 8～I 2～2S 2O 2－ 3，n (S 2O 2－ 3)： n (S 2O 2－ 8)＜2时，能观察到蓝色。 (2)对照实验探究浓度对反应速率的影响须保证其他条件完全一致，故应加水2.0 mL 以 保证溶液体积相同。 (3)温度降低反应速率变慢，加入催化剂，反应速率加快。 答案：(1)S2O2－3(其他合理写法也给分)＜2 (2)2.0保证溶液总体积相同，仅改变S2O2－8的浓度而其他物质浓度不变(其他合理答案给分) (3) 2．草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应：MnO－4＋H2C2O4＋H＋——Mn2＋＋CO2↑＋H2O(未配平)。用4 mL 0.001 mol/L KMnO4溶液与2 mL 0.01 mol/L H2C2O4溶液，研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的条件如下： (1)该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。 (2)如果研究催化剂对化学反应速率的影响，使用实验________和________(用Ⅰ～Ⅳ表示，下同)；如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验________和________。 (3)对比实验Ⅰ和Ⅳ，可以研究______________________对化学反应速率的影响，实验Ⅳ中加入1 mL蒸馏水的目的是_______________________________________________。 解析：(1)根据电子守恒可得：n(MnO－4)×(7－2)＝n(H2C2O4)×2×(4－3)， 则n(MnO－4)∶n(H2C2O4)＝2∶5。 (2)研究某一因素对化学反应速率的影响时，应使其他条件完全相同。 (3)对比Ⅰ和Ⅳ，反应的温度、溶液的体积等都相同，仅有c(H＋)不同，故可研究c(H＋)对反应速率的影响。加1 mL水的目的是确保c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和总体积不变。 答案：(1)2∶5(2)ⅠⅡⅠⅢ (3)c(H＋)(或硫酸溶液的浓度)确保所有实验中c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和总体积不变 A卷(全员必做卷) 1．(2013·北京高考)下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是() A. B. C. D. 解析：选C本题考查化学平衡移动原理及化学反应速率的影响因素，意在考查考生对相关知识的掌握情况。选项A可以用温度变化来解释化学平衡的移动，A项正确；选项B 说明离子积随着温度的升高而增大，即温度升高，水的电离平衡正向移动，B项正确；选项C是催化剂对化学反应速率的影响，与化学平衡无关，C项错误；选项D中浓度与溶液pH 的关系说明浓度对NH3·H2O的电离平衡的影响，D项正确。 2．无水氯化铝是一种重要的催化剂，工业上由Al2O3制备无水氯化铝的反应为：2Al2O3(s) ＋6Cl2(g)高温 4AlCl3(g)＋3O2(g)ΔH>0 。下列分析错误的是() A．增大反应体系的压强，反应速率可能加快 B．加入碳粉，平衡向右移动，原因是碳与O2反应，降低了生成物的浓度且放出热量C．电解熔融的Al2O3和AlCl3溶液均能得到单质铝 D．将AlCl3·6H2O在氯化氢气流中加热，也可制得无水氯化铝 解析：选C电解氯化铝溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，所以不能得到铝单质，C错误。 3．在容积不变的密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0。下列各图表示当其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，其中分析正确的是() A．图Ⅰ表示温度对化学平衡的影响，且甲的温度较高 B．图Ⅱ表示t0时刻使用催化剂对反应速率的影响 C．图Ⅲ表示t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响 D．图Ⅳ中a、b、c三点中只有b点已经达到化学平衡状态 解析：选B根据先拐条件高，A错误；改变O2浓度瞬间生成物浓度不变，所以逆反应速率不变，C错误；图Ⅳ中纵坐标表示的是平衡常数，所以各点都是平衡点，D错误；B项符合题意。 4．(2013·上海高考改编)某恒温密闭容器中，可逆反应A(s)B＋C(g) ΔH＝Q kJ/mol (Q>0)达到平衡。缩小容器体积，重新达到平衡时，C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。以下分析不正确的是() A．产物B的状态只能为固态或液态 B．平衡时，单位时间内n(A)消耗∶n(C)消耗＝1∶1 C．保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡可能向逆反应方向移动 D．若开始时向容器中加入1 mol B和1 mol C，达到平衡时放出热量小于Q 解析：选C若B是气体，平衡常数K＝c(B)·c(C)，若B是非气体，平衡常数K＝c(C)，由于C(g)的浓度不变，因此B是非气体，A正确，C错误，根据平衡的v(正)＝v(逆)可知B 正确(注意，不是浓度消耗相等)；由于反应是可逆反应，因此达到平衡时放出热量小于Q，D项正确。 5．(2012·重庆高考)在一个不导热的密闭反应器中，只发生两个反应： a(g)＋b(g)2c(g)ΔH1<0 x(g)＋3y(g)2z(g)ΔH2>0 进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功)，下列叙述错误的是() A．等压时，通入惰性气体，c的物质的量不变 B．等压时，通入z气体，反应器中温度升高 C．等容时，通入惰性气体，各反应速率不变 D．等容时，通入z气体，y的物质的量浓度增大 解析：选A等压时，通入惰性气体后，第二个反应平衡向左移动，反应器内温度升高，第一个反应平衡向左移动，c的物质的量减小，选项A错误。等压下通入z气体，第二个反应平衡向逆反应方向(放热反应方向)移动，所以体系温度升高，选项B正确。选项C，由于容器体积不变，通入惰性气体不影响各种物质的浓度，所以各反应速率不变。选项D，等容时，通入z气体，第二个反应平衡向逆反应方向移动，y的物质的量浓度增大。 6．(2013·重庆高考改编)将E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(g)＋F(s)2G(g)。忽略固体体积，平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示： ①b＜f② 915℃、2.0 MPa时E的转化率为60% ③增大压强平衡左移④K(1 000℃)＞K(810℃) 上述①～④中正确的有() A．4个B．3个 C．2个D．1个 解析：选A a与b、c与d、e与f之间是压强问题，随着压强增大，平衡逆向移动，G的体积分数减小，b 7．下列说法错误的是() A．对于A(s)＋2B(g)3C(g)ΔH>0，若平衡时C的百分含量跟条件X、Y的关系如图①所示，则Y可能表示温度，X可能表示压强，且Y3>Y2>Y1 B．已知可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1 025 kJ·mol－1。若反应物起始物质的量相同，则图②可表示温度对NO的百分含量的影响 C．已知反应2A(g)B(？)＋2C(？)－Q(Q>0)，满足如图③所示的关系，则B、C可能均为气体 D．图④是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图，则该反应的正反应是一个气体体积增大的反应 解析：选D选项A：根据热化学方程式可知正反应为吸热反应，则升高温度，平衡正向移动，C的百分含量增大，所以X不可能表示温度，若Y表示温度，则Y3最大。因为物质A为固态，所以正反应为气体体积增大的反应，即增大压强，平衡逆向移动，C的百分含量减小，因此X可能表示压强。选项B：根据升高温度，平衡向吸热反应方向移动(即逆反应方向移动)，导致NO的百分含量随温度的升高而减少，但达到平衡所需的时间短，可确定该选项正确。选项C：由图像可知升高温度，气体的平均摩尔质量减小。根据方程式可判断正反应为吸热反应，所以升高温度平衡正向移动。若B、C均为气体，符合图③所示的关系。 8．有甲、乙两个相同的恒容密闭容器，体积均为0.25 L，在相同温度下均发生可逆反应：X2(g)＋3Y2(g)2XY3(g)ΔH＝－92.6 kJ·mol－1。实验测得起始、平衡时的有关数据如表所示： 下列叙述错误的是() A．若容器甲体积为0.5 L，则平衡时放出的热量小于23.15 kJ B．容器乙中达平衡时放出的热量Q＝23.15 kJ C．容器甲、乙中反应的平衡常数相等 D．平衡时，两个容器中XY3的体积分数均为1/7 解析：选B平衡常数属于温度的函数，相同温度下两容器中反应的平衡常数相同。若容器甲的体积增大一倍，平衡逆向移动，故放出的热量小于23.15 kJ。根据热量的变化可计算出XY3的生成量。 9．(2013·山东高考)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。 (1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体，发生如下反应： TaS 2(s)＋2I 2(g)TaI 4(g)＋S 2(g) ΔH ＞0 (Ⅰ) 反应(Ⅰ)的平衡常数表达式K ＝________，若K ＝1，向某恒容容器中加入1 mol I 2(g)和足量TaS 2(s)，I 2(g)的平衡转化率为________。 (2)如图所示，反应(Ⅰ)在石英真空管中进行，先在温度为T 2的一端放入未提纯的TaS 2 粉末和少量I 2(g)，一段时间后，在温度为T 1的一端得到了纯净TaS 2晶体，则温度T 1________T 2(填“＞”、“＜”或“＝”)。上述反应体系中循环使用的物质是________。 (3)利用I 2的氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢样中的硫转化成H 2SO 3，然后用一定浓度的I 2溶液进行滴定，所用指示剂为________，滴定反应的离子方程式为________________________________________________________________________。 (4)25℃时，H 2SO 3 HSO － 3＋H ＋ 的电离常数K a ＝1×10－ 2 mol·L － 1，则该温度下NaHSO 3 水解反应的平衡常数K b ＝________mol·L － 1，若向NaHSO 3溶液中加入少量的I 2，则溶液中c (H 2SO 3) c (HSO －3) 将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。 解析：本题考查化学反应速率、化学平衡及相关计算，意在考查考生灵活分析问题的能力。(1)在有气体参与的反应中，固体和液体的浓度不列入化学平衡常数表达式中。设容器的容积是V L ， TaS 2(s)＋2I 2(g) TaI 4(g)＋S 2(g) 起始浓度/ mol·L － 1 1/V 0 0 转化浓度/ mol·L － 1 2x x x 平衡浓度/ mol·L － 1 (1/V －2x ) x x 则K ＝c (TaI 4)·c (S 2)c 2(I 2)＝x 2 ??? ? 1V －2x 2＝1，x ＝1 3V ，则I 2 (g)的平衡转化率是2×1 3V 1V ＝66.7%。(2)根据平衡移动及物质的提纯，在温度T 1端得到纯净的TaS 2晶体，即温度T 1端与T 2端相比，T 1端平衡向左移动，则T 1＜T 2。生成物I 2(g)遇冷可在管壁上凝结成纯净的I 2(s)，从而循环利用。(3)碘单质遇淀粉溶液变蓝色，当滴入最后一滴I 2溶液时溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色，则说明达滴定终点。由I 2～2e － ～2I － ，H 2SO 3～2e － ～SO 2－ 4，根据得失电子数 相等则有I 2～H 2SO 3，再结合原子守恒和电荷守恒配平。(4)H 2SO 3的电离常数表达式为K a ＝c (HSO － 3)·c (H ＋ )c (H 2SO 3)，NaHSO 3的水解反应的平衡常数K h ＝c (H 2SO 3)·c (OH － )c (HSO －3)＝c (H 2SO 3)·K w c (HSO －3)·c (H ＋) ＝ K W K a ＝1×10－14 1×10 －2＝1×10－12。加入I 2后HSO －3被氧化为H 2SO 4，c (H ＋)增大，c (OH － )减小，K h 不变，由K h＝c(H2SO3)·c(OH－) c(HSO－3) 得 c(H2SO3) c(HSO－3) ＝ K h c(OH－) ，所以该比值增大。 答案：(1)c(TaI4)·c(S2) c2(I2) 66.7%(2)＜I2(3)淀粉I2＋H2SO3＋H2O===4H＋＋2I－＋ SO2－4(4)1×10－12增大 10．(2013·新课标全国卷Ⅱ)在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A (g)，在一定温度进行如下反应：A(g)B(g)＋C(g)ΔH＝＋85.1 kJ·mol－1 反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表： 回答下列问题： (1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为________。 (2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为 _____________________________________________________________________，平衡时A 的转化率为________，列式并计算反应的平衡常数K_____________________。 (3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A)，n总＝________mol，n(A)＝________mol。 ②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算a＝__________________。 分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律，得出的结论是________，由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为________mol·L－1。 解析：本题考查化学平衡知识，意在考查考生对平衡转化率、化学平衡常数及物质浓度计算方法的掌握程度，同时考查考生思维的灵活性。(1)A(g)B(g)＋C(g)的正向反应是一个气体体积增大的的吸热反应，故可通过降低压强、升温等方法提高A的转化率。(2)在温度一定、容积一定的条件下，气体的压强之比等于其物质的量(物质的量浓度)之比。求解平衡常数时，可利用求得的平衡转化率并借助“三段式”进行，不能用压强代替浓度代入。 (3)n(A)的求算也借助“三段式”进行。a＝0.051，从表中数据不难得出：每隔4 h，A的浓度约减少一半，依此规律，12 h时，A的浓度为0.013 moL/L。 答案：(1)升高温度、降低压强 (2)(p p0－1)×100%94.1% A(g) B(g) ＋C(g) 起始浓度/mol·L－10.10 00 转化浓度/mol·L－10.10×94.1% 0.10×94.1% 0.10×94.1% 平衡浓度/mol·L－10.10×(1－94.1%) 0.10×94.1% 0.10×94.1%K＝(0.094 1 mol·L－1)2 0.005 9 mol·L－1 ＝1.5 mol·L－1 (3)①0.10×p p00.10×(2－ p p0)②0.051达到平衡前每间隔 4 h，c(A)减少约一半 0.013 B卷(强化选做卷) 1．(2013·临沂模拟)化学反应4A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，经2 min，B的浓度减少0.6 mol/L。对此反应速率的表示正确的是() A．用A表示的反应速率是0.4 mol·(L·min)－1 B．分别用B、C、D表示的反应速率其比值是3∶2∶1 C．2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol·(L·min)－1 D．2 min内，v正(B)和v逆(C)表示的反应速率的值都是逐渐减小的 解析：选B不能用固体表示化学反应速率，A不正确；化学反应速率是平均速率，而不是即时速率，C不正确；2 min内，v正(B)的速率逐渐减小而v逆(C)逐渐增大，D不正确。 2．(2013·安徽马鞍山模拟)可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，根据下表中的数据判断下列图像错误的是() 解析：选C从表中数据可知，升高温度，转化率降低，故正反应放热，ΔH<0；增大
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