2019届二轮复习命题区间六　化学反应速率和化学平衡课件（77张） 77页

第一篇 　 高考选择题满分策略 命题区间六 　 化学反应 速率和化学平衡 ( 二卷选择题 ) 角度一　 化学反应 速率及影响因素 角度二　 化学平衡 状态的判定与平衡移动 栏目索引 角度三　 化学平衡 常数与转化率 角度 四 　 化学反应 速率与化学平衡图像的综合判断 角度一　 化学反应 速率及影响因素 高考必备 1. 理解化学反应速率的概念 化学反应速率是定量描述化学反应快慢的物理量，通常用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示。 注意： ① 这里的速率是指某段时间的平均速率。 ② 关注反应的计量数。 2. 外界条件对化学反应速率的影响 3. 稀有气体对反应速率的影响 4. 外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同 (1) 当增大反应物浓度时， v 正 增大， v 逆 瞬间不变，随后也增大。 (2) 增大压强，气体分子数减小的方向的反应速率变化程度大。 (3) 对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率。 (4) 升高温度， v 正 和 v 逆 都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大 。 (5) 使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率 。 1. 反应 C(s) ＋ H 2 O(g ) CO(g ) ＋ H 2 (g) 在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 A. 增加 C 的量 B. 将容器的体积缩小一半 C. 保持体积不变，充入 H 2 O(g) ，使体系的压强增大 D. 保持压强不变，充入氮气，使容器的体积增大 对点集训 答案 解析 √ 解析　 碳单质是固体，增加碳单质的量不能影响反应物浓度，对反应速率没有影响， A 项符合题意 ； 容器 的体积缩小，压强增大，气体的物质的量浓度增大，反应速率加快， B 项不符合题意 ； 体积 不变，充入水蒸气，水蒸气的物质的量浓度增大，反应速率加快， C 项不符合题意 ； 压强 不变，充入氮气，容器的体积增大，气体的物质的量浓度减小，反应速率减慢， D 项不符合题意。 2. 已知： CaCO 3 ＋ 2HCl == =CaCl 2 ＋ CO 2 ↑ ＋ H 2 O Δ H ＜ 0 。下列说法不正确的是 A. 其他条件不变，适当增大盐酸的浓度将加快化学反应速率 B. 其他条件不变，适当增加 CaCO 3 的用量将加快化学反应速率 C. 反应过程中，化学反应速率将先增大后减小 D. 一定条件下反应速率改变， Δ H 不变 √ 答案 解析 解析　 盐酸浓度增大， H ＋ 浓度增大，反应速率加快， A 项正确； 由于 CaCO 3 是固体，若只增大其用量，而不增大其与盐酸的接触面积，化学反应速率将不变， B 项错误； 由于反应放热，反应过程中温度升高，反应速率会变快，但随着盐酸浓度的减小，反应速率会逐渐变慢， C 项正确； 反应焓变只与反应物和生成物的能量状态有关，与反应快慢无关， D 项正确。 3. 一定温度下， 10 mL 0.40 mol·L － 1 H 2 O 2 溶液发生催化分解。不同时刻测得生成 O 2 的体积 ( 已折算为标准状况 ) 如下表。 t /min 0 2 4 6 8 10 V (O 2 )/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 下列叙述不正确的是 ( 溶液体积变化忽略不计 ) A.0 ～ 6 min 的平均反应速率 ： v (H 2 O 2 ) ≈ 3.3 × 10 － 2 mol·L － 1 ·min － 1 B.6 ～ 10 min 的平均反应速率 ： v (H 2 O 2 )<3.3 × 10 － 2 mol·L － 1 ·min － 1 C. 反应到 6 min 时， c (H 2 O 2 ) ＝ 0.30 mol·L － 1 D. 反应到 6 min 时， H 2 O 2 分解了 50% 答案 解析 √ D 项，反应至 6 min 时，消耗 n (H 2 O 2 ) ＝ 2 × 10 － 3 mol ， n (H 2 O 2 ) 总 ＝ 4 × 10 － 3 mol ，所以 H 2 O 2 分解了 50% ，正确。 4.Boderlscens 研究反应： H 2 (g) ＋ I 2 (g ) 2HI(g ) 　 Δ H ＜ 0 ，温度为 T 时，在两个体积均为 1 L 的密闭容器中进行实验，测得气体混合物中碘化氢的物质的量分数 w (HI) 与反应时间 t 的关系如下表： 容器编号 起始物质 t /min 0 20 40 60 80 100 Ⅰ 0.5 mol I 2 、 0.5 mol H 2 w (HI)/% 0 50 68 76 80 80 Ⅱ x mol HI w (HI)/% 100 91 84 81 80 80 研究发现上述反应中 v 正 ＝ k a · w (H 2 )· w (I 2 ) ， v 逆 ＝ k b · w 2 (HI) ，其中 k a 、 k b 为常数。下列说法正确的 是 A. 温度为 T 时，该反应 的 ＝ 80 B. 容器 Ⅰ 中前 20 min 的平均速率 v (HI) ＝ 0.012 5 mol·L － 1 ·min － 1 C. 若起始时，向容器 Ⅰ 中加入物质的量均为 0.1 mol 的 H 2 、 I 2 、 HI ， 反 　 应 逆向进行 D. 若两容器中， k a ( Ⅰ ) ＝ k a ( Ⅱ ) ，且 k b ( Ⅰ ) ＝ k b ( Ⅱ ) ，则 x 的值一定为 1 √ 答案 解析 若两容器中， k a ( Ⅰ ) ＝ k a ( Ⅱ ) ，且 k b ( Ⅰ ) ＝ k b ( Ⅱ ) ，则为恒容条件下的等效平衡，则 x 的值一定为 1 ， D 项正确。 角度 二 　 化学平衡 状态的判定与平衡移动 高考必备 1. 化学平衡状态的判断标志 (1) 速率标志 ① 同一物质在同一时间内生成速率与消耗速率相等。 ② 不同物质在相同时间内代表反应方向相反时的化学反应速率比等于化学计量数之比。 (2) 物质的数量标志 ① 平衡体系中各物质的质量、浓度、百分含量等保持不变。 ② 反应物消耗量达到最大值或生成物的量达到最大值 ( 常用于图像分析中 ) 。 ③ 不同物质在相同时间内代表反应方向相反的量 ( 如物质的量、物质的量浓度、气体体积 ) 的变化值之比等于化学计量数之比 。 (3) 特殊的标志 ① 对反应前后气体分子数目不同的可逆反应来说，当体系的总物质的量、总压强 ( 恒温恒容时 ) 、平均相对分子质量不变。 ② 有色体系的颜色保持不变。 (4) 依 Q 与 K 关系判断：若 Q ＝ K ，反应处于平衡状态。 2. 化学平衡的移动 (1) 勒夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件 ( 如浓度、压强或温度等 ) ，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。其中包含： ① 影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三种； ② 原理的适用范围是只有一项条件变化的情况 ( 温度或压强或一种物质的浓度 ) ，当多项条件同时发生变化时，情况比较复杂； ③ 平衡移动的结果只能减弱 ( 不可能抵消 ) 外界条件的变化。 (2) 分析化学平衡移动问题的注意事项 ① 同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。 ② 对于缩小体积增大压强，不管是否移动，各成分的浓度均增大，但增大的倍数可能不同也可能相同。 ③ 不要把 v 正 增大与平衡向正反应方向移动等同起来，只有 v 正 ＞ v 逆 时，才使平衡向正反应方向移动。 ④ 不能把平衡向正反应方向移动与反应物转化率的增大等同起来。具体分析可参考下表： 反应实例 条件变化与平衡移动方向 达新平衡后转化率变化 2SO 2 (g) ＋ O 2 (g ) 2SO 3 (g ) Δ H ＜ 0 增大 O 2 浓度，平衡正移 SO 2 的转化率增大， O 2 的转化率减小 增大 SO 3 浓度，平衡逆移 从逆反应角度看， SO 3 的转化率减小 升高温度，平衡逆移 SO 2 、 O 2 的转化率都减小 增大压强，平衡正移 SO 2 、 O 2 的转化率都增大 2NO 2 (g ) N 2 O 4 (g ) 体积不变时，无论是加入 NO 2 还是加入 N 2 O 4 NO 2 的转化率都增大 ( 新平衡中 N 2 O 4 的含量都会增大 ) 2HI(g ) H 2 (g ) ＋ I 2 (g) 增大 H 2 的浓度，平衡逆移 H 2 的转化率减小， I 2 的转化率增大 增大 HI 的浓度，平衡正移 HI 的转化率不变 增大压强，平衡不移动 转化率不变 3. 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。 (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。 题组一　化学平衡状态的判断 1. 一定温度下，某恒容密闭容器中存在如下反应： CH 4 (g) ＋ H 2 O(g ) CO(g ) ＋ 3H 2 (g) 　 Δ H ＞ 0 。下列各项指标表明容器中的反应处于平衡状态的是 A. 断裂 H—O 键与 H—H 键数目比为 2 ∶ 3 B.CH 4 与 H 2 O 的生成速率相等 C.Δ H 保持不变 D. 混合气体密度不变 对点集训 √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 解析　 A 项，即为消耗 1 mol H 2 O ，同时消耗 3 mol H 2 ，是平衡状态； B 项， CH 4 与 H 2 O 的生成速率均是逆反应速率，不能用于判断平衡状态； C 项，对于任何一个确定的化学反应， Δ H 是定值，不能用于判断平衡状态； D 项，气体的总质量一定，容器体积一定，则混合气体的密度为定值，不能用于判断是否是平衡状态。 1 2 3 4 5 6 7 8 2. 将 FeCl 3 溶液和 KI 溶液混合，发生反应： 2Fe 3 ＋ (aq) ＋ 2I － (aq ) 2Fe 2 ＋ (aq) ＋ I 2 (aq) 。下列各项能判断上述可逆反应达到平衡状态的是 A. 溶液颜色不再变化 B. c (K ＋ ) 不再变化 C. c (Fe 3 ＋ ) 与 c (Fe 3 ＋ ) 之和不再变化 D. v 正 (I － ) ＝ 2 v 正 (I 2 ) √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 解析　 A 项，溶液颜色不再变化，说明 Fe 3 ＋ 、 Fe 2 ＋ 及 I 2 的浓度不再变化，反应达到平衡状态 ； B 项，钾离子浓度始终不变，因此 c (K ＋ ) 不变不能用于判断反应是否达到 平衡状态 C 项 ； 由 铁元素守恒知，铁离子和亚铁离子的浓度之和始终不变，因此 c (Fe 3 ＋ ) 与 c (Fe 2 ＋ ) 之和不变不能用于判断反应是否达到平衡状态 ； D 项， v 正 (I － ) 和 v 正 (I 2 ) 同为正反应速率， v 正 (I － ) ＝ 2 v 正 (I 2 ) 不能用于判断反应是否达到平衡状态。 1 2 3 4 5 6 7 8 A. ①③⑥ B. ②④⑤ C . ②④⑤⑥ D. ①②③④ 3. 汽车尾气净化的主要原理为 2NO(g) ＋ 2CO(g ) 2CO 2 (g ) ＋ N 2 (g) 　 Δ H ＜ 0 。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到 t 1 时刻达到平衡状态的是 答案 解析 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 解析　 ① 达到平衡时， v 正 应保持不变。 ② 由于是放热反应，又是绝热容器，体系温度升高，平衡左移， K 减小。 ③ t 1 后， NO 、 CO 2 的量均会继续变化，因而不是平衡状态。 ④ w (NO) 逐渐减小，达到平衡时保持不变。 ⑤ 因正反应放热，容器绝热，故反应开始后体系温度升高，达到平衡状态时，体系温度不再发生变化。 ⑥ Δ H 是一个定值，不能用于判断可逆反应是否达到平衡状态。 1 2 3 4 5 6 7 8 题组二　化学平衡移动原理的理解与应用 4. 下列说法正确的是 A. 对 CO(g) ＋ H 2 S(g ) COS(g ) ＋ H 2 (g) 达到平衡后，升高温度， H 2 S 浓 度 增加，表明该反应是吸热反应 B. 对 CO(g) ＋ H 2 S(g ) COS(g ) ＋ H 2 (g) 达到平衡后，通入 CO 后， 正反应 速率 逐渐增大 C. 一定条件下反应 N 2 (g) ＋ 3H 2 (g ) 　 2NH 3 (g ) 达到平衡时， 3 v 正 (H 2 ) ＝ 2 v 逆 ( NH 3 ) D. 对于反应 CO(g) ＋ H 2 O(g ) CO 2 (g ) ＋ H 2 (g) 　 Δ H <0 ，只改变压强 ， 　 平衡 不发生移动，反应放出的热量不变 √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 解析　 A 项，升高温度， H 2 S 浓度增加，说明平衡逆向移动，则该反应是放热反应，错误； B 项，通入 CO 后，正反应速率瞬间增大，又逐渐减小，错误； C 项， N 2 (g) ＋ 3H 2 (g ) 2NH 3 (g ) 达到平衡时，应为 2 v 正 (H 2 ) ＝ 3 v 逆 (NH 3 ) ，错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 5.COCl 2 (g ) CO(g ) ＋ Cl 2 (g) 　 Δ H ＞ 0 当反应达到平衡时，下列措施： ① 升高温度　 ② 恒容条件下通入惰性气体　 ③ 增加 CO 的浓度　 ④ 扩大容积　 ⑤ 加催化剂　 ⑥ 恒压条件下通入惰性气体，能提高 COCl 2 转化率的是 A. ①②④ B . ①④⑥ C. ②③⑥ D . ③⑤⑥ √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 解析　 正反应是体积增大的吸热反应，则 ① 升高温度，平衡向正反应方向移动，转化率增大 ； ② 恒容条件下通入惰性气体，平衡不移动 ； ③ 增大 CO 的浓度，平衡向逆反应方向移动，转化率降低 ； ④ 扩大容积，压强降低，平衡向正反应方向移动，转化率增大 ； ⑤ 加催化剂，平衡不移动 ； ⑥ 恒压条件下通入惰性气体，体积增大，平衡向正反应方向移动，转化率增大。 1 2 3 4 5 6 7 8 6.(2017· 海南， 11 改编 ) 已知反应 CO(g) ＋ H 2 O(g ) CO 2 (g ) ＋ H 2 (g) 　 Δ H ＜ 0 。在一定温度和压强下于密闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是 A. 升高温度， K 增大 B. 减小压强， n (CO 2 ) 增加 C. 更换高效催化剂， α (CO) 增大 D. 充入一定量的氮气， n (H 2 ) 不变 答案 解析 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 解析　 A 项，此反应的正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数只受温度的影响，即升高温度， K 值减小，错误 ； B 项，反应前后气体计量数之和相等，因此减小压强，平衡不移动，即 n (CO 2 ) 不变，错误 ； C 项，催化剂对化学平衡移动无影响，因此 CO 的转化率不变，错误 ； D 项，恒压下，充入 N 2 ，容器的体积增大，组分浓度降低，但化学反应前后气体计量数之和不变，因此化学平衡不移动， n (H 2 ) 不变，正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 题组三　化学反应速率　化学平衡的综合判断 7. 对于反应 CO(g) ＋ H 2 O(g ) CO 2 (g ) ＋ H 2 (g) 　 Δ H ＜ 0 ，在其他条件不变的情况下，下列说法正确的是 A. 若在原电池中进行，反应放出的热量不变 B. 升高温度，反应速率加快，反应放出的热量不变 C. 改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变 D. 加入催化剂，改变了反应的途径，反应的 Δ H 也随之改变 √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 解析　 若在原电池中进行，化学能一部分转化为电能，一部分转化为热能，放出的热量减少， A 项错误 ； 反应 是放热反应，升温反应速率增大，平衡逆向进行，反应放出的热量减小， B 项错误 ； 反应 前后气体体积不变，增大压强平衡不变，反应放出的热量不变， C 项正确 ； 催化剂 改变反应速率不改变化学平衡，改变了反应的途径，反应焓变不变， D 项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 8. 已知反应 CO(g) ＋ 2H 2 (g ) CH 3 OH(g ) 　 Δ H ＝ Q kJ·mol － 1 ，在三个不同容积的容器中分别充入 1 mol CO 与 2 mol H 2 ，恒温恒容，测得平衡时 CO 的转化率如下表： 序号 温度 / ℃ 容器体积 CO 转化率 平衡压强 /Pa ① 200 V 1 50% P 1 ② 200 V 2 70% P 2 ③ 350 V 3 50% P 3 1 2 3 4 5 6 7 8 下列说法正确的是 A. 反应速率： ③ ＞ ① ＞ ② B. 平衡时体系压强： P 1 ∶ P 2 ＝ 5 ∶ 4 C. 若容器体积 V 1 ＞ V 3 ，则 Q ＜ 0 D. 若实验 ② 中 CO 和 H 2 用量均加倍，则 CO 转化率＜ 70% √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 解析　 ①② 的温度相同，初始浓度相同，而转化率 ② ＞ ① ，则 ② 可看作在 ① 的基础上加压，即 V 1 ＞ V 2 ，压强 P 2 ＞ P 1 ，因此反应速率： ② ＞ ① ， A 项错误 ； ① 与 ② 比较，到达平衡时，平衡混合物的物质的量之比为 5 ∶ 4 ，但 V 1 与 V 2 不等，因此平衡时体系压强： P 1 ∶ P 2 不等于 5 ∶ 4 ， B 项错误 ； 若 容器体积 V 1 ＞ V 3 、温度相同，则 ① 与 ③ 比较， CO 的转化率 ③ ＞ ① ，而现在 CO 的转化率相同，则可看作在这个基础上 ③ 的平衡逆向移动，而升温平衡向吸热反应方向移动，即逆向是吸热反应， C 项正确 ； 若 实验 ② 中 CO 和 H 2 用量均加倍则可看作在 ② 的基础上压缩体积， CO 转化率增大， D 项错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 角度 三 　 化学平衡 常数与转化率 高考必备 化学平衡常数的 “ 四大关系 ” 1. 化学平衡常数与化学方程式书写形式的关系 对于同一可逆反应，正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数，即： K 正 ＝ 。 若化学方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会发生改变。两反应加和，得到的新反应，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积；两反应相减，得到的新反应，其化学平衡常数是两反应平衡常数相除得到的商。 2. 化学平衡常数与物质状态的关系 由于固体或纯液体的浓度视为常数 1 ，所以在平衡常数表达式中不再写出。 3. 化学平衡常数与平衡移动的关系 即使化学平衡发生移动，但只要温度不变，平衡常数就不会改变。 4. 平衡常数与温度的关系 对于放热反应，温度越高，平衡常数越小；对于吸热反应，温度越高，平衡常数越大 。 1.O 3 是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。 O 3 可溶于水，在水中易分解，产生的 [O] 为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生反应如下： 反应 ① 　 O 3 O 2 ＋ [ O ] 　 Δ H >0 　平衡常数为 K 1 ； 反应 ② 　 [ O ] ＋ O 3 2O 2 　 Δ H <0 　平衡常数为 K 2 ； 总反应： 2O 3 3O 2 　 Δ H <0 　平衡常数为 K 。 下列叙述正确的是 A. 降低温度， K 减小 B. K ＝ K 1 ＋ K 2 C. 适当升温，可提高消毒 效率 D . 压强增大， K 2 减小 对点集训 √ 答案 解析 解析　 降温，总反应平衡向右移动， K 增大， A 项错误； 升高温度，反应速率增大，可提高消毒效率， C 项正确； 对于给定的反应，平衡常数只与温度有关， D 项错误。 2.(2017· 天津， 6) 常压下羰基化法精炼镍的原理： Ni(s) ＋ 4CO(g ) Ni(CO) 4 (g ) 。 230 ℃ 时，该反应的平衡常数 K ＝ 2 × 10 － 5 。已知： Ni(CO) 4 的沸点为 42.2 ℃ ，固体杂质不参与反应。 第一阶段：将粗镍与 CO 反应转化成气态 Ni(CO) 4 ； 第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至 230 ℃ 制得高纯镍。 下列判断正确的是 A. 增加 c (CO) ，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大 B. 第一阶段，在 30 ℃ 和 50 ℃ 两者之间选择反应温度，选 50 ℃ C. 第二阶段， Ni(CO) 4 分解率较低 D. 该反应达到平衡时， v 生成 [ Ni(CO) 4 ] ＝ 4 v 生成 (CO ) 答案 解析 √ 解析　 A 项，增加 c (CO) ，平衡向正向移动，因平衡常数大小只与温度有关，与浓度无关，所以反应的平衡常数不变，错误； B 项，第一阶段， 50 ℃ 时， Ni(CO) 4 为气态，易于分离，有利于 Ni(CO) 4 的生成，正确； D 项，因反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，再根据该反应的化学计量数可知，该反应达到平衡时， 4 v 生成 [ Ni(CO) 4 ] ＝ v 生成 (CO) ，错误。 3.(2017· 漳州二模 ) 一定条件下，可逆反应的平衡常数可以用平衡浓度计算，也可以用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压 × 物质的量分数。在恒温恒压条件下，总压不变，用平衡分压计算平衡常数更方便。下列说法不正确的是 A. 对于 C 2 H 4 (g) ＋ H 2 O(g ) C 2 H 5 OH(g ) 在一定条件下达到平衡状态时，体系的总 压强 为 p ，其中 C 2 H 4 (g) 、 H 2 O(g) 、 C 2 H 5 OH(g) 均为 1 mol ，则用分压表示的平衡常数 K p ＝ B. 恒温恒压下，在一容积可变的容器中，反应 2A(g) ＋ B(g ) 2C(g ) 达到平衡时， A 、 B 和 C 的物质的量分别为 4 mol 、 2 mol 和 4 mol 。若此时 A 、 B 和 C 均增加 1 mol ， 平衡 正向 移动 C. 恒温恒压下，在一容积可变的容器中， N 2 (g) ＋ 3H 2 (g ) 2NH 3 (g ) 达到平衡状态时 ， N 2 、 H 2 、 NH 3 各 1 mol ，若此时再充入 3 mol N 2 ，则平衡正向移动 D. 对于一定条件下的某一可逆反应，用平衡浓度表示的平衡常数和用平衡分压 表示 的 平衡常数，其数值不同，但意义相同，都只与温度 有关 答案 解析 √ B 项，如 A 、 B 和 C 的物质的量之比按照 2 ∶ 1 ∶ 2 的比值增加，则平衡不移动，而 “ 均增加 1 mol ” 时相当于在原来的基础上多加了 B ，则平衡向右移动，正确； D 项，对于一定条件下的某一可逆反应，用平衡浓度表示的平衡常数和用平衡分压表示的平衡常数，表示方法不同其数值不同，但意义相同，平衡常数只与温度有关，与压强、浓度变化无关，正确。 角度 四 　 化学反应 速率与化学平衡图像的综合判断 高考必备 理解化学反应速率与化学平衡的 5 种常见图像 (1) 浓度 ( 或物质的量 )— 时间图像 描述可逆反应到达平衡的过程，如：反应 A(g) ＋ B(g ) AB(g ) 的浓度 — 时间图像如图所示。 (2) 体积分数 — 温度图像 描述平衡进程，如：在容积相同的不同密闭容器内，分别充入相同量的 N 2 和 H 2 ，在不同温度下，任其发生反应 N 2 (g) ＋ 3H 2 (g ) 2NH 3 (g ) ，在某一时刻，测定 NH 3 的体积分数，如图所示， A 、 B 未到达平衡； C 点最大，恰好到达平衡； D 、 E 体积分数变小，是升温平衡逆向移动的结果。可推知该反应为放热反应。 (3) 速率 — 时间图像 描述平衡移动的本质，如： N 2 (g) ＋ 3H 2 (g ) 2NH 3 (g)　Δ H ＝－ 92.4 kJ· mol － 1 ，在一定条件下达到化学平衡，现升高温度使平衡发生移动，正、逆反应速率 ( v ) 变化图像如图所示。 (4) 物质的量 ( 或浓度、转化率、含量 )— 时间 — 温度 ( 或压强 ) 图像 描述温度 ( 或压强 ) 对平衡移动的影响，如：放热反应 2X(g) ＋ Y(g ) 2Z(g ) ，在不同温度 ( T 1 和 T 2 ) 及压强 ( p 1 和 p 2 ) 下，产物 Z 的物质的量 n (Z) 与反应时间 t 的关系如图所示，则： T 1 ＞ T 2 ， p 1 ＞ p 2 。 (5) 恒压 ( 或恒温 ) 线 描述反应在不同压强或温度下，平衡移动与反应特征的关系，如： m A(g) ＋ n B(g ) x C(g ) ＋ y D(g) ， A 的转化率 α A 与 p 、 T 的关系如图所示，则该反应的正反应吸热， m ＋ n ＞ x ＋ y 。 题组一　单一自变量图像的分析 1. 温度为 T 时，向 2.0 L 恒容密闭容器中充入 1.0 mol PCl 5 ，发生反应： PCl 5 (g ) PCl 3 (g ) ＋ Cl 2 (g) 　 Δ H ＝ a kJ·mol － 1 ( a ＞ 0) 。 0 ～ 10 min 保持容器温度不变， 10 min 时改变一种条件，整个过程中 PCl 5 、 PCl 3 、 Cl 2 的物质的量随时间的变化如下图所示。下列说法正确的是 对点集训 1 2 3 4 5 6 A.0 ～ 4 min 的平均速率 v (Cl 2 ) ＝ 0.05 mol·L － 1 ·min － 1 B.10 min 时改变的条件是分离出一定量的 PCl 5 C. 起始时向该容器中充入 2.0 mol PCl 3 和 2.0 mol Cl 2 ，保持温度为 T ， 　 反应 达平衡时放出的热量大于 1.6 a kJ D. 温度为 T ，起始时向该容器中充入 1.0 mol PCl 5 、 0.10 mol PCl 3 和 0.10 mol Cl 2 ，反应达到平衡前 v 正 ＜ v 逆 √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 分离出 PCl 5 ， n (PCl 5 ) 减少，平衡逆向移动， n (PCl 3 ) 和 n (Cl 2 ) 也减少，与图像不符， B 项错误； 根据原平衡可知，达到平衡时生成 PCl 3 和 Cl 2 的物质的量都是 0.2 mol ，若加入 1.0 mol PCl 3 和 1.0 mol Cl 2 ，达到平衡时反应掉 PCl 3 和 Cl 2 各 0.8 mol ，放热 0.8 a kJ ，由于该反应的正反应气体体积增大，投入 2.0 mol PCl 3 和 2.0 mol Cl 2 时相当于增大压强，平衡逆向移动，放出的热量大于 1.6 a kJ ， C 项正确； 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 2. 甲醇脱氢可制取甲醛： CH 3 OH(g ) HCHO(g ) ＋ H 2 (g) 。甲醇的平衡转化率随温度变化的曲线如下图所示 ( 已知反应在 1 L 的密闭容器中进行，甲醇的物质的量为 1 mol) 。下列有关说法正确的 是 A . 平衡常数： K 600 K ＞ K 750 K B. 从 Y 点到 Z 点可通过增大压强实现 C. 在 T 1 K 时，该反应的平衡常数为 8.1 D. 若工业上利用此反应进行生产，为了提高经济效益，宜将反应 温度 升高 至 1 050 K 以上 答案 解析 √ 1 2 3 4 5 6 解析　 由图示可知，随着温度的升高，甲醇的转化率增大，说明升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，故 750 K 时平衡常数大于 600 K ， A 项错误； Y 点与 Z 点的温度不同，不可能通过增大压强实现， B 项错误； 由图示可知在 900 K 左右，甲醇的转化率已经很高，再升高温度转化率增幅不大，但会提高能耗， D 项错误。 1 2 3 4 5 6 A.985 ℃ 时， H 2 S 按上述反应分解的 平衡常数 K ＝ B.H 2 S 的分解为吸热反应 C. 图像能解释：温度升高，反应速率加快 D. 如果只将上述条件中的温度改为压强，图像的形式基本不变 3.H 2 S 受热分解的反应为 2H 2 S(g ) 2H 2 (g ) ＋ S 2 (g) 。在恒温密闭容器中，控制不同温度进行 H 2 S 的分解实验，以 H 2 S 起始浓度均为 c mol·L － 1 测定 H 2 S 的转化率，结果如图所示，图中 a 曲线表示 H 2 S 的平衡转化率与温度的关系， b 曲线表示不同温度下反应经过相同时间的转化率。下列叙述错误的是 √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析　 以 H 2 S 起始浓度均为 c mol·L － 1 测定 H 2 S 的转化率， 985 ℃ 时 H 2 S 的转化率为 40% ， 则 2H 2 S(g) 2H 2 (g ) ＋ S 2 (g) 起始浓度 /mol·L － 1 c 0 0 转化浓度 /mol·L － 1 0.4 c 0.4 c 0.2 c 平衡浓度 /mol·L － 1 0.6 c 0.4 c 0.2 c 1 2 3 4 5 6 由图像可知，随着温度升高，硫化氢的转化率逐渐增大，平衡正向移动，即此反应的正反应是吸热反应， B 项正确； 温度升高，曲线 b 向曲线 a 逼近，反应速率加快， C 项正确； 如果增大压强，则化学平衡逆向移动，硫化氢的转化率减小， D 项错误 。 1 2 3 4 5 6 这类关于化学反应速率、化学平衡的图像题，一般是给出曲线，让考生分析同一反应体系中某种物质的 “ 量 ” 与时间、温度 ( 压强 ) 的关系。 解答这类试题的关键： (1) 分析曲线的变化趋势，依据影响化学反应的速率或平衡的因素解答。 (2) 分析曲线中的特殊点，如：起点，拐点 ( 先拐先平 ) ，平衡点，厘清数据之间的关系。 练后反思 题组二　多重变量图像题的分析 4.(2018· 潍坊三模 ) 已知： 2CH 3 COCH 3 (l ) CH 3 COCH 2 COH(CH 3 ) 2 (l ) 。取等量 CH 3 COCH 3 分别在 0 ℃ 和 20 ℃ 下反应，测得其转化率 ( α ) 随时间 ( t ) 变化的关系曲线如图所示。下列说法正确的 是 A. 曲线 Ⅱ 表示 20 ℃ 时的转化反应 B. 升高温度能提高反应物的平衡转化率 C. 在 a 点时，曲线 Ⅰ 和 Ⅱ 表示反应的化学平衡常数相等 D. 化学反应速率的大小顺序为： d ＞ b ＞ c √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析　 曲线 Ⅰ 斜率大，反应速率大，是温度较高的情况， A 错误 ； 由 图像可知曲线 Ⅰ 对应的平衡转化率明显比曲线 Ⅱ 小，因而 B 、 C 均错 ； d 点对应的温度和反应物的浓度最大， b 点与 d 点的温度相同但反应物的浓度小， b 点与 c 点反应物的浓度相同，但温度高于 c 点，故 D 项正确。 1 2 3 4 5 6 5. 一定条件下，反应： 6H 2 (g) ＋ 2CO 2 (g ) C 2 H 5 OH(g ) ＋ 3H 2 O(g) 的数据如图所示 。 下列说法正确的是 A. 该反应的 Δ H ＞ 0 B. 达平衡时， v 正 (H 2 ) ＝ v 逆 (CO 2 ) C.b 点对应的平衡常数 K 值大于 c 点 D.a 点对应的 H 2 的平衡转化率为 90 % √ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 解析　 升高温度， CO 2 的转化率减小，平衡向左移动，正反应为放热反应， Δ H ＜ 0 ， A 项错误 ； 达 平衡时， v 正 (H 2 ) ＝ 3 v 逆 (CO 2 ) ， B 项错误 ； 升温 ，平衡左移， b 点温度高，其平衡常数小， C 项错误。 1 2 3 4 5 6 6. 在 20 L 的密闭容器中按物质的量之比 1 ∶ 2 充入 CO 和 H 2 ，发生反应 CO(g) ＋ 2H 2 (g ) CH 3 OH(g ) 　 Δ H 。测得 CO 的转化率随温度的变化及不同压强下 CO 的变化如图所示， p 2 和 195 ℃ 时 n (H 2 ) 随时间的变化结果如下表所示。下列说法正确的是 答案 解析 p 2 和 195 ℃ 时 n (H 2 ) t /min 0 1 3 5 n (H 2 )/mol 8 5 4 4 A. p 2 和 195 ℃ 时， 0 ～ 3 min ，反应速率 v (CH 3 OH ) ＝ mol·L － 1 ·min － 1 B. p 1 ＜ p 2 ， Δ H ＞ 0 C. 在 p 2 和 195 ℃ 时，该反应的平衡常数为 25 D.195 ℃ 、 p 2 时，在 B 点： v 正 ＞ v 逆 √ 1 2 3 4 5 6 B 项，由任意一条曲线知，随温度升高， CO 转化率减小，故 Δ H ＜ 0 ，由于增大压强时，平衡右移，故 p 1 ＜ p 2 ，错误； D 项，从 B 点到 A 点， CO 转化率减小 , 故 v 正 ＜ v 逆 ，错误。 1 2 3 4 5 6 多条件变量图像，往往表现为多条曲线并存。解答这类考题的关键是： (1) 用好 “ 定一议二 ” 的方法，当图像中有三个变量时，先定一个量不变再讨论另外两个量的关系 ( 即转化为单一自变量的图像问题 ) 。 (2) 找出曲线变化的相同和不同，根据条件的不同，分析外因条件对反应速率、化学平衡移动的影响。 练后反思