化学平衡备考经

王大治 冯建设

一、考情分析

二、解法研究

1.化学平衡图像题是近几年高考考查的热点。做此类题时，首先要明确图像的意义（坐标与曲线的物理意义），掌握变化规律（化学平衡移动的规律），结合平衡特点（平衡方程式的特征）来分析。在读图过程中，应重点分析曲线的起点、终点、变化趋势，并综合考虑外因对化学平衡的影响以及题目的限制条件。

例1 （2014重庆卷，7题）在恒容密闭容器中通入X并发生反应：2X（g） Y（g），温度T1、T2 下X的物质的量浓度c（X）随时间t变化的曲线如题图所示，下列叙述正确的是（ ）

A.该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量

B.T2下，在0～t1时间内，

C.M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆

D.M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率减小

【解题要津】根据口诀“先拐先平”，T1温度下反应先达到拐点，说明T1 > T2，反应速率大，达到平衡所用时间短。升高温度，c（X）增大，说明该反应为放热反应，又c（X）在M点的值大于W点的值，因此反应进行到M点放出的热量少于进行到W点放出热量。反应速率与温度成正相关，故C选项正确。M点时再加入一定量X，相当于增大压强，平衡正向移动，平衡后X的转化率增大。

【参考答案】C

2.化学反应平衡和化学反应速率的计算是高考的重要考点。对于这类题型，不管题目给出什么条件，都离不开“三步曲”的解法，解题时一定要把起始量、变化量、最终量三步列出来，并注意单位的统一。

例2 （2014新课标Ⅰ卷，28题节选）乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题：

乙烯气相直接水合反应C2H4（g）+H2O（g）=C2H5OH（g）的ΔH=-45.5 kJ·mol-1。

下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n（H2O） ∶n（C2H4）=1∶1]。

① 列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp= （用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。

② 图中压强（p1、p2、p3、p4）的大小顺序为 ，理由是 。

③ 气相直接水合法常采用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290℃、压强6.9 MPa，n（H2O） ∶n（C2H4）=0.6∶1。乙烯的转化率为5%。若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当改变反应温度和压强，还可以采取的措施有： 、 。

【解题要津】 ①A点时，乙烯的平衡转化率为20%

②该反应是一个气体分子数减小的反应，相同温度下，增大压强平衡向右移动，乙烯的转化率增大，对照题图可以得出p 1< p 2< p 3< p 4。

③及时将产物乙醇分离出来、提高原料气中水的含量等，可提高乙烯的转化率。

【参考答案】①0.07 （MPa）-1 ②p 1< p 2< p 3< p 4 反应分子数减小，相同温度下，压强升高，乙烯的转化率提高 ③将乙醇液化移去 增加n（H2O）∶n（C2H4）比

三、原创精练

1.为进一步落实区域大气污染联防联控，实现数据异地共享，开展联勤联动执法，2014年9月4日上午，京津冀及周边地区大气污染防治协作小组办公室组织召开区域机动车排放污染控制培训暨交流会。汽车尾气净

A.升高温度，平衡常数增大

B.当v（CO2）正=v（N2）逆，说明达平衡状态

C.增加CO的物质的量，NO的转化率增大

D.增大压强，正反应速率增大，逆反应速率减小

2.工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g） ΔH<0，下列有关说法错误的是（ ）

A.混合气体的平均相对分子质量不变，则该反应达到平衡状态

B.升高温度，平衡向逆反应方向移动

C.加入H2和使用催化剂均可提高CO的转化率

D.分离出甲醇，逆反应速率先减小，后逐渐增大，平衡正向移动

3.研究氮及其化合物对化工生产有重要意义。

（1）工业合成氨的原理为：N2（g）+3H2（g）2NH3（g） ΔH=-92.4 kJ·mol-1。下图甲表示在一定体积的密闭容器中反应时N2的物质的量浓度随时间的变化，图乙表示在其他条件不变的情况下，改变起始投料中H2与N2的物质的量之比（设为k）对该平衡的影响。

①已知图甲中0～t1 min内，v（H2）=0.03 mol·L-1·min-1，则t1 =________；若从t2 min起仅改变一个反应条件，则所改变的条件可能是_______________________（填一种即可）；图乙中，b点时k=_________。

②已知某温度下该反应的K=10，该温度下向容器中同时加入下列浓度的混合气体：c（H2）=0.1 mol·L-1，c（N2）=0.5 mol·L-1，c（NH3）=0.1 mol·L-1，则在平衡建立过程中NH3的浓度变化趋势是__________（填“逐渐增大”“逐渐减小”或“恒定不变”）。

（2）2014年9月28日13时13分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丙运载火箭，成功将实践十一号07星发射升空。肼（N2H4）可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。

（3）以NO2为原料可以制得新型绿色硝化剂N2O5，原理是先将NO2转化为N2O4，然后采用电解法制备N2O5，其装置如图所示，两端是石墨电极，中间隔板只允许离子通过，不允许水分子通过。

①已知两室加入的试剂分别是：a.硝酸溶液；b. N2O4和无水硝酸，则左室加入的试剂应为________（填代号），其电极反应式为____________________________。

②若以甲醇燃料电池为电源进行上述电解，已知：CH3OH（g）+O2（g）=CO2（g）+2H2O（g） ΔH=-651 kJ·mol-1，又知甲醇和水的汽化热分别为11 kJ·mol-1、44 kJ·mol-1，理想状态下，该燃料电池消耗0.5 mol CH3OH产生的最大电能为345.8 kJ，则该电池的能量效率为__________（电池的能量效率=电池所产生的最大电能与电池所释放的全部能量之比）。

【参考答案】 1.C 2.C 3.（1）①30 降低温度（或增大H2浓度，其他合理答案也给分） 3∶1 ②逐渐减小 （2）2N2H4（l）+N2O4（l）=3N2（g）+4H2O（g）

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