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化学反应速率和化学平衡教师版

化学反应速率和化学平衡

一、化学反应速率化学平衡常数

（1）化学反应速率1、概念：用来衡量化学反应进行快慢的物理量，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。

（2）表示方法：

(3)单位：mol/(L·s)；mol/(L·min)

(4)同一化学反应用不同的物质表示时，该反应的化学反应速率可能不同。化学计量数之比等于对应物质的化学反应速率之比。

2、化学平衡常数（浓度平衡常数）

（1）化学平衡常数的数学表达式

（2）化学平衡常数表示的意义

平衡常数数值的大小可以反映可逆反应进行的程度大小，K值越大，反应进行越完全，反应物转化率越高，反之则越低。

3、转化率(针对反应物而言)

二、影响化学反应速率的因素

1．内因：

反应物本身的性质(如：硫在空气中和在氧气中燃烧的速率明显不同)。

2．外因：

(1)浓度：浓度大，分子之间碰撞机会增大，发生化学反应的几率加大，化学反应速率就快；因此，化学反应速率与浓度有密切的关系，浓度越大，化学反应速率越快。增大反应物的浓度，正反应速率加快。

(2)温度：温度越高，反应速率越快(正逆反应速率都加快)。

(3)压强：对于有气体参与的化学反应，反应体系的压强增大，反应速率增大(正逆反应速率都增大)。

说明：

压强的改变是通过改变反应体系的浓度起作用的，如：①缩小或增大反应体系的容积；②保持容积不变时向反应体系中加入反应物或减少反应物等。但：若保持体系容积不变，向反应体系加入惰性气体时化学反应速率不变。

(4)催化剂：改变化学反应速率(对于可逆反应使用催化剂可以同等程度地改变正逆反应速率)。

三、化学平衡的概念

一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态叫做化学平衡状态。

可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动。

要从以下几个方面理解化学平衡：

1．“等”

处于密闭体系的可逆反应，化学平衡状态建立的条件是正反应速率和逆反应速率相等，即v(正)＝v(逆)≠0。这是可逆反应达到平衡状态的本质。

2．“定”

当一定条件下可逆反应一旦达到平衡(可逆反应进行到最大程度)状态时，在平衡体系的混合物中，各组分的含量(即反应物与生成物的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数等)保持不变(即不随时间的改变而改变)。这是判断体系是否处于化学平衡状态的重要特征。

3．“动”

指化学反应达化学平衡状态时，反应并没有停止，实际上正反应与逆反应始终在进行，且正反应速率等于逆反应速率，所以化学平衡状态是动态平衡状态。

4．“变”

任何化学平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的(与浓度、压强、温度等有关)，而与达到平衡的过程无关(化学平衡状态既可从正反应方向开始而达到平衡，也可以从逆反应方向开始而达到平衡)。当外界条件变化时，原来的化学平衡被打破，在新的条件下建立起新的化学平衡。

四、化学平衡的移动——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)，平衡就向着能够减弱这种改变的方

掌握其适用范围：不仅适用于化学平衡，还适用于溶解平衡、电离平衡、水解平衡等，只要与平衡有关的事实均可用该原理解释。

五、影响化学平衡的条件

1．浓度

在其它条件不变的情况下，增大反应物的浓度，或减小生成物的浓度，都可以使平衡向着

正反应方向移动；增大生成物的浓度，或减小反应物的浓度，都可以使平衡向着逆反应方向移动。

2．压强

有气体参与的可逆反应，在其它条件不变的情况下，增大压强，会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动；减小压强，会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。

应特别注意：

⑴压强对化学平衡的影响是通过改变浓度实现的。若压强改变但体系浓度不变，则平衡不移动。如：在容积和温度均不变情况下，向反应体系中加入惰性气体，虽然此时压强改变了，但，反应体系浓度未变，所以，平衡不移动。

⑵在有些可逆反应里，反应前后气态物质的总体积没有变化，如

在这种情况下，增大或减小压强都不能使化学平衡移动。

⑶改变压强对固态物质或液态物质的体积几乎无影响。因此平衡混合物都是固体或液体时，改变压强不能使化学平衡移动。

3．温度

在其它条件不变的情况下，温度升高，会使化学平衡向着吸热反应的方向移动；温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。

说明：

使用催化剂不影响化学平衡的移动。由于使用催化剂对正反应速率与逆反应速率影响的幅度是等同的，所以平衡不移动。但应注意。虽然催化剂不使化学平衡移动，但使用催化剂可影响可逆反应达到平衡的时间。

下表是对一种具体反应的分析：

对于反应(正反应为放热反应)，外界条件对化学反应速率、转化率的影响如下：

改变条件

改变条件的瞬间v(正)、v(逆)的变化

及关系

达到新平衡的过程中v(正)、

v(逆)的变化

反应物的转化率

增加反应物A

的浓度

v(正)增大，v(逆)不变v(正)减小，v(逆)增大A下降，B提高

增加生成物C

的浓度

v(正)不变，v(逆)增大v(正)增大，v(逆)减小A、B都下降

增大压强

v(正)、v(逆)均增大，但若

①m+n>p+q，v(正)增大得多

②m+n=p+q，v(正)、v(逆)增大幅度

相同

③m+n

①v(正)减小，v(逆)增大

②v(正)、v(逆)不改变

③v(正)增大，v(逆)减小

①A、B均提高

②A、B均不变

③A、B均下降

升高温度

v(正)、v(逆)均增大但v(逆)增大得

多

v(正)增大，v(逆)减小A、B均减小

催化剂v(正)、v(逆)同等增加v(正)、v(逆)不改变A、B都不变

七、化学平衡的有关计算

有关化学平衡的计算包括：求平衡时各组分含量，平衡浓度、起始浓度、反应物转化率、混合气体的密度或平均相对分子质量，某物质的化学计量数等。解这类试题时要用到下列方法或规律：

(1)化学平衡计算的基本方法是“始”、“变”、“平”三段分析法。如：

起始 a b 0 0

变化—x

平衡a—x

说明：

a、b表示反应物的物质的量或反应物的浓度或同温同压下气体的体积。

(2)化学平衡计算中用到的基本关系与定律：

①各物质变化浓度之比＝反应式中的化学计量数之比；

②反应物转化率＝其消耗浓度与起始浓度之比；

③平衡时某组分体积分数＝该组分在平衡混合物中的物质的量的分数；

④阿伏加德罗定律及其推论。

(3)同一物质参与两个化学平衡的计算：

要利用“同一物质”在反应②中的起始浓度＝反应①中的平衡浓度的关系，进行两次三段分析或逆向推算。

(4)改变平衡条件时，气体的平均相对分子质量( )变化的规律：

①体系中若全为气体，据直接判断；

②体系中若有固体或液体，当气体的物质的量不变时，据上式判断；当气体的物质的量改变时，则须根据混合气体中各组分气体体积比计算。

八、三个浓度的关系

反应物：起始浓度—转化浓度= 平衡浓度

生成物：起始浓度＋转化浓度 = 平衡浓度

九、书写格式（三步法）

例3. 在2L密闭容器中，充入1 mol N

2和3mol H

，一定条件下发生合成氨反应，

2min时达到平衡。测得平衡混合气中NH

的体积比为25%，求：

1）υ(H

2) 2) N

的转化率 3) H

在平衡时的体积分数 4) 平衡时容器的压

强与起始时压强之比

解：

设N

转化的物质的量是x。

N 2+3H

2NH

起 1 3 0

转 x 3x 2x

平 1-x 3-3x 2x

∵NH

%=[2x/(1-x+3-3x+2x)]×100%=25%

∴2x/(4-2x)=1/4

∴x=0.4mol

υ(H

)=3×0.4mol/(L×2min)=0.3mol/(L·min)

的转化率=(x/1mol)×100%=40%

%=[(3-3x)/(4-2x)] ×100%=56.25%

P/P0=n/n0=(4-2x)/4=4:5

例4．将固体NH4I置于密闭容器中，某温度下发生下列反应：

4I(s) ＝ NH

(g)+HI(g) 2HI(g) H

(g)+I

(g)。平衡时[H

]=0.5mol/L，

[HI]=4mol/L则[NH

]为（）

A. 3.5mol/L

B. 4mol/L

C. 4.5mol/L

D. 5mol/L

解：

4I(s) ＝ NH

(g)+HI(g) 2HI(g) H

(g)+I

(g)

起未知0 0 起x 0 0

转 x x x 转2y y y

平 - x x 平 x-2y y y

∴y=0.5mol/L x=5mol/L

∴[NH3]=x=5mol/L

【课堂练习】

1、［2012·江苏化学卷14］温度为T时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0 molPCl5，反应PCl5(g)

PCl3(g)＋Cl2(g)经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表：

t/s050150250350

n(PCl3)/ mol00.160.190.200.20

下列说法正确的是

A.反应在前50 s的平均速率为v(PCl3)=0.0032 mol·L－1·s－1

B.保持其他条件不变，升高温度，平衡时，c(PCl3)=0.11 mol·L－1,则反应的△H＜0

C.相同温度下，起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2，达到平衡前v(正)＞v(逆)

D.相同温度下，起始时向容器中充入2.0molPCl3、2.0molCl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80% 【解析】：C本题素材似乎来源于《选修四》课本第32页习题的第8题，属于基本理论中化学平衡问题，主要考查学生对速率概念理解与计算，平衡常数概念与计算，平衡移动等有关内容理解和掌握程度。高三复习要让学生深刻理解一些基本概念的内涵和外延。

A.反应在前50 s内的平均速率应该是前50 s内PCl3浓度变化与时间的比值，而不是PCl3物质的量的变化与时间的比值。

B.相同温度下，起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2应先求平衡常数K为

0.025，再求浓度商（Qc）为0.02,K＞Qc,说明平衡向正反应方向移动。

C.保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20molH2O，与原平衡相比，平衡向右移动，达到新平衡时CO转化率增大，H2O转化率减小，H2O的体积分数会增大。

D.从等效平衡的角度，先建立原容器两倍关系的模型，即与原平衡完全等效，再把容器两倍关系压缩成原容器，则平衡向逆反应方向移动，PCl3的转化率应大于80%

2、［2012·江苏化学卷10］下列有关说法正确的是

A.CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的△H＜0

B.镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈

C.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H＜0，其他条件不变时升高温度，反应速率Ｖ(H2)和氢气的平衡转化率均增大

D.水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大，说明水的电离是放热反应

【B 解析】：本题是化学反应与热效应、电化学等的简单综合题，着力考查学生对熵变、焓变，水解反应、原电池电解池、化学反应速率的影响因素等方面的能力。

A.分解反应一般是常识吸热反应，熵变、焓变都大于零，仅在高温下自发。内容来源于《选修四》P34-P36中化学方向的判断。

B.铁比铜活泼，组成的原电池中铁为负极，更易被氧化。

C.据平衡移动原理，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡转化率减小。

D.水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大，说明水的电离是吸热反应，越热越电离，水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大。

3、［2012·安徽理综化学卷9］一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：

若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是

A．平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变

B．平衡时，其它条件不变，分享出硫，正反应速率加快

C．平衡时，其他条件不变，升高温度可提高的转化率

D．其它条件不变，使用不同催化剂，该反应的平衡常数不变

【D解析】本题主要考查外界条件对化学平衡的影响，同时考查考生应用基础知识解决简单化学问题的能力。因反应前后气体分子数不等，平衡前容器内压强逐渐变小，A项错误；硫为固体，减少其量不影响化学反应速率，B项错误；升温，平衡左移，SO2的转化率降低，C项错误；只有温度的改变，才能影响反应的平衡常数，故D项正确。

4、［2012·福建理综化学卷12］一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2光催化燃料R降解反应的影响如右图所示。下列判断判断正确的是

A．在0-50min之间，pH=2和pH=7时R的降解百分率相等

B．溶液酸性越强，R的降解速率越小

C．R的起始浓度越小，降解速率越大

D．在20-25min之间，pH=10时R的平均降解速率为0.04 mol·L—1·min—1

【A 解析】从图像中可以读出pH＝2时，曲线下降是最快的，说明溶液的酸性越强，降解速率越大，所以B项错误。一般来说，反应物的浓度越大，反应速率越大，R的起始浓度越小，其降解的速率越小，C项错误。D项中可计算出其速率为0.04×10—4mol·L—1·min—1，D项错误。A项中R都是完全降解，降解百分率都是100%。这题是选择题的创新点，题给信息量大，考查学生能力全面，尤其是读图能力要求较高。其中D项要注意横坐标的数量级，不太细心的同学要吃亏。

5、［2012·重庆理综化学卷13］在一个不导热的密闭反应器中，只发生两个反应：

a(g)+b(g) 2c(g) △H1<0；

x(g)+3y(g) 2z (g) △H2>0

进行相关操作且达到平衡后（忽略体积改变所做的功），下列叙述错误的是

A.等压时，通入惰性气体，c的物质的量不变

B.等压时，通入z气体，反应器中温度升高

C.等容时，通入惰性气体，各反应速率不变

D.等容时，通入z气体，y的物质的量浓度增大

【C】

6、［2012·四川理综化学卷12］在体积恒定的密闭容器中，一定量的SO2与1.100mol O2在催化剂作用下加热到600℃发生反应：

2SO2+O22SO3；△H＜0。当气体的物质的量减少0.315mol时反应达到平衡，在相同的温度下测得气体压强为反应前的82.5%。下列有关叙述正确的是

A、当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时反应达到平衡

B、降低温度，正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大

C、将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中，得到沉淀的质量为161.980g

D、达到平衡时，SO2的转化率是90%

【D解析】本题考查化学反应速率、平衡及计算。SO3的生成速率和SO2的消耗速率都是正反应速率，两者始终相等，不能说明已达平衡，A错；由于正反应是放热的，所以降温时平衡右移，正反应速率大于逆反应速率，即正反应速率较小程度小于逆反应速率，B错；根据化学方程式知：生成的SO3的物质的量是气体总物质的量减小量的2倍，即0.63 mol，SO2不与BaCl2反应，则生成硫酸钡为0.63 mol，得到146.79 g，C错；根据平衡前后的压强比知反应前气体的总物质的量减小0.315 g，即减小1-82.5%=17.5%，所以反应前气体总物质的量为1.8 mol，O2为1.1 mol，则SO2为0.7 mol.消耗的SO2的物质的量等于生成的SO3的物质的量，即0.63 mol，转化率为0.63 mol/0.7 mol=90%，D正确。

7、［2012·天津理综化学卷6］已知2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g)；ΔH ＝－197 kJ·mol －1。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲) 2 mol SO2和1 mol O2；(乙) 1 mol SO2和0.5 mol O2 ；(丙) 2 mol SO3 。恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是（）

A．容器内压强P：P甲＝P丙> 2P乙B．SO3的质量m：m甲＝m丙> 2m乙C．c(SO2)与c(O2)之比k：k甲＝k丙> k乙D．反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲＝G丙> 2Q乙

【答案】B

考查化学平衡中等效平衡知识。考查的知识点有些单一。等温等容时反应前后气体体积变化的反应规律：将起始投料量按化学计量系数之比换算成同一半边的物质，其物质的量与对应组分的起始投料量相等，则建立的化学平衡是等效的，简称“等量等效”。这种情况下的等效平衡中的“等效”指平衡体系中的各种性质( 各对应物的浓度、体积分数、转化率、物质的量) 是完全相同的。类似于数学中的全等三角形，也可叫“全等平衡”。甲和乙容器内

的平衡是完全相同的平衡（等同平衡），各物理参数除热量都相同。甲和乙的比较可用下图处

理帮助理解

P甲＜2P乙，m甲>2m乙，K甲＜K乙，Q乙=197-Q甲，Q甲不等于Q乙所以选B

8、［2012·全国大纲理综化学卷8］合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为

CO（g）+ H2O(g) CO2(g) + H2(g) △H ＜0

反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是

A 增加压强

B 降低温度

C 增大CO 的浓度

D 更换催化剂

【B 解析】CO（g）+ H2O(g) CO2(g) + H2(g) 是一个气体总体积不发生改变的反应，增大压强平衡不移动，CO的转化率不变，A错误；反应式放热反应，降低温度平衡向放热方向移动，B正确；增大CO 的浓度，平衡向正反应方向移动，CO 的转化率降低，C错误；催化剂对化学平衡没有影响，D错误。

【考点】反应条件对化学平衡的影响

改变温度：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动。降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。

②改变浓度：若Qc＜Kc，化学平衡正向（向右）移动。若Qc＞Kc，化学平衡逆向（向左）移动。

③改变压强：若Qp＜Kp，化学平衡正向（向右）移动。若Qp＞Kp，化学平衡逆向（向左）移动。

【点评】：本题属于基本理论中化学平衡问题，主要考查学生对平衡移动等有关内容理解和掌握程度；题目推陈出新，难度适中，貌似简单，实则有一定的陷阱，对概念的内涵和外延理解不深刻的考生容易出现失误，非常符合高考选拔人才的要求。

9、［2012·海南化学卷15］(9分)已知A(g)+B(g) C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：

|温度/ ℃70090083010001200

平衡常数 1.7 1.1 1.00.60.4

回答下列问题：

(1)该反应的平衡常数表达式K= ，△H 0（填“<”“ >”“ =”)；

(2)830℃时，向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0．003 mol·L-1·s-1。，则6s时c(A)= mol·L-1，C的物质的量为mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为，如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气，平衡时A的转化率为；

(3)判断该反应是否达到平衡的依据为(填正确选项前的字母)：

a．压强不随时间改变 b.气体的密度不随时间改变

c. c(A)不随时问改变

d.单位时间里生成c和D的物质的量相等

(4)1200℃时反应C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常数的值为。

【答案】(1) <

(2)0.022 mol·L-1 0.09mol 80% 80%

(3)c

(4)2.5

【解析】(1)因反应中的物质都是气体，据平衡常数的定义可知其K=；由表中数据可知，温度升高，K值减小，说明升高温度向吸热的逆反应方向移动，故正反应为放热反应，即ΔH<0。(2)υ(A)=0.003 mol·L-1·s-1 ，则6s后A减少的浓度c(A)= υ(A)t=0.018 mol·L-1，故剩余的A的浓度为-0.018 mol·L-1=0.022 mol·L-1；A减少的物质的量为0.018 mol·L-1×5L=0.09mol，根据方程式的系数关系，生成的C的物质的量也为0.09mol。

设830℃达平衡时，转化的A的浓度为x，则：

A(g)+B(g)C(g)+D(g)

起始浓度(mol·L－1) 0.04 0.1600

转化浓度(mol·L－1) x x x x

平衡浓度(mol·L－1) 0.04－x0.16－x x x

有：=1，解得x =0.032，故A的转化率α(A)＝×100%＝80%；由于容器的体积是固定的，通入氩气后各组分的浓度不变，反应速率不改变，平衡不移动。

(3)由于该反应是气体分子数不变的反应，容器中压强、气体的密度都永远不变，故a、b错；c(A)随反应的进行要减小，故c可以；不论是否达平衡，单位时间里生成C和D的物质的量永远相等，故d错。

(4)反应“C(g)+D(g)A(g)+B(g)”与“A(g)+B(g)C(g)+D(g)”互为逆反应，平衡常数互为倒数关系，故1200℃时，C(g)+D(g)A(g)+B(g)的K==2.5。

10、［2012·福建理综化学卷23］（1）元素M的离子与NH4+所含电子数和质子数均相同，则M

的原子结构示意图为

（2）硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为。

（3）能证明Na2SO3溶液中存在SO32—+H2O HSO3—+OH—水解平衡的事实

是（填序号）。

A、滴入酚酞溶液变红，再加入H2SO4溶液红色退去

B、滴入酚酞溶液变红，再加入氯水后红色退去

C、滴入酚酞溶液变红，再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色退去

（4）元素X、Y在周期表中位于同一主族，化合物Cu2X和Cu2Y可发生如下转化（其中D是纤维素水解的最终产物）：

非金属X Y(填“＞”或“＜”)

②Cu2Y与过量浓硝酸反应有红棕色气体生成，化学方程式为。（5）在恒容绝热（不与外界交换能量）条件下进行2A(g)+B（g）2C（g）+D（s）反应，按下表数据投料，反应达到平衡状态，测得体系压强升高，简述该反应的平衡常数与温度的变化关系：。

物质A B C D

起始投料/mol2120

解析：（1）铵根离子中含有10个电子，11个质子，与之相同的单核离子为钠离子，则M的原子结构示意图为

（2）硫酸铝溶液与过量氨水反应的离子方程式为：

Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+

（3）选C，ABC三个选项描述都是正确的，但要说明亚硫酸钠显碱性是亚硫酸离子水解造成的，存在水解平衡这一事实。比如说向氢氧化钠这样的碱溶液中加入酚酞后变红，用AB两项中的试剂都可褪色，但用C中的试剂就不行。选择试剂最好是中性，并与亚硫酸根离子反应，使水解平衡移动，这样一比较C可以充分说明亚硫酸钠显碱性是亚硫酸离子水解造成的。

（4）先推断元素，悬浊液与D的溶液（葡萄糖溶液）生成砖红色沉淀是氧化亚铜，则Y为O元素，X，Y同主族，则X为S元素。问题就很好回答，非金属性X＜Y，Cu2O与浓硝酸反应生成红棕色的气体NO2，利用氧化还原反应原理并配平可写出方程式：Cu2O+6HNO3（浓）

=2Cu(NO3)2+2NO2↑+3H2O

（5）在恒容绝热的情况下，反应达到平衡后，体系压强升高，可推知气体体积变大，说明反应是向左移（注意D为固态）。另外压强与温度成正比，压强升高，温度升高，如果正反应是放热的情况下，则是升高温度，平衡向左移，符合题目情况。因此推出正反应是放热反应，那平衡常数与温度成反比。

23题考查得都是主干知识，只是觉得拼盘得太明显，5个小问各不相干，独立成题，是否可用10电子,18电子微粒把它们串起来，比如Na+，Al3+，O2—，S2—。其中第4问涉及有机化学知识，把知识很好的揉合在一起，第3问，第5问要求思维推理能力较高。

11、［2012·福建理综化学卷24］（1）电镀是，镀件与电源的极连接。

（2）化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉淀在镀件表面形成的镀层。

①若用铜盐进行化学镀铜，应选

用（填“氧化剂”或“还原剂”）与之反应。

②某化学镀铜的反应速率随镀液pH变化如右图所示。该镀铜过程中，镀液pH控制在12.5左右。据图中信息，给出使反应停止的方法：

（3）酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下：

①步骤（i）中Cu2(OH)2CO3发生反应的化学方程式为。

②步骤（ii）所加试剂起调节pH作用的离子是(填离子符号)。

③在步骤（iii）发生的反应中，1molMnO2转移2个mol电子，该反应的离子方程式为。

④步骤（iv）除去杂质的化学方程式可表示为

过滤后母液的pH=2.0，c（）=a mol·L—1，c（）=b mol·L—1，c（）=d mol·L—1，该反应的平衡常数K= （用含a、b、d的代数式表示）。

解析：（1）电镀池中，镀件就是待镀金属，作阴极，与电源的负极相连；镀层金属为阳极，与电源正极相连。

（2）①要把铜从铜盐中置换铜出来，比如用铁就可以，铁是作还原剂的，所以加入还原剂，②根据图示信息，pH=8—9之间，反应速率为0，所以要使反应停止，调节溶液的pH至8—9 之间，可见读图信息的重要性。

(3) ①碱式碳酸铜与硫酸反应的方程式直接写，用观察法配平。Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O

②题目要求调高PH，铵根离子显酸性，碳酸氢根离子显碱性，则起作用的离子是碳酸氢根离子。

③依题意亚铁离子变成了铁离子，1mol MnO2转移电子2 mol，则锰元素从+4变成+2价，溶液是显酸性的，方程式经过观察可要补上氢离子，综合上述分析可写出离子方程式为：MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O

④氢离子浓度为10-2，依据K的表达式马上就可写出来K= 。

24题没有了复杂的工艺的流程，这个信号在质检题中已经给出，没有在流程上设置障碍，问题设计平实，难度不大。平衡常数计算简单，只要代入即可，没有复杂的数学变换，降低了难度。对图中信息的获取要求较高。

12、为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：

时间(s)012345 c(NO)(mol/L) 1.00×10－3 4.50×10－4 2.50×10－4 1.50×10－4 1.00×10－4 1.00×10－4 c(CO)(mol/L) 3.60×10－3 3.05×10－3 2.85×10－3 2.75×10－3 2.70×10－3 2.70×10－3请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：

（1）在上述条件下反应能够自发进行，则反应的△H 0（填写“＞”、“＜”、“＝”）。（2）前2s内的平均反应速率υ(N2)＝。

（3）在该温度下，反应的平衡常数K＝。

（4）假设在密闭容器中发生上述反应，达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是。

A．选用更有效的催化剂B．升高反应体系的温度

C．降低反应体系的温度D．缩小容器的体积

（5）研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别

验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实

实验编号T(℃)

NO初始浓度

(mol/L)

CO初始浓度

(mol/L)

催化剂的比表面积

(m2/g)

Ⅰ280 1.20×10－3 5.80×10－382

Ⅱ124

Ⅲ350124

①请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。

②请在给出的坐标图中，画出上表中的三个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋

势曲线图，并标明各条曲线的实验编号。

【答案】（1）＜；（2）1.88×10－4 ；

（3）5000；（4）C、D；

（5）①280；1.20×10－3；5.80×10－3；1.20×10－3；5.80×10－3；

②如图：

【解析】该题综合考察反应速率、反应方向，化学平衡等知识，并考察了实验化学的设计思路。体现了新课程变化。

（1）该反应气体减少，△S＜0非自发，所以一定是放热才有可能自发；

（2）υ(NO)＝；υ(N2)＝υ(NO)＝

（3）利用三段式计算出c(CO2)＝9×10－4；c(N2)＝4.50×10－4。

（4）加压、降温使该反应平衡正移。

（5）Ⅰ、Ⅱ比表面积不同，应控制温度相同，验证催化剂比表面积对速率的影响；

Ⅰ、Ⅲ比表面积不同，温度不同；验证反应温度对速率的影响；所有浓度应控制相同。

②Ⅰ、Ⅱ温度相同，平衡不移动，但Ⅱ的速率大；

Ⅲ的温度高，速率最大且平衡逆移，c(NO)增大。

13、【09四川】在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应

kJ/mol。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、气

123

气体体积/L

C(Y)/mol·L-1

100 1.000.750.53

200 1.200.900.63

300 1.30 1.000.70

A.m＞n

B.Q＜0

C.温度不变，压强增大，Y的质量分数减少

D.体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动

14、【09山东】2SO 2（g）+O2（g）2SO3（g）是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是

A．催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率

B．增大反应体系的压强、反应速度一定增大

C．该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间

D．在t1、t2时刻，SO3（g）的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1～t2内，SO3（g）生成的平均

速率为

【解析】催化剂可以同等程度的增大正逆反应的反应速率；如果是通入惰性气体增大了体系压强，反应物浓度未变，反应速率不变；降温，反应速率减慢，达到平衡的时间增大；D是反应速率的定义，正确。选D

14、运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。

（1）合成氨反应N 2 (g)+3H2(g) 2NH3(g)，若在恒温、恒压条件下向平恒体系中通入氩气，

则平衡移动（填“向左”“向右”或“不”）；使用催化剂反应的△H （填“增大”“减小”或“不改变”）。

（2）已知：O2 (g)=O2+(g)+e- H1= 1175.7 kJ·mol-1

PtF 6(g)+ e-PtF6-(g) H2= —771.1 kJ·mol-1

O2+P t F6-(s)=O2+ (g)+ P t F6-(g) H3= 482.2 kJ·mol-1 则反应O2（g）+ PtF6(g)= O2+P t F6-(s) 的H=_____________ kJ·mol-1。

（3）在25℃下，向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成__________沉淀（填化学式），生成该沉淀的离子方程式为____________。已知25℃时K sp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,K sP [Cu(OH)2]=2.2×10-20。

（4）在25℃下，将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH4*)=c(Cl-)。则溶液显_____________性（填“酸”“碱”或“中”）；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数K b=__________。

【解析】（1）恒温、恒压条件下向平恒体系中通入氩气，则反应体系体积增大，平衡左移；使用催化剂只是改变了反应的途径，没有改变反应物与生成物的状态，△H不变；

（2）利用盖斯定律，H1+H2+（-H3）= —78.2 kJ·mol-1；

（3）由于,K sP [Cu(OH)2]=2.2×10-20＜K sp[Mg(OH)2]=1.8×10-11，所以先生成沉淀；2NH3·H2O＋Cu2＋＝Cu(OH)2↓＋2 NH4*；根据溶液的电中性原则，c(NH4*)=c(Cl-)，则[H＋]＝[OH-]；溶液显中性；K b=，c(NH4*)=c(Cl-)＝0.005 mol·L-1；[H＋]＝[OH-]＝1×10-7 mol·L-1（因为是25℃下且为中性）；[NH3·H2O]＝mol·L-1－0.005 mol·L-1，则：K b=mol·L-1。

【答案】（1）向左；不改变

（2）—78.2 kJ·mol-1

（3）Cu(OH)2；2NH3·H2O＋Cu2＋＝Cu(OH)2↓＋2 NH4*；

（4）中；mol·L-1

15、【全国Ⅱ卷】在相同温度和压强下，对反应CO 2 ( g ) + H2 ( g )CO(g ) + H2O( g）进行甲、乙、丙、丁四组实验，实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表：

上述四种情况达到平衡后，n ( CO ）的大小顺序是( )

A．乙＝丁＞丙＝甲B．乙＞丁＞甲＞丙

C．丁＞乙＞丙＝甲D．丁＞丙＞乙＞甲

解析：根据题意，运用极限法，确定H2和CO2的物质的量分别为：

CO2(g)+H2(g)==CO(g)+H2O(g)

甲： a a 0 0

乙：2a a 0 0

丙： a a 0 0

丁：2a a 0 0

解答需清楚化学平衡的建立与途径无关，即可以加反应物、生成物或反应物和生成物同时加入，最终只要转化为同一状态即为等效平衡。表中丙中的CO和H2O完全反应和甲为等效平衡，而乙和丁为等效平衡；乙、丁相当于在丙、甲的基础上加入amolCO2平衡正向移动，使n ( CO ）增加。这样不难确定上述四种情况达到平衡后(CO)的大小顺序是：乙＝丁＞丙＝甲。故选A.

16、（北京卷）工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下：SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g);mol(Q＞0)，某温度、压强下，将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应(此条件下为可逆反应)，下列叙述正确的是

A.反应过程中，若增大压强能提高SiCl4的转化率

B.若反应开始时SiCl4为1 mol,则达平衡时，吸收热量为Q kJ

C.反应至4 min时，若HCl浓度为0.12 mol/L,则H2的反应速率为0.03 mol/(L min)

D.当反应吸收热量为0.025Q kJ时，生成的HCl通入100 mL 1 mol/L的NaOH溶液恰好反应[解析]A项由化学反应方程式知道，反应前气体的计量数小于生成物的计量数，增大压强化学平衡逆向移动，SiCl4的转化率减小，A错误。可逆反应不能彻底进行，所以B错误。C选项

=0.03mol/L﹡min，由化学反应方程式计量数之比等于化学反应

速率之比，有V（H2）：V（HCl）=2:4，V（H2）==0.015mol/L*min，C 错误，D正确。

【课后练习】

【2012】

24、用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：

3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g) Si3N4(s)+12HCl(g)+Q(Q>0)

完成下列填空：

31．在一定温度下进行上述反应，若反应容器的容积为2 L，3 min后达到平衡，测得固体的质量增加了2.80 g，则H2的平均反应速率___ mol／(L·min)；该反应的平衡常数表达式K=_____ 32．上述反应达到平衡后，下列说法正确的是_。

a．其他条件不变，压强增大，平衡常数K减小

b．其他条件不变，温度升高，平衡常数K减小

c．其他条件不变，增大Si3N4物质的量平衡向左移动

d．其他条件不变，增大HCl物质的量平衡向左移动

33．一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是__。

a．3v逆(N2)=v正(H2) b．v正(HCl)=4v正(SiCl4)

c．混合气体密度保持不变 d．c(N2)：c(H2)：c(HCl)=1：3：6

34．若平衡时H2和HCl的物质的量之比为，保持其它条件不变，降低温度后达到新的平衡时，H2和HCl的物质的量之比___（填“>”、“=”或“<”)。

【答案】

【2011】

11．根据碘与氢气反应的热化学方程式

(i) I 2(g)+ H2(g) 2HI(g)+ 9.48 kJ (ii) I2(S)+ H2(g)2HI(g) - 26.48 kJ

下列判断正确的是

A．254g I2(g)中通入2gH2(g)，反应放热9.48 kJ

B．1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ

C．反应(i)的产物比反应(ii)的产物稳定

D．反应(ii)的反应物总能量比反应(i)的反应物总能量低

答案：D

25．自然界的矿物、岩石的成因和变化受到许多条件的影响。地壳内每加深1km，压强增大约25000~30000 kPa。在地壳内SiO 2和HF存在以下平衡：SiO2(s) +4HF(g)SiF4(g)+ 2H2O(g)+148.9 kJ

根据题意完成下列填空：

（1）在地壳深处容易有气体逸出，在地壳浅处容易有沉积。（2）如果上述反应的平衡常数K值变大，该反应（选填编号）。

a．一定向正反应方向移动b．在平衡移动时正反应速率先增大后减小

c．一定向逆反应方向移动d．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大

（3）如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达到平衡时，（选填编号）。

a．2v正(HF)=v逆(H2O) b．v(H2O)=2v(SiF4)

c．SiO2的质量保持不变d．反应物不再转化为生成物

（4）若反应的容器容积为2.0L，反应时间8.0 min，容器内气体的密度增大了0.12 g/L，在这段时间内HF的平均反应速率为。

【2010】25．接触法制硫酸工艺中，其主反应在450℃并有催化剂存在下进行：

1)该反应所用的催化剂是___(填写化合物名称)，该反应450℃时的平衡常数 _____500℃时的平衡常数(填“大于”、“小于”或“等于”)。

2)该热化学反应方程式的意义是____________．

a． b．容器中气体的平均分子量不随时间而变化

C．容器中气体的密度不随时间而变化d．容器中气体的分子总数不随时间而变化

4)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20 mol 和0.10mol，半分钟后达到平衡，测得容器中含0.18mol，则=______：若继续通入0.20mol和0.10mol，则平衡______移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)，再次达到平衡后，______ mol

【2009】

25．铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。

（1）在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应：

Fe2O3＋3CO(g)2Fe＋3CO2(g)

①该反应的平衡常数表达式为：K＝_______________

②该温度下，在2 L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体，10 min后，生成了单质铁11.2 g。则10 min内CO的平均反应速率为__________

（2）请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态：

①_________________________________；②_________________________________。

（3）某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。下列反应速率（v）和温