全国卷高考化学复习专题突破《化学反应速率与化学平衡》知识点总结以及习题练习真题练习无答案文档格式.docx
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相当于减小压强（对反应速率的影响也相当于减小压强）
加入的气体会分担一部分压强
总的来说:
外界条件改变
反应速率
化学平衡,可归纳为:
三、化学平衡常数的应用
1.化学平衡常数表达式
对反应:
mA（g）＋nB（g）⇋pC（g）＋qD（g）
K＝
注意:
（1）固体或纯液体的浓度是常数,表达式中不能出现固体或纯液体.
（2）化学平衡常数只与温度有关,与反应物或生成物的浓度无关.
（3）化学平衡常数表示反应进行的程度,不表示反应的快慢,即化学反应速率快,K值不一定大.
（4）平衡常数表达式与方程式的书写形式有关,对于同一个反应,当方程式的化学计量数发生变化时,平衡常数的数值及单位均发生变化,当方程式逆写时,此时平衡常数为原平衡常数的倒数.
2.“三段式法”计算化学平衡常数
（1）明确三个量:
起始量、变化量、平衡量
如mA（g）＋nB（g）⇋pC（g）＋qD（g）,令A、B起始物质的量浓度分别为amol·
L－1、bmol·
L－1,达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mxmol·
L－1。
起始/mol·
L－1 a b 0 0
变化/mol·
L－1mxnxpxqx
平衡/mol·
L－1a－mxb－nxpxqx
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.化学平衡常数的应用
（1）判断反应进行的程度
化学平衡常数的大小是可逆反应进行程度的标志.K值越大,说明正向反应进行的程度越大,反应物转化率也越大.
（2）判断反应进行的方向
对于可逆反应mA（g）＋nB（g）⇋pC（g）＋qD（g）,在一定温度下的任意时刻,浓度商（Qc）表达式为:
Qc＝
.
若Qc<
K，v（正）>
v（逆）,向正反应方向进行.
若Qc＝K，v（正）＝v（逆）,反应处于平衡状态.
若Qc>
K，v（正）<
v（逆）,向逆反应方向进行.
（3）判断反应的热效应
若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应;
若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应。
（4）用于计算反应物的转化率
4.化学平衡相关计算中的2种思维路径
1.化学平衡的计算解题思维路径
2.化学平衡常数解题思维路径
5.掌握三个“百分数”
（1）转化率＝
×
100%＝
100%.
（2）生成物的产率:
实际产量占理论产量的百分数。
一般来说,转化率越高,原料利用率越高,产率越高.
产率＝
（3）混合物中某组分的百分含量＝
补充:
化学反应速率和化学平衡图像题解法思路
1.两个原则
（1）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。
（2）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。
2.三个步骤
真题练习
1.丙烯腈（CH2===CHCN）是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产,主要副产物有丙烯醛（CH2===CHCHO）和乙腈（CH3CN）等.回答下列问题:
（1）以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈（C3H3N）和副产物丙烯醛（C3H4O）的热化学方程式如下:
①C3H6（g）＋NH3（g）＋
O2（g）===C3H3N（g）＋3H2O（g） ΔH＝－515kJ·
mol－1
②C3H6（g）＋O2（g）===C3H4O（g）＋H2O（g）ΔH＝－353kJ·
两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是____________________;
有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是______________________;
提高丙烯腈反应选择性的关键因素是__________________________。
（2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应的温度为460℃。
低于460℃时,丙烯腈的产率________（填“是”或“不是”）对应温度下的平衡产率,判断理由是_________________________________________；
高于460℃时,丙烯腈产率降低的可能原因是________（双选，填标号）。
A．催化剂活性降低B.平衡常数变大
C．副反应增多D.反应活化能增大
图（a） 图（b）
（3）丙烯腈和丙烯醛的产率与n（氨）/n（丙烯）的关系如图（b）所示。
由图可知,最佳n（氨）/n（丙烯）约为________,理由是_____________________。
进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为________。
2.甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料,利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂作用下合成甲醇。
发生的主要反应如下:
①CO（g）＋2H2（g）⇋CH3OH（g） ΔH1
②CO2（g）＋3H2（g）⇋CH3OH（g）＋H2O（g） ΔH2
③CO2（g）＋H2（g）⇋CO（g）＋H2O（g） ΔH3
回答下列问题:
（1）反应①的化学平衡常数K表达式为______________________________；
图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为________（填曲线标记字母）,其判断理由是____________________________.
图1
（2）合成气组成n（H2）/n（CO＋CO2）＝2.60时,体系中的CO平衡转化率（α）与温度和压强的关系如图2所示.α（CO）值随温度升高而________（填“增大”或“减小”）,其原因是____________;
图2中的压强由大到小为________,其判断理由是___________.
图2
3.Bodensteins研究了下列反应:
2HI（g）⇋H2（g）＋I2（g）
在716K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/min
20
40
60
80
120
x（HI）
1
0.91
0.85
0.815
0.795
0.784
0.60
0.73
0.773
0.780
（1）根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为________.
（2）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＝0.0027min－1,在t＝40min时,v正＝________min－1.
（3）由上述实验数据计算得到v正～x（HI）和v逆～x（H2）的关系可用下图表示.当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为______（填字母）.
4.在1.0L密闭容器中放入0.10molA（g）,在一定温度进行如下反应:
A（g）⇋B（g）＋C（g） ΔH＝＋85.1kJ·
反应时间（t）与容器内气体总压强（p）的数据见下表:
时间t/h
2
4
8
16
25
30
4.91
5.58
6.32
7.31
8.54
9.50
9.52
9.53
（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＝________.
反应时间t/h
c（A）/（mol·
L－1）
0.10
a
0.026
0.0065
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12h时反应物的浓度c（A）为_______________mol·
L－1.
考点1:
化学平衡状态的判断
1.可以证明可逆反应N2＋3H2⇋2NH3已达到平衡状态的是（ ）
①1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键断裂;
②1个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键断裂;
③其他条件不变时,混合气体平均相对分子质量不再改变;
④恒温恒容时,体系压强不再改变;
⑤NH3、N2、H2的体积分数都不再改变;
⑥恒温恒容时,混合气体的密度保持不变;
⑦正反应速率v（H2）＝0.6mol/（L·
min）,逆反应速率v（NH3）＝0.4mol/（L·
min）
A．全部 B．①③④⑤
C．②③④⑤⑦D．③⑤⑥⑦
2.可逆反应:
2NO2（g）⇋2NO（g）＋O2（g）在体积固定的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是（ ）
①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2
②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为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混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A．①④⑥⑦B．②③⑤⑦C．①③④⑤D.全部
3.向某绝热密闭容器中加入一定量CO2（g）和H2（g）,发生反应:
CO2（g）＋3H2（g）⇋CH3OH（g）＋H2O（g） ΔH＝－49kJ·
mol－1.下列图像中能表明此容器中的反应已处于平衡状态的是（ ）
4.1100℃时,在恒容密闭容器中,发生可逆反应:
Na2SO4（s）＋4H2（g）⇋Na2S（s）＋4H2O（g）.能判断反应达到平衡状态的是（ ）
A．混合气体的压强不变
B．混合气体的密度不变
C．混合气体的总物质的量不变
D．各气体的浓度相等
考点2:
化学反应速率与化学平衡图像
1.（2016·
河北衡水中学一调）以二氧化碳和氢气为原料制取乙醇的反应为2CO2（g）＋6H2（g）⇋CH3CH2OH（g）＋3H2O（g） ΔH<
0。
某压强下的密闭容器中,按CO2和H2的物质的量比为1∶3投料,不同温度下平衡体系中各物质的物质的量百分数（y%）随温度变化如图所示.下列说法正确的是（ ）
A．a点的平衡常数小于b点
B．b点,v正（CO2）＝v逆（H2O）
C．a点,H2和H2O物质的量相等
D．其他条件恒定,充入更多H2,v（CO2）不变
2.已知:
A（g）＋3B（g）⇋M（g）＋N（g）ΔH＝－49.0kJ·
mol－1.一定条件下,向体积为2L的密闭容器中充入2molA和6molB,测得A和M的浓度随时间的变化曲线如图所示.下列叙述中正确的是（ ）
A．充分反应后,该反应放出98kJ的热量
B．10min后,升高温度能使
增大
C．3min时B的生成速率是M生成速率的3倍
D．反应达到平衡时B的转化率为75%
3.（2016·
山东省实验中学质检）一定温度下,将1molA和2molB置于2L密闭容器中,发生反应:
A（g）＋B（g）⇋C（g）＋D（g）并达到平衡.C的体积分数随时间变化如图Ⅰ所示,反应过程中的能量变化如图Ⅱ所示。
下列说法不正确的是（ ）
图Ⅰ 图Ⅱ
A．达到平衡后,其他条件不变,降低温度,v正、v逆均减小,C的体积分数增大
B．该温度下,反应的平衡常数数值约为7.36
C．一段时间后,若气体的密度不变,则可以判断该反应已达化学平衡状态
D．在上述反应体系中加入催化剂,化学反应速率增大,E1和E2均减小
4.（2016·
四川高考）一定条件下,CH4与H2O（g）发生反应:
CH4（g）＋H2O（g）⇋CO（g）＋3H2（g）.设起始
＝Z,在恒压下,平衡时CH4的体积分数φ（CH4）与Z和T（温度）的关系如图所示.下列说法正确的是（ ）
A．该反应的焓变ΔH>
B．图中Z的大小为a>
3>
b
C．图中X点对应的平衡混合物中
＝3
D．温度不变时,图中X点对应的平衡在加压后φ（CH4）减小
5.工业上用下列反应合成甲醇:
CO2（g）＋3H2（g）⇋CH3OH（g）＋H2O（g）。
在固定容积为2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变的情况下,研究温度对反应的影响,实验结果如图所示（注:
T1、T2均大于300℃）。
下列说法正确的是（ ）
A．温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为v（CH3OH）＝
mol·
L－1·
min－1
B.该反应在温度为T1时的平衡常数比温度为T2时的小
C．该反应的正反应为放热反应
D．处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时
减小
考点3:
化学反应速率与化学平衡的计算
合肥一中期末）在一个容积为2L的密闭容器中,加入0.8molA2气体和0.6molB2气体,一定条件下发生反应:
A2（g）＋B2（g）⇋2AB（g） ΔH<
0,反应中各物质的浓度随时间的变化情况如图所示,下列说法不正确的是（ ）
A．图中a点的值为0.15
B．该反应的平衡常数K＝0.03
C．温度升高，平衡常数K值减小
D．平衡时A2的转化率为62.5%
2.（2016·
西工大附中质检）PCl3和PCl5都是重要的化工原料。
将PCl3（g）和Cl2（g）充入体积不变的2L密闭容器中,在一定条件下发生反应PCl3（g）＋Cl2（g）⇋PCl5（g）,并于10min时达到平衡。
有关数据如下:
PCl3（g）
Cl2（g）
PCl5（g）
初始浓度（mol/L）
2.0
1.0
平衡浓度（mol/L）
c1
c2
0.4
下列判断不正确的是（ ）
A．10min内,v（Cl2）＝0.04mol/（L·
B．升高温度（T1<
T2）,反应的平衡常数减小,平衡时PCl3的物质的量变化
<
C．当容器中Cl2为1.2mol时,反应达到平衡
D．平衡后移走2.0molPCl3和1.0molCl2,相同条件下再达平衡时,c（PCl5）<
0.2mol/L
宜春联考）已知温度为T0℃时,可逆反应X（g）＋Y（g）―→Z（g）（未配平）,在容积固定的容器中发生反应,各物质的浓度随时间变化的关系如图a所示。
其他条件相同,温度分别为T1、T2时发生反应,Z的浓度随时间变化的关系如图b所示.下列叙述正确的是（ ）
图a图b
A．发生反应时,各物质的反应速率大小关系为v（X）＝v（Y）＝2v（Z）
B．图a中反应达到平衡时,Y的转化率为37.5%
C．T0℃时,该反应的平衡常数为33.3
D．该反应正反应的反应热ΔH<
4.合成尿素工业生产过程中涉及的物质转化过程如下图所示。
（1）天然气在高温、催化剂作用下与水蒸气反应生成H2和CO的化学方程式为______________________________________________________________。
（2）在合成氨生产中,将生成的氨及时从反应后的气体中分离出来。
运用化学平衡的知识分析这样做是否有利于氨的合成,说明理由：
______________。
（3）如图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下,初始时氮气、氢气的体积比为1∶3时,平衡混合物中氨的体积分数。
①若分别用vA（NH3）和vB（NH3）表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率,则vA（NH3）________vB（NH3）（填“>
”“<
”或“＝”）.
②在相同温度、当压强由p1变为p3时,合成氨反应的化学平衡常数_____（填“变大”“变小”或“不变”）.
③在250℃、1.0×
104kPa下,H2的转化率为________%（计算结果保留小数点后1位）.
5.将4molCO（g）和amolH2（g）混合于容积为4L的恒容密闭容器中,发生反应:
CO（g）＋2H2（g）⇋CH3OH（g）,10min后反应达到平衡状态,测得H2为0.5mol·
L－1.经测定v（H2）＝0.1mol·
min－1.下列说法正确的是（ ）
A．平衡常数K＝2
B．H2起始投入量为a＝6
C．CO的平衡转化率为66.7%
D．平衡时c（CH3OH）＝0.4mol·
L－1
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