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充入“惰性”气体
体积增大
气体反应物浓度减小
反应速率减小。
题组一 化学反应速率的计算
1．[2013·
重庆理综，11
（1）]化学在环境保护中起着十分重要的作用，催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
催化反硝化法中，H2能将NO
还原为N2。
25℃时，反应进行10min，溶液的pH由7变为12。
①N2的结构式为________________________________________________________。
②上述反应的离子方程式为_________________________________________________，
其平均反应速率v（NO
）为________mol·
L－1·
min－1。
③还原过程中可生成中间产物NO
，写出3种促进NO
水解的方法_________________________________。
2．苯乙烷（C8H10）可生产塑料单体苯乙烯（C8H8），其反应原理是
C8H10（g）C8H8（g）＋H2（g） ΔH＝＋125kJ·
mol－1
某温度下，将0.40mol苯乙烷充入2L真空密闭容器中发生反应，测定不同时间该容器内物质的物质的量，得到数据如下表：
时间/min
10
20
30
40
n（C8H10）/mol
0.40
0.30
0.26
n2
n3
n（C8H8）/mol
0.00
0.10
n1
0.16
当反应进行到20min时，该段时间内H2的平均反应速率是___________________。
答案 v（H2）＝
＝0.0035mol·
min－1
失误防范
化学反应速率计算的常见错误：
（1）不注意容器的体积；
（2）漏写单位或单位写错；
（3）忽略有效数字。
题组二 控制变量探究影响化学反应速率的因素
3．（2013·
安徽理综，28）某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。
光照下，草酸（H2C2O4）能将其中的Cr2O
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℃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，做对比实验，完成以下实验设计表（表中不要留空格）。
实验
编号
初始
pH
废水样品
体积/mL
草酸溶液
蒸馏水
①
4
60
②
5
③
测得实验①和②溶液中的Cr2O
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·
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Cr2O
的浓度可用仪器测定]
实验方案（不要求写具体操作过程）
预期实验结果和结论
4．某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速的影响”。
（1）向酸性KMnO4溶液中加入一定量的H2C2O4溶液，当溶液中的KMnO4耗尽后，溶液紫色将褪去。
为确保能观察到紫色褪去，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n（H2C2O4）∶n（KMnO4）________。
（2）为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，该小组设计了如下实验方案：
序号
反应温
度/℃
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
H2O
V/mL
c/mol·
L－1
25
8.0
0.20
5.0
0.010
6.0
x
表中x＝________mL，理由是_____________________________________________。
（3）已知50℃时，浓度c（H2C2O4）随反应时间t的变化曲线如下图示，若保持其他条件不变，请在坐标图中画出25℃时c（H2C2O4）随t的变化曲线示意图。
思想归纳
控制变量思想是中学化学实验中常用的思想方法，对影响实验结果的因素进行控制，以达到明确各因素在实验中的作用和目的。
尤其是在研究影响化学反应速率和化学平衡的因素时，由于外界影响因素较多，故要弄清某个因素的影响需控制其他因素相同或不变时再进行实验。
因此，控制变量思想在这部分体现的较为充分，在近几年高考题中也考查较多，且多以探究性实验题的形式出现。
考点二 全面认识化学平衡
1．化学平衡状态判断的“三类标志”、“一角度”
（1）本质标志
同一物质的消耗速率与生成速率相等，即v正＝v逆。
（2）等价标志
①可逆反应的正、逆反应速率不再随时间发生变化。
②体系中各组成成分的含量，即物质的量浓度、物质的量分数、体积分数、质量分数等保持不变。
③对同一物质而言，单位时间内该物质所代表的正反应的转化浓度和所代表的逆反应的转化浓度相等。
④对不同物质而言，一种物质所代表的正反应速率和另一种物质所代表的逆反应速率的比值等于化学方程式中的化学计量数（系数）之比。
（3）特殊标志
①对于反应物和生成物全部是气体且反应前后气体计量数不相等的可逆反应，若反应体系中混合气体的平均相对分子质量不再随时间变化，则反应达到平衡状态。
此标志不适用于反应前后气体计量数相等的可逆反应，因为这类反应不管是否达到平衡状态，混合气体的平均相对分子质量始终是不变的。
②对于气体反应物和气体生成物的计量数不相等的可逆反应（体系中可存在固、液态物质），当恒温、恒容时，若反应体系中总压强不再随时间变化，则反应达到平衡状态；
当恒温、恒压时，若反应体系中体积不变或混合气体的密度不变，则反应达到平衡状态。
对于反应物和生成物全部是气体且反应前后气体计量数相等的可逆反应，恒温、恒容时压强不变以及恒温、恒压时密度不变等均不能说明反应已达到平衡状态。
③由于任何化学反应都伴有能量变化，因此在其他条件不变的情况下，当总体系温度一定时，则反应达到平衡状态。
④对于反应混合物中含有有色气体物质的可逆反应，若体系颜色不变，则反应达到平衡状态。
（4）一角度
从微观的角度分析，如反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g），下列各项均可说明该反应达到了平衡状态
①断裂1molN≡N键的同时生成1molN≡N键
②断裂1molN≡N键的同时生成3molH—H键
③断裂1molN≡N键的同时断裂6molN—H键
④生成1molN≡N键的同时生成6molN—H键
2．化学平衡状态移动判断的方法和规律
（1）化学平衡移动
（2）两类方法
①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。
a．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。
b．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。
c．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通过比较浓度商（Qc）与平衡常数（K）的大小来判断平衡移动的方向。
a．若Qc>
K 平衡逆向移动；
b．若Qc＝K 平衡不移动；
c．若Qc<
K 平衡正向移动。
（3）外界条件对平衡移动影响的规律——勒夏特列原理
①温度的影响：
升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动；
降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。
②浓度的影响：
增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动；
减小反应物浓度或增大生成物浓度，化学平衡向逆反应方向移动。
③压强的影响：
增大压强会使平衡向着气体体积减小的方向移动；
减小压强会使平衡向着气体体积增大的方向移动。
（4）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。
③当外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不一致时，不能用勒夏特列原理解释，如工业合成氨条件的选择。
题组一 突破化学平衡状态标志的判定
1．在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应A（g）＋2B（g）C（g）＋D（g）已达到平衡状态（ ）
①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③B的物质的量浓度 ④混合气体的总物质的量 ⑤混合气体的平均相对分子质量 ⑥v（C）与v（D）的比值 ⑦混合气体的总质量 ⑧混合气体的总体积 ⑨C、D的分子数之比为1∶1
A．①②③④⑤⑥⑦⑧B．①③④⑤
C．①②③④⑤⑦D．①③④⑤⑧⑨
2．下列说法中可以证明反应H2（g）＋I2（g）2HI（g）已达平衡状态的是（ ）
①单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI ②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂 ③百分含量w（HI）＝w（I2） ④反应速率v（H2）＝v（I2）＝
v（HI） ⑤c（HI）∶c（H2）∶c（I2）＝2∶1∶1 ⑥温度和体积一定时，生成物浓度不再变化 ⑦温度和体积一定时，容器内的压强不再变化 ⑧条件一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化 ⑨温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化 ⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化
A．①②③④B．②⑥⑨
C．②⑥⑨⑩D．③⑤⑥⑦⑧
3．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中（固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：
NH2COONH4（s）2NH3（g）＋CO2（g）。
判断该分解反应已经达到化学平衡的是（ ）
A．2v（NH3）＝v（CO2）
B．密闭容器中c（NH3）∶c（CO2）＝2∶1
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
化学平衡标志判断“三关注”
关注反应条件，是恒容容器，还是恒压容器；
关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；
关注特殊情况，是否有固体参加或固体生成。
题组二 化学平衡状态移动方向及结果的判定
4．在一定条件下，可逆反应2NO2（g）N2O4（g） ΔH＜0达到平衡，当分别改变下列条件时，请填空：
（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________。
5．将一定体积的SO3（g）充入恒容的密闭容器中，发生反应2SO3（g）2SO2（g）＋O2（g）并达到平衡；
保持温度不变，再充入相同体积的SO3（g），达到新平衡后，与原平衡相比，下列值减小的是（ ）
A．平均相对分子质量B．SO3（g）的转化率
C．c（SO3）/c（SO2）D．c2（SO3）/[c2（SO2）·
c（O2）]
6．（2013·
重庆理综，7）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。
压强/MPa
体积分数/%
温度/℃
1.0
2.0
3.0
810
54.0
a
b
915
c
75.0
d
1000
e
f
83.0
①b＜f ②915℃，2.0MPa时E的转化率为60% ③该反应的ΔS＞0 ④K（1000℃）＞K（810℃）
上述①～④中正确的有（ ）
A．4个B．3个C．2个D．1个
方法技巧
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）在温度、体积不变的容器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、V不变时，加入A、B、C气体，相当于给体系增大压强，但平衡移动的最终结果是由浓度决定。
（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。
考点三 识图与绘图
1．识图的一般思路和方法
（1）解题思路
①看图像：
一看轴（即纵坐标与横坐标的意义），二看点（即起点、拐点、交点、终点），三看线（即线的走向和变化趋势），四看辅助线（如等温线、等压线、平衡线等），五看量的变化（如浓度变化、温度变化等）。
②想规律：
看清图像后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。
③作判断：
通过对比分析，作出正确判断。
（2）分析方法
①认清坐标系，弄清纵、横坐标所代表的意义，并与有关原理相结合。
②看清起点，分清反应物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点。
③看清曲线的变化趋势，注意渐变和突变，分清正、逆反应，从而判断反应特点。
④注意终点。
例如，在浓度—时间图像上，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断。
⑤先拐先平。
例如，在转化率—时间图像上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该曲线对应的温度高、浓度大或压强大。
⑥定一议二。
当图像中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。
2．绘图要领
一标：
标原点，标横坐标、纵坐标的物理量及单位。
二比：
比照原图像，画出新图像，并标明。
题组一 识别图像，判断正误
1．（2013·
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
y
A
温度
容器内混合气体的密度
B
CO的物质的量
CO2与CO的物质的量之比
C
SO2的浓度
平衡常数K
D
MgSO4的质量
（忽略体积）
CO的转化率
2．（2013·
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℃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·
s－1
D．温度高于40℃时，淀粉不宜用作该实验的指示剂
题组二 辨别图表、提取信息、综合应用
3．已知CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（l）＋H2O（l） ΔH＝－130.9kJ·
（1）现将0.8molCO2和2.4molH2充入容积为20L的密闭容器中发生上述反应，下列说法正确的是__________（填字母序号）。
A．该反应在低温下能自发进行
B．当容器内CO2气体体积分数恒定时，该反应已达平衡状态
C．若其他条件不变，实验测得平衡常数：
K（T1）＞K（T2），则T1＜T2
D．现有该反应的X、Y两种催化剂，X能使正反应速率加快约5×
105倍、Y能使逆反应速率加快约8×
106倍（其他条件相同），故在生产中应该选择X为催化剂更合适
（2）该反应进行到45s时达到平衡，此时CO2的转化率为68.75%。
下图1中的曲线表示该反应在前25s内的反应进程中CO2浓度变化。
①若反应延续至70s。
请在图1中用实线画出25s至70s的反应进程曲线。
②某化学兴趣小组采用实验对比法分析改变实验条件对该反应进程的影响，每次只改变一个条件，并采集反应进程中CO2的浓度变化，在原有反应进程图像上绘制对应的曲线。
实验数据如下表：
CO2起始
浓度/mol·
反应压
强/kPa
是否加入
催化剂
0.030
150
101
否
0.040
250
是
但是该小组负责绘制图线的学生未将曲线（虚线）绘制完整（见图2），也忘记了注明每条曲线所对应改变的条件，请把每个实验编号与图2中对应曲线的字母进行连线。
实验编号 图2中字母
A a
B b
C c
1．化学平衡常数的全面突破
（1）化学平衡常数的意义：
①化学平衡常数可表示反应进行的程度。
K越大，反应进行的程度越大，K>
105时，可以认为该反应已经进行完全。
虽然转化率也能表示反应进行的程度，但转化率不仅与温度有关，而且与起始条件有关。
②K的大小只与温度有关，与反应物或生成物的起始浓度的大小无关。
（2）浓度商与化学平衡的移动：
可逆反应进行到某时刻（包括化学平衡）时，生成物浓度的化学计量数次幂之积与反应物浓度的化学计量数次幂之积的比值称为浓度商（Qc）。
当Qc＝K时，说明反应达到平衡状态；
当Qc<
K时，说明反应在向正反应方向进行；
当Qc>
K时，则反应在向逆反应方向进行。
（3）在使用化学平衡常数时应注意：
①不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式中，但非水溶液中，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。
②同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值亦不同。
因此书写平衡常数表达式及数值时，要与化学反应方程式相对应，否则就没有意义。
2．2014高考命题猜想
2014年对化学平衡常数的考查仍将延续前几年的命题特点、形式：
即在化学反应原理的综合题目中考查化学平衡常数的书写、计算及影响因素。
题组 化学平衡常数的综合应用
1．下图是某煤化工产业链的一部分，试运用所学知识，解决下列问题：
（1）已知该产业链中某反应的平衡常数表达式为
K＝
，它所对应反应的化学方程式是__________________。
（2）合成甲醇的主要反应是2H2（g）＋CO（g）CH3OH（g）
ΔH＝－90.8kJ·
mol－1，t℃下此反应的平衡常数为160。
此温度下，在密闭容器中开始只加入CO、H2，反应10min后测得各组分的浓度如下：
物质
H2
CO
CH3OH
浓度（mol·
L－1）
0.2
0.1
0.4
①该时间段内反应速率v（H2）＝________。
②比较此时正、逆反应速率的大小：
v正________v逆（填“＞”、“＜”或“＝”）。
③反应达到平衡后，保持其它条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡______（填“逆向”、“正向”或“不”）移动，平衡常数K____________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）固氮是科学家致力
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