（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
考查化学平衡的计算
典例
考查化学反应速率和化学平衡常数的计算
演练1
考查化学平衡图像及化学平衡常数
演练2
[典例] 某恒定温度下，在一个2L的密闭容器中，加入4molA和2molB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1.6molC，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＝
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）1.20.81.60.8
平衡（mol）2.81.21.60.8
n（平）＝（4＋2）mol×
＝4.8mol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＝
；
平衡时B的转化率＝
×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
—————————————————
————————————————
“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mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g），令A、B起始物质的量浓度分别为amol/L、bmol/L，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mxmol/L。
mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g）
起始（mol/L）a b 0 0
变化（mol/L）mxnxpxqx
平衡（mol/L）a－mxb－nxpxqx
K＝
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＝
×100%
———————————————————————————————————
[演练1] （2013·四川高考）在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16mol充入10L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：
t/min
2
4
7
9
n（Y）/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
下列说法正确的是（ ）
A．反应前2min的平均速率v（Z）＝2.0×10－3mol·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0.2molZ，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/（10L×2min）＝2.0×10－3mol·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1.0L的密闭容器中进行，A的初始浓度为0.050mol·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，5min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0～5min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）①0.085mol ②0.082mol/L
③0.007mol/（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°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）。
实验编号
初始pH
废水样品体积/mL
草酸溶液体积/mL
蒸馏水体积/mL
①
4
60
10
30
②
5
60
10
30
③
5
60
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·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
[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100mL，所以加入草酸和水的体积之和应为40mL，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，Cr2O
的浓度改变了（c0－c1）mol·L－1，其反应速率为（c0－c1）/t1mol·L－1·min－1，所以v（Cr3＋）＝2（c0－c1）/t1mol·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SO
。
（5）要想验证假设一正确，必须确定Al3＋和SO
不起催化作用，所以可选择K2SO4·Al2（SO4）3·24H2O，为了确保Al3＋和SO
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）
实验编号
初始pH
废水样品体积/mL
草酸溶液体积/mL
蒸馏水体积/mL
③
20
20
（2）CO2 （3）溶液pH对该反应的速率有影响
（4）Al3＋起催化作用 SO
起催化作用
（5）
实验方案（不要求写具体操作过程）
预期实验结果和结论
用等物质的量K2SO4·Al2（SO4）3·24H2O代替实验①中的铁明矾，控制其他反应条件与实验①相同，进行对比实验
反应进行相同时间后，若溶液中c（Cr2O
）大于实验①中的c（Cr2O
），则假设一成立；若两溶液中的c（Cr2O
）相同，则假设一不成立
[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0.50mol·L－1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L－1K2S2O8、0.10mol·L－1Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知：
S2O
＋2I－===2SO
＋I2（慢）
I2＋2S2O
===2I－＋S4O
（快）
（1）向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8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，S2O
与S2O
初始的物质的量需满足的关系为：
n（S2O
）：
n（S2O
）＝________.
（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：
实验序号
体积V/mL
K2S2O8溶液
水
KI溶液
Na2S2O3溶液
淀粉溶液
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
②
9.0
1.0
4.0
4.0
2.0
③
8.0
Vx
4.0
4.0
2.0
表中Vx＝________mL，理由是________。
（3）已知某条件下，浓度c（S2O
）～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（S2O
）～t的变化曲线示意图（进行相应的标注）。
解析：
（1）淀粉溶液遇I2显蓝色，溶液由无色变为蓝色时，溶液中有I2，说明Na2S2O3消耗尽。
由题给离子反应可得关系式S2O
～I2～2S2O
，n（S2O
）：
n（S2O
）＜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2.0mL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）S2O
（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S2O
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
＋H2C2O4＋H＋——Mn2＋＋CO2↑＋H2O（未配平）。
用4mL0.001mol/LKMnO4溶液与2mL0.01mol/LH2C2O4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：
组别
10%硫酸体积/mL
温度/℃
其他物质
Ⅰ
2
20
Ⅱ
2
20
10滴饱和MnSO4溶液
Ⅲ
2
30
Ⅳ
1
20
1mL蒸馏水
（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1mL蒸馏水的目的是_______________________________________________。
解析：
（1）根据电子守恒可得：
n（MnO
）×（7－2）＝n（H2C2O4）×2×（4－3），
则n（MnO
）∶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1mL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）Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅲ
（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
升级会员 