化學(xué)平衡備考經(jīng)

王大治 馮建設(shè)

一、考情分析

二、解法研究

1.化學(xué)平衡圖像題是近幾年高考考查的熱點(diǎn)。做此類題時(shí)，首先要明確圖像的意義（坐標(biāo)與曲線的物理意義），掌握變化規(guī)律（化學(xué)平衡移動(dòng)的規(guī)律），結(jié)合平衡特點(diǎn)（平衡方程式的特征）來分析。在讀圖過程中，應(yīng)重點(diǎn)分析曲線的起點(diǎn)、終點(diǎn)、變化趨勢，并綜合考慮外因?qū)瘜W(xué)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(fā)生反應(yīng)：2X（g） Y（g），溫度T1、T2 下X的物質(zhì)的量濃度c（X）隨時(shí)間t變化的曲線如題圖所示，下列敘述正確的是（ ）

A.該反應(yīng)進(jìn)行到M點(diǎn)放出的熱量大于進(jìn)行到W點(diǎn)放出的熱量

B.T2下，在0～t1時(shí)間內(nèi)，

C.M點(diǎn)的正反應(yīng)速率v正大于N點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆

D.M點(diǎn)時(shí)再加入一定量X，平衡后X的轉(zhuǎn)化率減小

【解題要津】根據(jù)口訣“先拐先平”，T1溫度下反應(yīng)先達(dá)到拐點(diǎn)，說明T1 > T2，反應(yīng)速率大，達(dá)到平衡所用時(shí)間短。升高溫度，c（X）增大，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，又c（X）在M點(diǎn)的值大于W點(diǎn)的值，因此反應(yīng)進(jìn)行到M點(diǎn)放出的熱量少于進(jìn)行到W點(diǎn)放出熱量。反應(yīng)速率與溫度成正相關(guān)，故C選項(xiàng)正確。M點(diǎn)時(shí)再加入一定量X，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，平衡后X的轉(zhuǎn)化率增大。

【參考答案】C

2.化學(xué)反應(yīng)平衡和化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算是高考的重要考點(diǎn)。對(duì)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(shí)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(tǒng)一。

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

乙烯氣相直接水合反應(yīng)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(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系[其中n（H2O） ∶n（C2H4）=1∶1]。

① 列式計(jì)算乙烯水合制乙醇反應(yīng)在圖中A點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp= （用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。

② 圖中壓強(qiáng)（p1、p2、p3、p4）的大小順序?yàn)?，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(yīng)溫度290℃、壓強(qiáng)6.9 MPa，n（H2O） ∶n（C2H4）=0.6∶1。乙烯的轉(zhuǎn)化率為5%。若要進(jìn)一步提高乙烯轉(zhuǎn)化率，除了可以適當(dāng)改變反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)，還可以采取的措施有： 、 。

【解題要津】 ①A點(diǎn)時(shí)，乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率為20%

②該反應(yīng)是一個(gè)氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，相同溫度下，增大壓強(qiáng)平衡向右移動(dòng)，乙烯的轉(zhuǎn)化率增大，對(duì)照題圖可以得出p 1< p 2< p 3< p 4。

③及時(shí)將產(chǎn)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(zhuǎn)化率。

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

三、原創(chuàng)精練

1.為進(jìn)一步落實(shí)區(qū)域大氣污染聯(lián)防聯(lián)控，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)異地共享，開展聯(lián)勤聯(lián)動(dòng)執(zhí)法，2014年9月4日上午，京津冀及周邊地區(qū)大氣污染防治協(xié)作小組辦公室組織召開區(qū)域機(jī)動(dòng)車排放污染控制培訓(xùn)暨交流會(huì)。汽車尾氣凈

A.升高溫度，平衡常數(shù)增大

B.當(dāng)v（CO2）正=v（N2）逆，說明達(dá)平衡狀態(tài)

C.增加CO的物質(zhì)的量，NO的轉(zhuǎn)化率增大

D.增大壓強(qiáng)，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小

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

A.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變，則該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

B.升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

C.加入H2和使用催化劑均可提高CO的轉(zhuǎn)化率

D.分離出甲醇，逆反應(yīng)速率先減小，后逐漸增大，平衡正向移動(dòng)

3.研究氮及其化合物對(duì)化工生產(chǎn)有重要意義。

（1）工業(yè)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(yīng)時(shí)N2的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)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(zhì)的量之比（設(shè)為k）對(duì)該平衡的影響。

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

②已知某溫度下該反應(yīng)的K=10，該溫度下向容器中同時(shí)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(shí)13分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征二號(hào)丙運(yùn)載火箭，成功將實(shí)踐十一號(hào)07星發(fā)射升空。肼（N2H4）可作為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，與氧化劑N2O4反應(yīng)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(zhuǎn)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(yīng)為________（填代號(hào)），其電極反應(yīng)式為____________________________。

②若以甲醇燃料電池為電源進(jìn)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(tài)下，該燃料電池消耗0.5 mol CH3OH產(chǎn)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(chǎn)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%