高考试题中的化学平衡题归类与解题

马亚楼

化学反应速率和化学平衡，是高考中的热点，历来受到高考命题专家和学者的青昧，本文就化学反应速率和化学平衡题的解题方法作一介绍.

一、 平衡标志题

例1（北京市高考题）一定条件下，在密闭容器中，能表示反应X（g）+2Y（g）2Z（g）一定达到化学平衡状态的是（ ）.

①X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2

②X、Y、Z的浓度不再发生变化

③容器中的压强不再发生变化

④单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol Y

A.①② B.①④ C.②③ D.③④

解析v（正）与v（逆）相等是化学平衡的根本标志，对于反应前后气体总体积不等的反应，其压强不再发生变化，有关物质的量浓度不再发生变化，但它们的物质的量之比不一定等于其化学计量数之比.在本题的可逆反应X（g）+2Y（g

）2Z（g）里，在单位时间内当有n mol的Z生成的同时，有n mol Y（或0.5n mol X）生成，说明其正、逆反应速率相等，该反应达到平衡，所以①④说法不正确，此题选C.

答案：C

评注化学平衡的标志是“一等、三不变”即：“一等”是v（正）=v（逆），“三不变”是指反应混合物中各物质的浓度、物质的量、质量分数不变；反应的转化率不变；对于反应前后气体体积发生改变的化学平衡，气体压强及气体的平均相对分子质量不变.

二、 化学反应速率题

例2（2015年上海高考题）对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是（ ）.

A. 升高温度，对正反应的反应速率影响更大

B. 增大压强，对正反应的反应速率影响更大

C. 减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大

D. 加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大

解析本题主要考查了合成氨条件的选择.由合成氨的化学方程式为：N2+3H2催化剂高温高压2NH3，ΔH<0，可知反应是气体体积减小的放热反应，合成氨是放热反应，升温平衡逆向进行，对逆反应的反应速率影响更大，故A错误；反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡正向进行，对正反应的反应速率影响更大，故B正确；减小反应物浓度，平衡逆向进行，正反应减小的多，对正反应的反应速率影响更大，故C错误；催化剂改变反应速率，不改变化学平衡，同等程度影响正逆反应速率，故D错误；所以该题选B.

答案：B

例3（天津高考题）在密闭容器中，一定条件下进行如下反应：NO（g）+CO（g）0.5N2（g）+CO2（g）；ΔH=-373.2 kJ·mol-1，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施是（ ）.

A.加催化剂同时升高温度

B.加催化剂同时增大压强

C.升高温度同时充入N2

D.降低温度同时增大压强

解析提高反应速率的做法主要有：①升高温度，②增大反应物浓度，③加入催化剂，④对有气体参加的反应增大压强，而要提高NO的转化率，即让平衡向正反应方向移动，可采取的做法有：①降低温度，②增大压强，③增大CO的浓度等，又该反应中ΔH<0，故为放热反应，综上分析，可知正确答案为B.答案：B

例4（全国高考题）已知反应

A+3B2C+D在某段时间内A的浓度变化表示的化学反应速率为1 mol·L-1·min-1，则此段时间内以c的浓度变化表示的化学反应速率为（ ）.

A 0.5 mol·L-1·min-1B.1 mol·L-1·min-1

C.2 mol·L-1·min-1

D.3 mol·L-1·min-1

解析利用同一化学反应平衡中，用不同的物质表示化学反应速率之比，等于化学方程式中各物质的计量数之比，由于题给化学方程式中A与C的化学计量数之比为1∶2，又v（A）=1

mol·L-1·min-1，故v（C）=2×1 mol·L-1·min-1=2 mol·L-1·min-1，选C.

答案：C

三、 化学平衡移动题

例5（重庆市高考题）当反应COCl2（g）CO（g）+Cl2（g），ΔH>0达到平衡时，下列措施：①升温；②恒容通入惰性气体；③增加CO的浓度；④减压；⑤加催化剂；⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是（ ）.

A.①②④B.①④⑥

C.②③⑥D.③⑤⑥

解析反应COCl2（g）CO（g）+Cl2（g）ΔH>0；是气体体积增大的反应，正向反应是吸热反应；转化率的变化根据化学平衡的移动方向分析判断：①升温平衡向吸热反应方向移动，平衡正向进行，COCl2转化率增大，故①符合；②恒容通入惰性气体，总压增大，分压不变，平衡不动，COCl2转化率不变，故②不符合；③增加CO的浓度，平衡逆向进行，COCl2转化率减小，故③不符合；④减压平衡向气体体积增大的方向进行，平衡正向进行；COCl2转化率增大，故④符合；⑤加催化剂，改变速率不改变平衡，COCl2转化率不变，故⑤不符合；⑥恒压通入惰性气体，压强增大，为保持恒压，体积增大压强减小，平衡正向进行，COCl2转化率增大，故⑥符合；综上所述：①④⑥正确，故选B.

答案：B

点评本题考查了化学平衡的影响因素的分析判断，体积改变，平衡移动方向是判断的关键，题目难度中等.

例6（全国卷Ⅱ）已知C（s）+CO2 2CO（g），ΔH>0，该反应达到平衡后，下列条件有利于反应向正反应方向进行的是（ ）.

A.升高温度和减少压强

B.降低温度和减少压强

C.降低温度和增大压强

D.升高温度和增大压强

解析本题主要考查化学平衡移动的知识，由题给化学反应方程式可知，该反应为气体总体积扩大的反应，又ΔH>0，即为吸热反应，故升高温度和减少压强，均可使化学平衡向正反应方向移动，即选A.

四、 化学平衡配比题

例7（2005江苏高考题）一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A（g）+B（g）3C（g），若反应开始时充入2 mol A和2 mol B，达平衡后A的体积分数为a%，其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后

A的体积分数大于a%的是（ ）.

A.2 mol C

B.2 mol A 1 mol B和1 mol He（不参加反应）

C.1 mol B和1mol C

D.2 mol A 3 mol B和3 mol C

解析在等温等容的条件下，对题给气体总体积不变的反应2A（g）+B（g）3C（g），充入任意物质的量的C，都与充入2 mol A和1 mol B等效，且平衡时A的体积分数大于a%；而充入He时对所给化学平衡没有影响，所以B项中A的体积分数亦大于a%，而C、 D选项相当于在2 mol A和1 mol B达到平衡的基础上，增大B的浓度使化学平衡右移，A的体积分数减少，即小于a%，故此题选（AB）

五、化学平衡计算题

例8（全国理综题）恒温下，将a mol N2与b mol H2的混合物通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：

N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

（1） 若反应进行到某时刻t时，nt（N2）=

13 mol，nt（NH3）=6 mol，计算a的值

（2） 反应达到平衡时，混合气体的体积为

716.8 L（标准状况下），其中NH3的含量（体积分数）为25%.计算平衡时NH3的物质的量.

（3） 原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比（写出最简整数比下同），n（始）∶n（平）= .

（4） 原混合气体中，a∶b=.

（5） 达到平衡时，N2和H2的转化率之比，

α（N2）∶α（H2）= .

（6）平衡混合气体中，n（N2）∶n（H2）∶n（NH3）= .

解析（1）由反应的化学方程式得知，反应掉的N2和生成NH3的物质的量之比为1∶2，设反应掉N2的物质的量为x， 则x∶6=1∶2， 即x=3mol.所以开始加入的N2的物质的量a=13+3=16 mol；

（2）平衡时NH3的物质的量为716.8L÷22.4 L·mol-1×25%=32 mol×25%=8 mol

（3）可利用差量法计算.假设反应过程中混合气体总物质的量减少y.

N2（g） + 3H2（g）2NH3（g） Δn

1 3 2 2

8 mol y

解得y=8 mol

所以，原混合气体总物质的量为（716.8/22.4）+8 mol=40 mol.原混合气体与平衡混合气体总物质的量之比为40∶32=5∶4

（4）前面已计算出原混合气体中a=16，所以H2的物质的量b=40-16=24 mol，所以a∶b=16∶24=2∶3

（5）反应过程中各物质的物质的量如下：

N2（g） + 3H2（g）2NH3（g）

开始时/ mol 16 24

转化/ mol 4 12 8

平衡时/mol 12 12 8

可以算出，N2、H2的转化率之比为

α（N2）∶α（H2）=4/16∶12/24=1∶2

（6）根据第（5）题中的数据，平衡混合气体中，n（N2）∶n（H2）∶n（NH3）=12∶12∶8=3∶3∶2

六、化学平衡的影响因素

例9（重庆高考题）在一个不导热的密闭反应器中，只发生两个反应：

a（g）+b（g）2c（g）；ΔH1<0

x（g）+3y（g）2z（g）；ΔH2>0

进行相关操作且达到平衡后（忽略体积改变所作的功），下列叙述错误的是（ ）.

A. 等压时，通入惰性气体，c的物质的量不变

B. 等压时，通入z气体，反应器中温度升高

C. 等容时，通入惰性气体，各反应速率不变

D. 等容时，通入z气体，y的物质的量浓度增大

解析等压时，通入惰性气体，容器体积增大，等效为压强减小，平衡x（g）+3y（g）2z（g）（ΔH>0）向左移动，正反应为放热反应，反应体系的温度降低，由于该反应容器是一个不导热的容器，所以平衡a（g）+b（g）2c（g）也向右（吸热方向）移动，c的物质的量增大，故A错误；等压时，通入z气体，增大了生成物的浓度，平衡x（g）+3y（g）2z（g）向左移动，由于该反应的逆反应是放热反应，容器内温度升高，虽然导致第一个反应向逆反应移动，但移动结果不会恢复到原温度，故平衡时温度升高，故B正确；等容时，通入惰性气体，各反应物和生成物的物质的量没有变化，即各组分的浓度没有发生变化，所以各组分的反应速率不发生变化，故C正确；等容时，通入

z气体，增大了生成物z的浓度，平衡逆向移动，所以y的物质的量浓度增大，故D正确；该题选A.

答案：A

点评本题考查外界条件对化学平衡的影响，难度中等，本题要特别注意题干中的信息“不导热的密闭反应器”，注意压强对第一个反应没有影响，根据第二反应的移动热效应，判断第一个反应的移动.

（收稿日期：2016-02-11）