1、化學反應(yīng)速率與化學平衡專題復習一、考綱分析1. 考綱原文（1）了解化學反應(yīng)速率的概念及反應(yīng)速率的表示方法。理解外界條件（濃度、溫度、壓強、催化劑等）對反應(yīng)速率的影響。（2）了解化學反應(yīng)的可逆性。理解化學平衡的含義及其與反應(yīng)速率之間的聯(lián)系。（3）理解勒夏特列原理的含義。理解濃度、溫度、壓強等條件對化學平衡移動的影響。（4）以合成氨工業(yè)生產(chǎn)為例，用化學反應(yīng)速率和化學平衡的觀點理解工業(yè)生產(chǎn)的條件。2. 考情分析化學反應(yīng)速率和化學平衡是近年來高考化學反應(yīng)理論模塊的重點內(nèi)容之一，主要涉及反應(yīng)方向、反應(yīng)速率快慢以及反應(yīng)程度等方面的判斷。分析近年的高考試題，有以下幾方面的特點：選擇題一般會從平衡狀態(tài)和平衡移

2、動、物質(zhì)轉(zhuǎn)化率和濃度變化、平衡體系密度和相對分子質(zhì)量的變化等方面考查，也常結(jié)合圖像考查根據(jù)圖像獲取數(shù)據(jù)分析、解決問題的能力等。而新課標中的化學平衡常數(shù)和化學反應(yīng)方向的判斷這些內(nèi)容正成為本專題高考命題的新熱點。3. 復習指導（1）準確了解、掌握有關(guān)概念，學會從概念相關(guān)的定義出發(fā)思考、分析問題。如氣體壓強對平衡移動的影響，必須通過濃度的變化來分析、思考，即只有濃度變化時，壓強變化才對平衡移動有效。（2）要準確理解圖表所表示的含義，也能通過圖表獲取關(guān)鍵信息，并用于分析與解決問題。同時，要會用文字、圖表等方式進行清晰、準確地表述。（3）要善于歸納、整理影響物質(zhì)變化的關(guān)鍵變量，并能運用這些變量找出其變化

3、規(guī)律，然后再用圖、表或文字的方式將這些規(guī)律進行準確表達。（4）學會一些常規(guī)的方法，對反應(yīng)體系進行分析、判斷，如典型的三步計算分析法、等效平衡分析法、平衡常數(shù)計算法等，這些都是解決化學反應(yīng)速率與化學平衡相關(guān)問題的重要方法。二、考點例析【例題1】煤制成天然氣是煤氣化的一種重要方法。其工藝核心是合成過程中的甲烷化，涉及的主要反應(yīng)：CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) H0 CO2(g) + 4H2(g) CH4(g) + 2H2O(g) H0 現(xiàn)在300，容積為2L的密閉容器中進行有關(guān)合成天然氣的實驗，相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下：CO/ molCO2/ molH2/ molCH4/ m

4、olH2O/ mol0 min43400030 min22a370 min1bcd6下列有關(guān)說法錯誤的是A. a = 30，b = 1.5 B. c = 25，d = 4.5C. 前30 min內(nèi)，反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CH4) = 0.05 mol/(Lmin)D. 后40 min內(nèi)，反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(H2) = 0.025 mol/(Lmin)【解析】根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在前30 min內(nèi)，反應(yīng)消耗了2 mol CO，同時消耗H2的物質(zhì)的量是消耗CO的3倍，即6 mol，而反應(yīng)消耗了1 mol CO2，同時消耗H2的物質(zhì)的量是消耗CO2的2倍，即4 mol，共消耗H2 10 mol，則a =

5、 30；到70 min時，H2O為6 mol，反應(yīng)消耗的CO為3 mol，由反應(yīng)生成的H2O為3 mol，則由應(yīng)生成的H2O也為3 mol，同時消耗的CO2為1.5 mol，則不難得出b = 1.5，c = 25，d = 4.5。前30 min內(nèi)由反應(yīng)生成的CH4為2 mol,濃度該變量為 1 mol/L，對應(yīng)的反應(yīng)速率v(CH4) 約為 0.033 mol/(Lmin)；后40 min內(nèi)由反應(yīng)消耗的H2為2 mol，濃度改變量為1 mol/L，對應(yīng)的反應(yīng)速率 v(H2)為0.025 mol/(Lmin)。答案：C【點撥】化學反應(yīng)速率是表示反應(yīng)進行快慢的物理量，它用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或

6、生成物濃度的增加來表示，單位有mol/(Lh)、mol/(Lmin)、mol/(Ls)等。計算公式如下：式中B是物質(zhì)的化學式，c(B)表示物質(zhì)B濃度的變化，n(B)表示物質(zhì)B的物質(zhì)的量的變化，V表示容器或溶液的體積，t表示反應(yīng)進行的時間。用上式進行進行某物質(zhì)反應(yīng)速率計算時需注意以下幾點：（1）濃度變化只適用于氣體和溶液中的溶質(zhì)，不適用于固體和純液體。（2）化學反應(yīng)速率是某段時間內(nèi)的平均速率，而不是即時速率，且計算時取正值。（3）同一反應(yīng)用不同的物質(zhì)表示反應(yīng)速率時，數(shù)值可能不同，但意義相同。不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比等于化學計量數(shù)之比?！纠}2】在某溫度時，將2 mol A和 1 mol B兩種

7、氣體通入容積為2 L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：2 A(g) + B(g) xC(g)，2 min 時反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，經(jīng)測定B的物質(zhì)的量為 0.4 mol，C的反應(yīng)速率為 0.45 mol/(Lmin)。下列各項能表示該反應(yīng)達到平衡的是AvA正: vB逆 1 : 2 B混合氣體的密度不再變化C混合氣體的壓強不再變化 DA的轉(zhuǎn)化率不再變化【解析】解答本題的關(guān)鍵是首先根據(jù)題給A、B起始的物質(zhì)的量、平衡B的物質(zhì)的量以及C的反應(yīng)速率求得x3。2 A(g) + B(g) xC(g)起始（mol） 2 1 0轉(zhuǎn)化（mol） 2a a ax平衡（mol） 22a 1a ax1 mol a 0.4 mol，a

8、0.6 mol，ax 2 min2 L0.45 mol/(Lmin)，x3，2 A(g) + B(g) 3C(g)，是等氣體分子數(shù)反應(yīng)。再判斷反應(yīng)是否達到平衡?；瘜W平衡狀態(tài)的根本標志是v正v逆 （同一物質(zhì)），因此需要把A項中原來的vA正和vB逆換算成同一物質(zhì)表示形式，根據(jù)反應(yīng)式vA正: vB逆1中化學計量系數(shù)知，若vB逆2，則vA逆4，由vA正 : v B逆 1 : 2，可知，vA正 1，故vA正 vA逆，A錯；因為該反應(yīng)中各物質(zhì)都是氣體，其質(zhì)量不變，該容器又是恒容容器，所以混合氣體的密度始終不變，B錯；該反應(yīng)是等氣體分子數(shù)的反應(yīng)，故氣體壓強不變；即壓強和密度不能作為本反應(yīng)平衡判斷的標志，C也

9、錯；當轉(zhuǎn)化率不變時，表明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。答案：D【點撥】關(guān)于平衡狀態(tài)的判斷，可以將各種情況轉(zhuǎn)化成同一物質(zhì)正、逆反應(yīng)速率是否相等，或平衡體系中個物質(zhì)百分含量保持不變（或濃度不變）。判斷是否達到平衡狀態(tài)的標志有：（1）直接標志：v正v逆 ，即用速率關(guān)系表示化學平衡狀態(tài)，式中既要有正反應(yīng)速率，又要有逆反應(yīng)速率，且兩者之比等于該反應(yīng)中的化學計量數(shù)之比。各組分的質(zhì)量、物質(zhì)的量不變，各組分的濃度（或百分含量）不變；（2）間接標志：對于有氣體存在且反應(yīng)前后氣體的總體積發(fā)生改變（n(g) 0）的反應(yīng)，如N2(g) +3H2(g)2NH3(g)，通過總量：n總（或恒溫恒壓下的V總、恒溫恒容下的p總）不變，通

10、過復合量：（平均摩爾質(zhì)量、密度）不變，則說明該反應(yīng)已達平衡狀態(tài)。對于有氣體存在且反應(yīng)前后氣體的總體積不發(fā)生改變（n(g) = 0）的反應(yīng)，如H2(g)+ I2(g)2HI(g)，反應(yīng)過程中任何時刻體系的壓強、氣體的物質(zhì)的量、平均摩爾質(zhì)量都不變，故壓強、氣體的物質(zhì)的量、平均摩爾質(zhì)量不變均不能說明反應(yīng)已達平衡狀態(tài)。其它：對于有色氣體存在的反應(yīng)體系，如H2(g)+ I2(g)2HI(g)和 2NO2(g)N2O4(g)等，若體系的顏色不再發(fā)生改變，則反應(yīng)已達平衡狀態(tài)。（3）微觀標志：如N2(g) +3H2(g)2NH3(g)，下列各項均可說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)：斷裂1 mol NN鍵的同時生成1 m

11、ol NN鍵；斷裂1 mol NN鍵的同時生成3 mol HH鍵；斷裂1 mol NN鍵的同時生成6 mol NH鍵；生成1 mol NN鍵的同時斷裂6 mol NH鍵?！纠}3】在密閉容器中，發(fā)生以下反應(yīng)：3A(g) + B(g) xC(g)（1）密閉容器中充有2 mol A和一定量的B，當反應(yīng)進行到4 min時，測得A為0.4 mol。若反應(yīng)進行到2 min時，容器中A的物質(zhì)的量為A1.2 mol B小于1.2 mol C1.6 mol D大于1.6 mol（2）現(xiàn)有甲、乙兩個容積相等的恒容密閉容器，向甲中通入6 mol A和2 mol B，向乙中通入1.5 molA、0.5 mol B和

12、3 mol C，控制溫度不變，使上述反應(yīng)達到平衡，此時測得甲、乙兩容器中C的體積分數(shù)都為0.2。若平衡時，甲、乙兩容器中A的物質(zhì)的量相等，則x _；若平衡時甲、乙兩容器中A的物質(zhì)的量不相等，則x _；平衡時，甲、乙兩容器中A、B的物質(zhì)的量之比是否相等_（填“相等”或“不相等”），平衡時甲中A的體積分數(shù)為_；若平衡時兩容器中的壓強不相等，則兩容器中的壓強之比為_?！窘馕觥浚?）反應(yīng)進行到4 min時，測得A為0.4 mol，消耗了1.6 mol。如果反應(yīng)是勻速的，在2 min時，A 消耗了0.8 mol，實際上反應(yīng)不是勻速的，開始時反應(yīng)物的濃度大，反應(yīng)速率較快，故消耗A的量大于0.8 mol。（

13、2）若平衡時，甲、乙兩容器中A的物質(zhì)的量相等，且C的體積分數(shù)都為0.2。說明將乙中的C完全轉(zhuǎn)化為A和B，再分別加上A和B的原始量，得A的物質(zhì)的量等于6 mol，B的物質(zhì)的量等于2 mol，這樣可得x 2；若平衡時，甲、乙兩容器中A的物質(zhì)的量不相等，C的體積分數(shù)也是為0.2，說明該反應(yīng)一定是個等體積反應(yīng)，所以x 4；因為甲、乙中A、B的起始的物質(zhì)的量之比為3 : 1，等于反應(yīng)計量系數(shù)之比，所以不論反應(yīng)程度如何，其比值均為3 : 1。根據(jù)n(A) : n(B) 3 : 1，假設(shè)甲中A的體積分數(shù)為3y，B的體積分數(shù)為y，即3y + y + 0.2 1，y0.2，A的體積分數(shù)為0.6。平衡時壓強不等，

14、即平衡時氣體的物質(zhì)的量不等，但是要求達到平衡時C的體積分數(shù)都為0.2，根據(jù)的分析結(jié)果x 4，即反應(yīng)就是一個等體積反應(yīng)，故壓強比實際上就是氣體起始的物質(zhì)的量之比。答案：（1）B （2）2 4 相等 0.6 8 : 5【點撥】學會利用“建?！彼枷虢ⅰ暗刃胶狻?，來解決平衡移動問題。方法如下：（1）構(gòu)建等溫、等容平衡思想模式（見圖示）：新的平衡狀態(tài)可以認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成，相當于增大壓強。（2） 構(gòu)建等溫、等壓平衡思想模式（見圖示）：新的平衡狀態(tài)可以認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加而成，壓強不變，平衡不移動?！纠}4】已知二甲醚是一種重要的清潔燃料，可以通過CH3OH分子間脫水制

15、得：2CH3OH(g)CH3OCH3(g) + H2O(g) H = 23.5kJmol1。在T1，恒容密閉容器中建立上述平衡，體系中各組分濃度隨時間變化如圖所示。請回答下列問題：（1）該條件下反應(yīng)平衡常數(shù)表達式K_。在T1時，反應(yīng)的平衡常數(shù)為_。（2）相同條件下，若改變起始濃度，某時刻各組分濃度依次為c(CH3OH)0.4molL1、c(H2O)0.6 molL1、c(CH3OCH3)1.2molL1，此時正、逆反應(yīng)速率的大?。簐 (正)_ v (逆)（填“”、“”或“”）?！窘馕觥浚?）由圖像可知，反應(yīng)在t1時達到平衡，平衡時各物質(zhì)的濃度分別為c(CH3OCH3)1molL1，c(H2O)

16、0.8 molL1，c(CH3OH)0.4 molL1；根據(jù)反應(yīng)2CH3OH(g)CH3OCH3(g) + H2O(g)可知，其平衡常數(shù)的表達式為K ，在該溫度下，K 5。（2）根據(jù)題目所提供的數(shù)據(jù)可知，QC 4.5K，所以反應(yīng)正向進行，則v (正) v (逆)。答案：（1） 5 （2）【點撥】（1）化學平衡常數(shù)的意義：它能夠表示出可逆反應(yīng)進行的完全程度。一個可逆反應(yīng)的K值越大，說明平衡時生成物的濃度越大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率也越大?？梢哉f，化學平衡常數(shù)是一定溫度下一個可逆反應(yīng)本身固有的內(nèi)在性質(zhì)的定量體現(xiàn)。當K105時，可以認為該反應(yīng)進行完全。雖然轉(zhuǎn)化率也能表示反應(yīng)進行的程度，但轉(zhuǎn)化率不僅與溫度有關(guān)，

17、而且還與起始條件有關(guān)。K的大小只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物或生成物的起始濃度的大小無關(guān)。（2）可以利用平衡常數(shù)的值作標準，判斷正在進行的可逆反應(yīng)是否平衡及不平衡時向何方進行建立平衡。如對于可逆反應(yīng)：mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)，在一定溫度的任意時刻，反應(yīng)物與生成物的濃度有如下關(guān)系：Qc ，Qc叫該反應(yīng)的濃度熵。若QcK，反應(yīng)向逆向進行；若QcK，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；若QcK，反應(yīng)向正向進行。（3）利用K值可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)：若溫度升高，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；若溫度升高，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。（4）在使用化學平衡常數(shù)時應(yīng)注意：不要把反應(yīng)體系中的純固體、純液體及稀

18、水溶液中水的濃度寫進平衡常數(shù)表達式，但在非水溶液中，若有水參加或生成，則此時水的濃度不可視為常數(shù)，應(yīng)寫進平衡常數(shù)表達式中。同一化學反應(yīng)，化學方程式寫法不同，其平衡常數(shù)的表達式及數(shù)值亦不同，因此書寫平衡常數(shù)表達式及數(shù)值時，要與化學方程式相對應(yīng)，否則就沒有意義。三、新題預測新題1已知反應(yīng)2X(g) +Y(g) 2Z(g) 在一定條件下已達平衡，當減小壓強時：A逆反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)速率減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動B逆反應(yīng)速率減小，正反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動C正、逆反應(yīng)速率都減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動D正、逆反應(yīng)速率都減小，平衡向正反應(yīng)方向移動解析：減小壓強平衡向體積增大的方向移動，即平衡向

19、逆反應(yīng)的方向移動，減小壓強正、逆反應(yīng)的速率都減小，只是減小的程度不同，v正的減小程度大于v逆的減小程度，則有v逆v正，C選項正確。答案：C點撥：外界條件對化學平衡影響的本質(zhì)：化學平衡移動的方向就是化學反應(yīng)速率較大的方向：（1）增大反應(yīng)物的濃度，瞬間正反應(yīng)的速率增大，逆反應(yīng)速率不變，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，平衡向正反應(yīng)方向移動；減小生成物濃度，瞬間，逆反應(yīng)速率減小，正反應(yīng)速率不變，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，平衡正移。（2）改變壓強，對化學反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的根本原因是引起濃度的改變，對于有氣體參加的反應(yīng)體系，有以下幾種情況：恒溫時：增大壓強引起體系體積縮小，導致濃度增大引起反應(yīng)速率增大。恒容時：

20、當充入氣體反應(yīng)物引起反應(yīng)物濃度增大，導致總壓增大引起反應(yīng)速率增大；當充入“稀有氣體”引起總壓增大，但各物質(zhì)的濃度不變，因而反應(yīng)速率不變。恒壓時：當充入“稀有氣體”引起體積增大，因而各物質(zhì)濃度減小，導致反應(yīng)速率減小。（3）升溫，吸熱和放熱反應(yīng)的速率都增大，吸熱反應(yīng)速率增大的程度較大；降溫，吸熱反應(yīng)的速率減小的程度較大。（4）使用催化劑時，同倍數(shù)、同時增大正、逆反應(yīng)速率，正逆反應(yīng)速率始終相等。新題2在一固定容積的密閉容器中充入氣體A和B，發(fā)生如下可逆反應(yīng)：A(g) + B(g)xC(g)；H Q。在不同的溫度和壓強下，C在反應(yīng)混合物中的含量隨反應(yīng)時間的變化如圖所示。下列判斷正確的是A. P1P2，

21、x1 B. P1P2，x1C. T1T2，Q0 D. T1T2，Q0解析：由曲線和知： T1T2，溫度越高，C在平衡體系中的百分含量越低，說明該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，Q0；由曲線和可知：P1P2，壓強越高，C在平衡體系中的百分含量越高，說明x1。故D項正確。答案：D點撥：遇到圖像曲線的題目，首先要看懂和理解坐標的含義，然后觀察曲線的形狀和走向，明確曲線所代表的是哪些量的關(guān)系，明確曲線的起點、終點、交點、拐點及零點的含義，再結(jié)合題中給定的化學反應(yīng)和數(shù)據(jù)，進行正確的推理和判斷。新題3在恒溫時，一固定容積的容器內(nèi)發(fā)生如下反應(yīng)：2NO2 (g) N2O4(g)，達平衡時，再向容器內(nèi)通入一定量的NO2

22、(g)，重新達到平衡后，與第一次平衡相比，NO2的體積分數(shù)A不變 B增大 C減小 D無法判斷解析：恒溫、恒容時，向容器內(nèi)通入一定量的NO2氣體，相當于增大體系的壓強，平衡向分子數(shù)減小的方向即正向移動（也可模擬一個等效平衡作過渡狀態(tài)來分析），則NO2的體積分數(shù)減小，千萬不要簡單認為（根據(jù)勒夏特列原理）增加的NO2的量只能減少，不能抵消，錯誤地認為NO2的絕對量增多，體積分數(shù)增大，而錯誤地選B。答案：C點撥：比較平衡體系中某量的變化，一般要構(gòu)建模型，將一個模型轉(zhuǎn)化為另一個模型，只有建立聯(lián)系，方可比較相對大小。如A(g) + B(g) C(g)，可以建立模型如下：I平衡體系有兩種途徑轉(zhuǎn)化成平衡體系，

23、要判斷改變條件對原平衡的影響，必須建立平衡體系，與等效。充入A、B，相當于原容器加壓縮小體積，I平衡體系向C方向移動。新題4在甲乙兩密閉容器中，分別充入HI、NO2，發(fā)生反應(yīng)：（甲）2HI(g) H2(g) + I2(g)；H0，（乙）2NO2 (g)N2O4(g)；H0，采用下列措施能使兩個容器中混合氣體顏色加深，且平衡發(fā)生移動的是A增加反越位濃度 B增大壓強（縮小體積） C降溫 D加催化劑解析：只有增大碘蒸氣、二氧化氮濃度，混合氣體的顏色才能加深。A選項中，增大反應(yīng)物的濃度，兩平衡分別向生成碘蒸氣和四氧化二氮的方向移動，甲反應(yīng)，碘蒸氣濃度增大，混合氣體顏色加深，對于乙反應(yīng)，平衡移動只減弱增大的反應(yīng)物的濃度，混合