研究平衡真题,感悟突破方法

化学平衡理论是鬲考热点和重点，2010年全国 I卷和II卷、2009年全国II卷等都将化学反应速率 和化学平衡理论作为II卷非选择题考，意在强化化学基本理论。本文选择一道高考真题，来探究其命题特点及其变化，从中感悟化学平衡理论的复习方法。

例〔2010 •全国I • 27〕在溶液中，反应A+2BC分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c（A）=0.100mol/L、c(B) =0.200mol/L及c(C) =0.200mol/L。反应物A的浓度随时间的变化如图所示。

请回答下列问题：

(1)与①比较，②和③分别仅改变一种反应条

件。所改变的条件和判断的理由是：② ； ③ 。

(2）实验②平衡时B的转化率为；实

验③平衡时C的浓度为 。

〔3〕该反应的H ，其判断理由是。

〔4〕该反应进行到4.0mol/L时的平均反应速率：实验②：vb；

实验③：vc 。

【解析】〖1〉与①比较，②实验达到平衡时间较短，但是，平衡时六的浓度相等，即平衡没有移动，说明改变的条件是“加入合适催化剂”。实验③与①比较，实验③达到平衡时间缩短，反应速率加大，A的浓度由0.060 mol/L变为0.04 mol/L， 说明“升高温度”，平衡向正方向移动，即该可逆反应正方向是吸热反应。

(2)实验② A+2B C

开始（mol/L）0.100 0.200 0

转化（mol/L） a2aa

平衡(mol/L)(0.100-a)0.200-2a)a

0.100-a=0.060mol/L,a=0.040mol/L, α(B)= .同理，实验③中A减少的浓度为（0.100-0.040）mol/L=0.060mol/L,根据化学方程式的化学计量数知，A减少浓度等于C的浓度，c（C）=0.060mol/L.

(3)根据实验③曲线知，升温，A的浓度减小，说明正反应是吸热反应，即H>0。

(4)根据图象，4min，实验②c(A)=0.072mol/L、；实验③中c(A)=0.064mol/L.先计算

A的反应速率，后根据同一可逆反应，各物质反应速率之比等化学计量数之比。

【答案】(1)加催化剂达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度未变温度升高达到平衡的时间缩短，平衡时六的浓度减小 （2）40%0.060mol/L（3）温度升高，平衡向正反应方向移动，故该反应是吸热反应.

(4)

【评析】突破的关键是数清坐标的标量，读准数据； 根据斜率判断反应快慢。本题与2009年全国II卷第27题有共同之处。

（2009 •全国II • 27）某温度时,在2L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z，它们的物质的量随时间的变化如表所示。

〔1〉根据下表中数据，在答题卡该题相应位 置上画出X、Y、Z的物质的量（n）随时间（t）变化的曲线：

(2)体系中发生反应的化学方程是；

（3）列式计算该反应在0-3min时间内产物Z的平均反应速率；

（4）该反应达到平衡时反应物X的转化率α等于 ；

（5）如果该反应是热反应。改变实验条件（温度、压强、催化剂）得到Z随时间变化的曲线1,2,3所对应的实验条件改变分别是：1 ；2；3.

【提示】本题考化学平衡图表及计算。

(1)根据表格数据描点法画图，纵坐标表示X、Y、Z的物质的量，横坐标表示反应时间。开始时， X、Y、Z分另为1.00mol、1.00mol、0,反应9min 时达到平衡，X为0.55mol，Y为0.1molZ为0.90mol，如图所示。

（2）1min时，X、Y、Z反应速率之比为 (1.00-0.90〕mol ：(1.00-0.80）mol ： 0.20 mol=1：2:2。根据化学反应中，各物质化学计量数之比等于化学反应速率之比，得出化学方程式为X+2Y2Z.

(3)

(4)根据表格数据知，该反应正反向是放热反应，即X(g)+2Y(g)2Z(g)；H

【答案】（1）

(2)X+2Y Z (3)(4)45%

（5）升温、加入正催化剂（或加入适当催化剂） 增大压强

【评析】两道题最大的区别是，“根据图象数据只判断改变反应条件”过渡到“根据图象数据，既判断改变的条件，又说明理由”，不仅重结果，更重过程，意在渗透新课标理念

解化学平衡的六种突破方法

通过上述母题分析，对2011年高考“化学反 应速度和化学平衡”可用六种方法突破：

（1）三段法突破化学计算。即求浓度、反应速率、体积分数、转化率等问题时，先根据可逆反应方程式列出起始量、转化量、平衡量（或某时刻量），然后结合题意信息，或用浓度（c= )、反应速率( )、密度（ )、相对分子质量( )和转化率（转化率=巳参加反应的量与投入该物质总量之比）等公式列关系式。

(2)三步法突破平衡图象：采用“识图象、想原理、找联系”三步法破解图象。

第一步，正确识别图象，看清楚图象中标（纵坐标、横坐标：）、点(起点、拐点、终点：）、线（折 线、平台）各表示什么，温度、压强对平衡的影响是先拐(斜率大)还是先平(先达到平衡，说明反 应速率较大)，原理主要是影响化学反应速率还是影响化学平衡移动。用原理以前要“三看”可逆反 应：一看物质状态，二看气体分子数大小(即正反 应是气体体积增大还是缩小)，三看正反应的反应热(放热还是吸热反应)；找联系是指将图象与原理联系起来思考问题，即图象是文字表述的形象描述，二者有机结合能解决很多问题。近几年高考化 学主要考绘化学平衡图象。可以采用三步法画图：先建立直角坐标系，标明纵坐标、横坐标各表示什么；然后，根据题目提供的数据描点(起点、拐点和终点）；最后，将关键点连接起来形成线。要根据化学反应速率确定斜率大小，根据转化率、浓度大小确定平台高低。如果要在原图象上补齐残图，则要先选准参考点，通过讨论改变外界因素对 化学平衡或化学反应速率的影响来确定图线走向。

(3)化归法突破等效平衡。等效平衡实质是在同可逆反应、同条件下，起始投入反应物浓度相等时，达到平衡状态各对应组分百分含量相等。用化归思想理解不同条件下等效平衡原理：将各种情况“转化”成起始反应物浓度，当起始浓度完全相同时，能达到完全等效平衡。判断等效平衡要三看： 一看可逆反应特点，即等气体分子数反应，还是不等气体分子数反应；二看条件，即等温等压还是等温等容；三看起始投料，即开始投入什么物质，量是多少。如果开始投入有反应物和产物，则先通过一边倒法，将投入物质转化成一边，再判断。例如， 等温等容，对于等气体分子数反应，起始投入物质的量(物质的量、浓度等)之比相等，可以达到等效平衡。可以这样理解：假设扩大或缩小容器的容积，可以将两种情况的浓度调整成完全相等（达到同一平衡），而等气体分子数反应，扩大或缩小容 器（使起始浓度相等），平衡不会移动。等温等压条件，可以用评PV=nRT，P=cRT理解，只要开始投入反应物量的比值相等，则其浓度一定相等，能达到同一平衡状态。注意：等效平衡中“等效”指 平衡体系中，同一成分的百分含量相等，其物质的量不一定相同，物质的量与开始投入量有关。

(4)控制变量法突破实验设计。即只改变一个量，其他量相同，探究某条件改变对实验结果的影响。实验设计主要从三个方面切入：一是设计数据表，分析外界条件变化对反应速率影响；二是根据实验图象联系原理分析；三是影响化学反应平衡移动。重点理解以下三点：①“减弱”程度小于“抵 消”；②在溶液中的可逆反应；③平衡移动与化学反应竞争。改变条件平衡移动程度较小，化学反应占主要因素。例如，在哨酸亚铁溶液中滴加盐酸，氧化还原反应占主要因素。

(5)转化法突破化学平衡状态。采用转化法将不种情况转化成“同一物质正反应速率和逆反应速率是否相等”，再联系气体相对分子质量、气体 密度、气体压强、化学键断裂等判断。

(6)假设法突破移动方向。若缩小体积判断平衡移动方向，先假设平衡不移动，根据体积变化， 确定某成分浓度变化，与题目给出的浓度比较，确定平衡移动方向；若温度、压强、浓度中两个因素改变，每个因素对平衡影响不一致，移动方向由改变程度大的因素决定。

通过本题可以透视“化学平衡理论”可能创新 考的方向。

巩固训练

创新1等效平衡与化学平衡常数融合

1.（2010•北京•12）某温度下，H2（g）+CO2(g) H2O(g)+CO(g) 的平衡常数K= 。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2（g）和CO2(g)其起始浓度如下表所示。

起始浓度 甲 乙 丙

c（H2）/mol/L 0.010 0.020 0.020

c（CO2）/mol/L 0.010 0.010 0.020

下列判断不正确的是( )

A.平衡时，乙中CO2的转化率大于60%

B.平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60%

C.平衡时，丙中CO2是甲中的2倍，是0.012 mol/L

D.反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢

创新2 化学平衡与热化学反应融合

2.(2010•江苏•14)在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：（已知N2(g)+3H2(g ) 2NH3(g)；）

容器 甲 乙 丙

反应物投入量 1molN2、3molH2 2molNH3 4molNH3

NH3的浓度（ ）

c1 c2 c3

反应的能量变化 放出akJ 吸收bKJ 吸收cKJ

体系压强（Pa） P1 P2 P3

反应物转化率 α1 α2 α3

下列说法正确的是（ ）

A.2c1>c3 B.a+b=92.4C.2P2

创新3 化学反应速率与电化学原理融合

3.(2010•全国新课标•28)某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：

（1）上述实验中发生反应的化学方程式 有 ；

（2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 ；

(3)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2S04、K2S04等4种溶液，可与实验中CuS04溶液起相似作用的是；

(4）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有 (答两种)；

(5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表 中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。

4 硫酸溶液

30 V1 V2 V3 V4 V5

饱和硫酸铜溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20

H2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0

①请完成次实验设计，其中：V1= ，V6=,V9=.

②反应一段时间后，实验A中的金属呈色， 实验E中的金属呈色；

③该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当 加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率 反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因 。

【参考答案】1. C2.BD

3.(1)Zn+H2SO4 ZnSO4+H2CuSO4+ZnZnSO4+Cu

⑵氧化性：Cu2+>H+，硫酸铜与锌优先反应生成镁覆盖在锌粒表面，在稀硫酸溶液中， 锌与铜构成原电池的两极，加快了锌失去电子，使产生氢气速率加快.

(3)Ag2SO4 (4)加热、将锌粒粉碎或适当增加稀硫酸浓度.

(5)①V1=30 V2=10 V3=17.5②灰黑色红色或紫红色 ③硫酸铜溶液量较大时，产生较多的铜覆盖在锌粒表面，阻碍锌与稀硫酸接触，使产生氢气速率减慢.

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文