化學平衡備考經

王大治 馮建設

一、考情分析

二、解法研究

1.化學平衡圖像題是近幾年高考考查的熱點。做此類題時，首先要明確圖像的意義（坐標與曲線的物理意義），掌握變化規律（化學平衡移動的規律），結合平衡特點（平衡方程式的特征）來分析。在讀圖過程中，應重點分析曲線的起點、終點、變化趨勢，并綜合考慮外因對化學平衡的影響以及題目的限制條件。

例1 （2014重慶卷，7題）在恒容密閉容器中通入X并發生反應：2X（g） Y（g），溫度T1、T2 下X的物質的量濃度c（X）隨時間t變化的曲線如題圖所示，下列敘述正確的是（ ）

A.該反應進行到M點放出的熱量大于進行到W點放出的熱量

B.T2下，在0～t1時間內，

C.M點的正反應速率v正大于N點的逆反應速率v逆

D.M點時再加入一定量X，平衡后X的轉化率減小

【解題要津】根據口訣“先拐先平”，T1溫度下反應先達到拐點，說明T1 > T2，反應速率大，達到平衡所用時間短。升高溫度，c（X）增大，說明該反應為放熱反應，又c（X）在M點的值大于W點的值，因此反應進行到M點放出的熱量少于進行到W點放出熱量。反應速率與溫度成正相關，故C選項正確。M點時再加入一定量X，相當于增大壓強，平衡正向移動，平衡后X的轉化率增大。

【參考答案】C

2.化學反應平衡和化學反應速率的計算是高考的重要考點。對于這類題型，不管題目給出什么條件，都離不開“三步曲”的解法，解題時一定要把起始量、變化量、最終量三步列出來，并注意單位的統一。

例2 （2014新課標Ⅰ卷，28題節選）乙醇是重要的有機化工原料，可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產。回答下列問題：

乙烯氣相直接水合反應C2H4（g）+H2O（g）=C2H5OH（g）的ΔH=-45.5 kJ·mol-1。

下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉化率與溫度、壓強的關系[其中n（H2O） ∶n（C2H4）=1∶1]。

① 列式計算乙烯水合制乙醇反應在圖中A點的平衡常數Kp= （用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數）。

② 圖中壓強（p1、p2、p3、p4）的大小順序為 ，理由是 。

③ 氣相直接水合法常采用的工藝條件為：磷酸/硅藻土為催化劑，反應溫度290℃、壓強6.9 MPa，n（H2O） ∶n（C2H4）=0.6∶1。乙烯的轉化率為5%。若要進一步提高乙烯轉化率，除了可以適當改變反應溫度和壓強，還可以采取的措施有： 、 。

【解題要津】 ①A點時，乙烯的平衡轉化率為20%

②該反應是一個氣體分子數減小的反應，相同溫度下，增大壓強平衡向右移動，乙烯的轉化率增大，對照題圖可以得出p 1< p 2< p 3< p 4。

③及時將產物乙醇分離出來、提高原料氣中水的含量等，可提高乙烯的轉化率。

【參考答案】①0.07 （MPa）-1 ②p 1< p 2< p 3< p 4 反應分子數減小，相同溫度下，壓強升高，乙烯的轉化率提高 ③將乙醇液化移去 增加n（H2O）∶n（C2H4）比

三、原創精練

1.為進一步落實區域大氣污染聯防聯控，實現數據異地共享，開展聯勤聯動執法，2014年9月4日上午，京津冀及周邊地區大氣污染防治協作小組辦公室組織召開區域機動車排放污染控制培訓暨交流會。汽車尾氣凈

A.升高溫度，平衡常數增大

B.當v（CO2）正=v（N2）逆，說明達平衡狀態

C.增加CO的物質的量，NO的轉化率增大

D.增大壓強，正反應速率增大，逆反應速率減小

2.工業上一般在恒容密閉容器中采用下列反應合成甲醇：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g） ΔH<0，下列有關說法錯誤的是（ ）

A.混合氣體的平均相對分子質量不變，則該反應達到平衡狀態

B.升高溫度，平衡向逆反應方向移動

C.加入H2和使用催化劑均可提高CO的轉化率

D.分離出甲醇，逆反應速率先減小，后逐漸增大，平衡正向移動

3.研究氮及其化合物對化工生產有重要意義。

（1）工業合成氨的原理為：N2（g）+3H2（g）2NH3（g） ΔH=-92.4 kJ·mol-1。下圖甲表示在一定體積的密閉容器中反應時N2的物質的量濃度隨時間的變化，圖乙表示在其他條件不變的情況下，改變起始投料中H2與N2的物質的量之比（設為k）對該平衡的影響。

①已知圖甲中0～t1 min內，v（H2）=0.03 mol·L-1·min-1，則t1 =________；若從t2 min起僅改變一個反應條件，則所改變的條件可能是_______________________（填一種即可）；圖乙中，b點時k=_________。

②已知某溫度下該反應的K=10，該溫度下向容器中同時加入下列濃度的混合氣體：c（H2）=0.1 mol·L-1，c（N2）=0.5 mol·L-1，c（NH3）=0.1 mol·L-1，則在平衡建立過程中NH3的濃度變化趨勢是__________（填“逐漸增大”“逐漸減小”或“恒定不變”）。

（2）2014年9月28日13時13分，我國在酒泉衛星發射中心用長征二號丙運載火箭，成功將實踐十一號07星發射升空。肼（N2H4）可作為火箭發動機的燃料，與氧化劑N2O4反應生成N2和水蒸氣。

（3）以NO2為原料可以制得新型綠色硝化劑N2O5，原理是先將NO2轉化為N2O4，然后采用電解法制備N2O5，其裝置如圖所示，兩端是石墨電極，中間隔板只允許離子通過，不允許水分子通過。

①已知兩室加入的試劑分別是：a.硝酸溶液；b. N2O4和無水硝酸，則左室加入的試劑應為________（填代號），其電極反應式為____________________________。

②若以甲醇燃料電池為電源進行上述電解，已知：CH3OH（g）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（g） ΔH=-651 kJ·mol-1，又知甲醇和水的汽化熱分別為11 kJ·mol-1、44 kJ·mol-1，理想狀態下，該燃料電池消耗0.5 mol CH3OH產生的最大電能為345.8 kJ，則該電池的能量效率為__________（電池的能量效率=電池所產生的最大電能與電池所釋放的全部能量之比）。

【參考答案】 1.C 2.C 3.（1）①30 降低溫度（或增大H2濃度，其他合理答案也給分） 3∶1 ②逐漸減小 （2）2N2H4（l）+N2O4（l）=3N2（g）+4H2O（g）

ΔH=-873.4 kJ·mol-1 （3）①b N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+ ②95%