【文章內(nèi)容簡介】 如：2A(g)＋B(s)C(g)。若達到平衡時，n(A)＝nn(C)＝n2密閉體系的壓強為p，則Kp＝＝。2．化學(xué)平衡常數(shù)(K)的應(yīng)用(1)K值越大，說明平衡體系中生成物所占的比例越大，正向反應(yīng)進行的程度越大，即該反應(yīng)進行得越完全，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越大；反之，就越不完全，轉(zhuǎn)化率就越小。(2)若用任意狀態(tài)的濃度冪之積的比值(稱為濃度商，用Q表示)與K比較，可判斷可逆反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)和反應(yīng)進行的方向。即對于反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，Q＝。QK反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行Q＝K反應(yīng)達到平衡狀態(tài)QK反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行(3)利用K可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)。若升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；若升高溫度，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。3．化學(xué)平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率的計算(1)牢記一個萬能模式(“三段式”法)如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量濃度分別為a molL－b molL－1，達到平衡后消耗A的物質(zhì)的量濃度為mx molL－1。 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始/(molL－1) a b 0 0變化/(molL－1) mx nx px qx平衡/(molL－1) a－mx b－nx px qxK＝(2)掌握三個百分?jǐn)?shù)①轉(zhuǎn)化率＝100%＝100%②生成物的產(chǎn)率：實際產(chǎn)量(指生成物)占理論產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)。一般來講，轉(zhuǎn)化率越大，原料利用率越高，產(chǎn)率越大。產(chǎn)率＝100%③平衡混合物某組分的百分含量＝100%四、化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像1．化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像分析方法分析圖像時，一看面(即看清橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)所代表的含義)；二看線(即看線的走向和變化趨勢)；三看點(即看線是否通過原點，兩條線的交點或線的拐點)；四看有沒有作輔助線(如等溫線、等壓線)；五看定量圖像中有關(guān)數(shù)據(jù)。在分析時要聯(lián)系可逆反應(yīng)的特點，即外界因素對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響規(guī)律以及化學(xué)平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率等計算公式。2．化學(xué)反應(yīng)速率圖像以反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)　ΔH0為例：反應(yīng)速率－時間(v－t)圖像中，在平衡后的某時刻t1改變某一條件后，v(正)與v(逆)的變化有兩種情況：(1)v(正)、v(逆)同時突變(2)v(正)、v(逆)之一漸變3．化學(xué)平衡圖像的三種類型對于反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋np＋q，且ΔH0。(1)速率—時間圖t1時增大反應(yīng)物的濃度，正反應(yīng)速率瞬間增大，然后逐漸減小，而逆反應(yīng)速率逐漸增大；t2時升高溫度，對任何反應(yīng)，正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率均增大，吸熱反應(yīng)的正反應(yīng)速率增大較快；t3時減小壓強，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均減小；t4時使用催化劑，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均瞬間增大。(2)轉(zhuǎn)化率(或含量)—時間圖甲表示壓強對反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響，對于氣體反應(yīng)物化學(xué)計量數(shù)之和大于氣體生成物化學(xué)計量數(shù)之和的反應(yīng)，壓強越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；乙表示溫度對反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響，對于吸熱反應(yīng)，溫度越高，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；丙表示催化劑對反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響，催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不能改變平衡時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。(3)恒壓(溫)線分析時可沿橫軸作一條平行于縱軸的虛線，即為等壓線或等溫線，然后分析另一條件變化對該反應(yīng)的影響。典題精研通題型考點一　化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素典例探究角度一　化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素典例1 (2020寧波模擬)不同條件下，用O2氧化a mol/L FeCl2溶液過程中所測的實驗數(shù)據(jù)如圖所示。下列分析或推測合理的是(　D　)A．由①、②可知，pH越大，＋2價鐵越易被氧化B．由②、③推測，若pH＞7，＋2價鐵更難被氧化C．由①、③推測，F(xiàn)eCl2被O2氧化的反應(yīng)為放熱反應(yīng)D．60 ℃、pH＝，4 h內(nèi)Fe2＋ a mol/(Lh)【解析】?、?、②中溫度和pH均不同，無法判斷pH對反應(yīng)的影響，A錯誤；若pH＞7，F(xiàn)eCl2變成Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2非常容易被氧化成Fe(OH)3，B錯誤；①、③中pH相同、溫度升高、Fe2＋的氧化率增大，即平衡正向移動，則FeCl2被O2氧化的以應(yīng)為吸熱反應(yīng)，C錯誤；50 ℃、pH＝，4 h內(nèi)Fe2＋的氧化率是60%， a mol/L,4 a mol/(Lh)，溫度升高到60 ℃、pH＝，＋2價鐵的氧化率速率加快，4 h內(nèi)Fe2＋ a mol/(Lh)，D正確。角度二　化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)及應(yīng)用典例2 許多含氮物質(zhì)是農(nóng)作物生長的營養(yǎng)物質(zhì)。(1)一定溫度下，向某密閉容器中充入1 mol NO2，發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g)N2O4(g)。測得反應(yīng)體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與壓強之間的關(guān)系如圖所示：①a、b、c三點逆反應(yīng)速率由大到小的順序為__cba__。平衡時若保持壓強、溫度不變，再向體系中加入一定量的Ne，則平衡移動__逆向__移動(填“正向”“逆向”或“不”)。②%__，用平衡分壓代替平衡濃度可求出平衡常數(shù)Kp，則該溫度下Kp＝__Pa－1__(用含p0的代數(shù)式表示)。(2)已知在一定溫度下的可逆反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)　ΔH0中，v正＝k正c(N2O4)，v逆＝k逆c2(NO2)(k正、k逆只有溫度的函數(shù))。若該溫度下的平衡常數(shù)K＝10，則k正＝__10__k逆，升高溫度，k正增大的倍數(shù)__大于__(填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大的倍數(shù)?！窘馕觥俊?1)①由圖知，a點到c點的過程中，N2O4的體積分?jǐn)?shù)不斷增大，故逆反應(yīng)速率不斷增大；一定溫度下，保持壓強不變，加入稀有氣體，相當(dāng)于降低壓強，故平衡逆向移動；②a點時，設(shè)消耗了x mol NO2， mol N2O4，剩余(1－x)mol NO2，由圖可知1－x＝，x＝ mol，%，平衡時p(N2O4)＝，p(NO2)＝，由此可求出Kp＝。(2)當(dāng)反應(yīng)達到平衡時，v正＝v逆，即k正c(N2O4)＝k逆c2(NO2)，k正＝＝k逆K＝10k逆；該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，k正增大的倍數(shù)大于k逆增大的倍數(shù)。類題精練1．(2020武威模擬)一定溫度下，在1 L恒容密閉容器中加入1 mol的N2(g)和3 mol H2(g)發(fā)生反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH0，NH3的物質(zhì)的量與時間的關(guān)系如下表所示，下列說法不正確的是(　D　)時間(min)0t1t2t3NH3物質(zhì)的量(mol)0A．0～t1 min，v(NH3)＝L－1min－1B．t3時再加入1 mol的N2(g)和3 mol H2(g)，反應(yīng)達新平衡時，c(N2) molL－1C．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的活化能小于2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的活化能D．升高溫度，可使正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率增大，故平衡逆移【解析】　0～t1 min時生成NH3的濃度＝＝ mol/L，生成NH3的平均反應(yīng)速率＝＝ molL－1min－1，A正確；由表格數(shù)據(jù)可知，第t3時反應(yīng)已處于平衡狀態(tài)，根據(jù)反應(yīng)方程式N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)可知此時消耗N2的物質(zhì)的量＝n(NH3)＝ mol＝ mol，所以平衡時N2的濃度c(N2)＝＝ mol/L。當(dāng)t3時再加入1 mol的N2(g)和3 mol H2(g)時，盡管平衡向正反應(yīng)方向移動，但加入的1 mol N2不可能完全轉(zhuǎn)化，所以再次平衡時c(N2) mol/L，B正確；因為合成氨反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)是放熱反應(yīng)，其能量關(guān)系圖可表示為下圖，(其中E1為正反應(yīng)的活化能，E2為逆反應(yīng)的活化能)，顯然合成氨的活化能(E1)小于其逆反應(yīng)2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)活化能(E2)，C正確；升高溫度，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都增大，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，即向逆反應(yīng)方向移動，D錯誤。2．溫度為T1時，在三個容積均為1 L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)(正反應(yīng)吸熱)。實驗測得：v正＝v(NO2)消耗＝k正c2(NO2)，v逆＝v(NO)消耗＝2v(O2)消耗＝k逆c2(NO)c(O2)，k正、k逆為速率常數(shù)，受溫度影響。下列說法正確的是(　C　)容器編號物質(zhì)的起始濃度(molL－1)物質(zhì)的平衡濃度(molL－1)c(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)Ⅰ00ⅡⅢ0A．設(shè)k為該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)，則有k＝k逆∶k正B．達平衡時，容器Ⅱ與容器Ⅲ中的總壓強之比為20∶17C．容器Ⅱ中起始平衡正向移動，達平衡時，容器Ⅱ中NO2的轉(zhuǎn)化率比容器Ⅰ中的小D．若改變溫度為T2，且T2T1，則k正∶k逆【解析】　平衡時，正、逆反應(yīng)速率相等，則有k正c2(NO2)＝k逆c2(NO)c(O2)，所以K＝c2(NO)c(O2)/c2(NO2)＝k正/k逆；A錯誤；根據(jù)反應(yīng)方程式和容器Ⅰ中O2的平衡濃度可知：平衡時，c(NO)＝ molL－1，c(NO2)＝ molL－1，則T1溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝＝＝；容器Ⅱ中濃度熵Qc＝＝，反應(yīng)正向移動，氣體的總量大于1 mol，而容器Ⅲ中反應(yīng)向左進行， mol，所以達平衡時，容器Ⅱ與容器Ⅲ中的總壓強之比大于20∶17，B錯誤；針對于容器Ⅰ內(nèi)反應(yīng)可知：＝2/3，假設(shè)容器Ⅱ中NO2的轉(zhuǎn)化率也為2/3，反應(yīng)正向進行： 2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)起始量 變化量 平衡量 平衡常數(shù)為K＝＝，所以容器Ⅱ中NO2的轉(zhuǎn)化率小于2/3，即容器Ⅱ中起始平衡正向移動，達平衡時，容器Ⅱ中NO2的轉(zhuǎn)化率比容器Ⅰ中的小，C正確；由于該反應(yīng)正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度T2T1，所以T2時平衡常數(shù)增大，則k正∶k逆。3．對于基元反應(yīng)，如aA＋bBcC＋dD，反應(yīng)速率v正＝k正ca(A)cb(B)，v逆＝k逆cc(C)cd(D)，其中k正、k逆是取決于溫度的速率常數(shù)。對于基元反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，在653 K時，速率常數(shù)k正＝103L2mol－2s－1，k逆＝103 Lmol－1s－1。(1)計算653 K時的平衡常數(shù)K＝__ Lmol－1__。(2)653 K時， molL－1， molL－1，10－2__molL－1s－1?！窘馕觥俊?1)653 K反應(yīng)達到平衡時，v正＝k正c2(NO)c(O2)＝v逆＝k逆c2(NO2)，該溫度下的平衡常數(shù)K＝＝＝ Lmol－1。(2)正反應(yīng)速率v正＝k正c2(NO)c(O2)，將數(shù)據(jù)代入，計算得到v正＝103 molL－1s－1＝10－2 molL－1s－1。考點二　化學(xué)平衡狀態(tài)及移動方向的判斷典例探究角度一　化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷典例3 (2020天津?qū)氎鎱^(qū)模擬)運用化學(xué)反應(yīng)原理研究碳、氮、硫的單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)對緩解環(huán)境污染、能源危機具有重要意義。Ⅰ.氨為重要的化工原料，有廣泛用途。(1)合成氨中的氫氣可由下列反應(yīng)制?。篴．CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　ΔH1＝＋ kJ/molb．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝－ kJ/mol則反應(yīng)CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝__＋。(2)起始時投入氮氣和氫氣的物質(zhì)的量分別為1 mol、3 mol，在不同溫度和壓強下合成氨。平衡時混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖。①恒壓時，反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是__BC__(填序號)A．N2和H2的轉(zhuǎn)化率相等 B．反應(yīng)體系密度保持不變C．保持不變 D．＝2②P1____P2(填“”“＝”或“不確定”，下同)；反應(yīng)的平衡常數(shù)：B點____D點。③%__；在A、B兩點條件下，該反應(yīng)從開始到平衡時生成氮氣的平均速率：v(A)____v(B)。Ⅱ.用間接電化學(xué)法去除煙氣中NO的原理如下圖所示。已知陰極室溶液呈酸性，則陰極的電極反應(yīng)式為__2SO＋4H＋＋2e－═══S2O＋2H2O__。反應(yīng)過程中通過質(zhì)子交換膜(ab)的H＋為2 mol時?！窘馕觥俊、?(1)(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋ kJ/mol；(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－ kJ/mol，則將a＋b，可得CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝(＋－) kJ/mol＝＋ kJ/mol；(2)①N2和H2的起始物料比為1∶3，且按照1∶3反應(yīng)，則無論是否達到平衡狀態(tài)，轉(zhuǎn)化率都相等，N2和H2轉(zhuǎn)化率相等不能用于判斷是否達到平衡狀態(tài)，A錯誤；氣體的總質(zhì)量不變，由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，恒壓條件下，當(dāng)反應(yīng)體系密度保持不變時，說明體積不變，則達到平衡狀態(tài)，B正確；保持不變，說明氫氣、氨氣的濃度不變，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，C正確；達平衡時各物質(zhì)的濃度保持不變，但不一定等于化學(xué)計量數(shù)之比，＝2不能確定反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)，D錯誤；②由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強，平衡正向移動，平衡混合氣體中氨氣的百分含量增大，由圖像可知P1P2，該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，則反應(yīng)平衡常數(shù)：B點＞D點；③起始時投入氮氣和氫氣