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1、高考总复习 速率和平衡的综合编稿：房鑫 审稿: 曹玉婷【高考展望】化学反应速率和化学平衡理论的初步知识是中学化学的重要基本理论。从历年高考经典聚焦也不难看出，这是每年高考都要涉及的内容。从高考试题看，考查的知识点主要是：有关反应速率的计算和比较；条件对反应速率影响的判断；确定某种情况是否是化学平衡状态的特征；平衡移动原理的应用；转化率的计算或比较；速率、转化率、平衡移动等多种图象的分析。要特别注意本单元知识与图象结合的试题比较多。从题型看主要是选择题和填空题，其主要形式有：根据化学方程式确定各物质的反应速率；根据给定条件，确定反应中各物质的平均速率；理解化学平衡特征的含义，确定某种情况下化学反
2、应是否达到平衡状态；应用等效平衡的方法分析问题；应用有关原理解决模拟的实际生产问题；平衡移动原理在各类平衡中的应用；用图象表示外界条件对化学平衡的影响或者根据图象推测外界条件的变化；根据条件确定可逆反应中某一物质的转化率、消耗量、气体体积、平均式量的变化等。预计以上考试内容和形式在今后的高考中不会有太大的突破。从考题难度分析，历年高考题中，本单元的考题中基础题、中档题、难题都有出现。因为在高考中前些年出现了这方面的难题，所以各种高难度的练习题较多。但从新大纲的要求预测命题趋势，这部分内容试题往往和其它知识综合，难度应该趋于降低，平衡方面的题目起点水平并不是太高，尤其是出现复杂的等效平衡题的可能
3、性更不大。在今后的复习中应该抓牢基础知识，掌握基本方法，提高复习效率。【方法点拨】一、复习思路： 1复习化学反应速率，宜从准确把握概念的内涵入手，抓住概念的应用条件，对概念的内容进行拓宽，仔细分析外界条件对化学反应速率的影响情况，为化学平衡内容的复习打好基础。从内容框架的构建上看，可建立如下复习思路：概念定量表示内在因素外在因素。同时要强调概念的内涵外延。2有关化学反应速率的计算类型有几种，但难度都不大。在计算中首先要注意把握好时间、体积、物质的量、物质的量浓度等几个因素的运用以及单位换算。对于化学反应速率、化学平衡的计算的模式一般要进行分段设计，必经过“三态”，即起始态、变化态和最终态，如能
4、根据反应方程式，对应地列出“三态”的变化，便可使问题变得一目了然。【高清课堂：ID:363530 转化率】二、转化率的概念剖析：1适用物质：只针对反应物而言。2表达式：3反应物转化率的变化规律：对于有两种反应物的，增加其中一种反应物的浓度，另一种反应物的转化率升高。如：aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)（增加A的浓度，A的转化率降低，B的转化率升高）对于只有一种反应物的，增加反应物的浓度，其转化率变化与方程式中反应前后气体系数大小有关：A(g)B(g)C(g) （增加A的浓度，A的转化率降低）2A(g)B(g)C(g) （增加A的浓度，A的转化率不变）3A(g)B(g)C(g) （增加A
5、的浓度，A的转化率升高）要点诠释：在恒温恒容条件下，对反应物只有一种的可逆反应来说，增大反应物浓度，同时反应体系的压强也增大了(这是一个隐含结果)，讨论如下：若压强增大能使平衡移动，且移动方向与增大反应物浓度使平衡移动方向一致，则反应物转化率增大，若方向不一致，则反应转化率减小。若压强增大不能使平衡移动，则反应物的转化率不变。再结合题目的反应即可判断。N23H22NH3，H0（升高温度，反应物的转化率降低，增大压强，反应物的转化率升高）在不同条件下进行的可逆反应，A：定温定压容器，B：定温定容容器，反应物的转化率与方程式中反应前后气体系数大小有关。如，对气体系数和缩小的反应：N23H22NH3
6、，若起始反应物浓度相同，达平衡时，A中反应物的转化率高于B，因为B中压强相对较小。【典型例题】类型一：转化率问题例1反应：PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)；2HI(g) H2(g)I2(g) ；2NO2(g) N2O4(g) 。在一定条件下，达到化学平衡时，反应物的转化率均是a%。若保持各反应的温度和容器的体积都不改变，分别再加入一定量的各自的反应物，则转化率()。 A均不变 B增大，不变，减小C均增大 D减小，不变，增大【思路点拨】注意三个反应前后气体体积变化特点。【答案】D【解析】对于可逆反应：aA(g) bB(g)cC(g)，增加A的量，平衡向正方向移动，但该反应物A的转化率的变
7、化与化学方程式中气体的系数有关：.若abc，A的转化率不变，如题给反应；.若abc，A的转化率增大，相当于题给反应，.若abc，A的转化率减小，相当于反应。【总结升华】对于只有一种反应物的，增加反应物的浓度，其转化率变化与方程式中反应前后气体系数大小有关。举一反三：【变式1】 1和2分别表示两个恒容容器中的平衡体系：A(g)2B(g)和2A(g)B(g)的A的转化率。在温度不变的情况下，起始时均增加A的物质的量，下列判断正确的是A1降低，2增大 B1、2均降低C1增大，2降低 D1、2均增大【答案】A【变式2】联氨（N2H4）及其衍生物是一类重要的火箭燃料，N2H4与N2O4反应能放出大量的热
8、。（1）已知：2NO2 (g)N2O4 (g) H=57.20 kJmol1。一定温度下，在密闭容器中反应2NO2 (g)N2O4 (g)达到平衡。其他条件不变时，下列措施能提高NO2的转化率的是（ ）A减小NO2的浓度 B降低温度 C增加NO2的浓度 D升高温度（2）17、1.01105 Pa，密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时，c (NO2)=0.0300 molL1、c (N2O4)=0.0120 molL1。计算反应2NO2 (g)N2O4 (g)的平衡常数K。【答案】（1）B、C （2）K=13.3【解析】（1）降低温度化学平衡向右移动，NO2的转化率增大；增加NO2的浓
9、度等效于给这个密闭体系增大压强，平衡向右移动，NO2的转化率也会增大。（2）据题意可知平衡时：c (N2O4)=0.0120 molL1，c (NO2)=0.0300 molL1。类型二：化学平衡与反应热例2已知常温常压下，（g）+3（g）2 （g）；H = -92.4 kJ/ mol在同温同压下，向密闭容器中通入1 mol 和3 mol ，达到平衡时，放出热量为kJ；向另一体积相同容器中通入0.5 mol 、1.5 mol 和1 mol ，相同条件下达到平衡时放出热量为kJ则下列关系式中正确的是A92.4 B92.4C92.4D92.4【思路点拨】要注意热化学方程式中系数与反应热的对应关系。
10、【答案】B 【解析】当消耗1 mol 时放热才为92.4 k J，可逆反应不能进行到底，故92.4 k J。上述两容器中分别通入1 mol 、3 mol 和0.5 mol 、1.5 mol 和1 mol 2NH3达到平衡为等效平衡（即平衡时各成分浓度相同），故Q1Q2=92.40.5，故Q1Q2。【总结升华】要理解等效平衡并非反应热等效，而是达到平衡时各成分的浓度相同。举一反三：【变式1】相同温度下，在体积相等的三个恒容密闭容器中发生可逆反应： N2(g) 3H2(g) 2NH3(g) H92.4 kJ/mol。 实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：容器编号起始时各物质物质的量/mol平衡时
11、反应中的能量变化N2H2NH3130放出热量a kJ230放出热量b kJ260放出热量c kJ 下列叙述正确的是 A放出热量关系：a b C达平衡时氨气的体积分数： DN2的转化率： 【答案】A【变式2】相同温度下，体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=92.6kJ/mol。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：容器编号起始时各物质物质的量/mol达平衡时体系能量的变化 N2 H2 NH3 1 3 0 放出热量：23.15kJ 0.9 2.7 0.2 放出热量：Q下列叙述错误的是 A容器中达平衡时反应放出热量：Q=23.15kJ/mo
12、l B平衡时，两个容器中NH3的体积分数均为1/7 C容器、中反应的平衡常数相等 D若容器体积为0.5L，则平衡时放出的热量23.15kJ【答案】A类型三：综合类例3. 700时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应：CO(g)H2O(g) CO2H2(g) ，反应过程中测定的部分数据见下表（表中t1t2）:反应时间/minn(CO)/molH2O/ mol01.200.60t10.80t20.20下列说法正确的是A.反应在t1min内的平均速率为v(H2)0.40/t1 molL1min1B.保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60molCO和1.20 molH2O
13、，到达平衡时，n(CO2)0.40 mol。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，达到新平衡时CO转化率增大，H2O的体积分数增大D.温度升至800，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应【思路点拨】分析表中数据发现：反应进行到t1和t2时刻各成分的浓度是一样的，说明反应到t2时就已经达到了平衡。【答案】BC【解析】A.反应在t1min内的平均速率应该是t1min内H2浓度变化与t1的比值，而不是H2物质的量的变化与t1的比值。B.因为反应前后物质的量保持不变，保持其他条件不变，平衡常数不会改变，起始时向容器中充入0.60molCO和1.20 mo
14、lH2O，与起始时向容器中充入0.60molH2O和1.20 molCO效果是一致的，到达平衡时，n(CO2)0.40 mol，当然也可通过平衡常数不变来验证。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（也可通过平衡常数不变来验证）。D.原平衡常数可通过三段式列式计算（注意浓度代入）结果为1，温度升至800，上述反应平衡常数为0.64，说明温度升高，平衡是向左移动的，那么正反应应为放热反应。【总结升华】本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与计算，平衡常数概念与计
15、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。举一反三：【高清课堂：ID:363530 例7】【变式1】 T 时，在1 L的密闭容器中充入2 mol CO2和6 mol H2，一 定条件下发生反应： CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)，H49.0 kJ/mol，测得H2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。下列说法不正确的是：A010 min 内(H2)0.3 mol/(Lmin) BT 时，平衡常数K = 1/27，CO2与H2的转化率相等CT 时，上述反应中若有64 g CH3OH生成，同时放出98.0 kJ的热量D达到平衡后，升高温度或再充入CO2气体，都可以提高H2的转化率 【答案】D【变式2】已知：2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) H25 kJ/mol 某温度下的平衡常数为400。此温度下，在1 L的密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下： 物质CH3OHCH3OCH3H2Oc/(molL-1)0.81.241.24下列说法正确的是A. 平衡后升高温度，平衡常数400B平衡时，c(CH3OCH3)1.6 mol/LC. 平衡时，反应混合物的总能量减少20 kJD. 平衡时，再加入与起始等量的CH3OH，达新平衡后CH3OH转化率增大【答案】B