高考试题中的化学平衡问题

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高考试题中的化学平衡问题

化学平衡是中学化学里有重要意义的基本理论，是高考中的重点和难点。从近五年的高考试题来看，既有体现高考命题的稳定性的基本题目，又出现了一些考察学科思维素质和心理素质的灵活性较强、难度较大的试题。本文对近几年全国高考各种试卷中的有关化学平衡的考题作摘要的归类和解析，以便体会化学平衡考察的层次和趋势，并提出教学时的相应对策。 一. 试题分析和教学要点

考点一：化学平衡状态的含义、特征和判定

例1. （2002上海化学填空题24．（3））在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2?g?＋H2?g?

CO?g?＋H2O（g），能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 （多选扣分）。

（a）容器中压强不变 （b）混合气体中 c?CO?不变 （c）?正?H2?＝?逆?H2O? （d）c?CO2?＝c?CO?

［评析］此题考查反应速率的表示及基本的平衡状态判断问题。要求应试者了解?正?H2?、?逆?H2O?的含义。看清这是一类反应前后气体体积相等，容器体积固定的反应。答案：b、c。

例2. ?2005春MCE?14?一定条件下，在密闭容器中，能表示反应X(g)＋2Y(g)定达到化学平衡状态的是

A. 容器内压强不随时间变化 B. 容器内各物质的浓度不随时间变化 C. 容器内X、Y、Z的浓度之比为1︰2︰2 D. 单位时间消耗0.1 mol X同时生成0.2 mol Z

［评析］此题考查基本的平衡状态判断问题，比较容易，但也有一定的迷惑性。该反应前后气体体积不等，容器体积固定，压强不随时间变化，说明气体总物质的量不再改变，各物质浓度也不再变化。所以A、B正确， C选项浓度比与化学计量数比一致，其实只是反应可能达到的一种巧合，并不能说明各物质浓度不再变化，C、D均不能说明达到平衡。答案：AB。 ［教学要点建议］

1. 必须使学生明确：有关平衡状态的含义和判定的直接依据只有两条：一看是否V

正

2Z(g)，一

=V逆且不为

零；二看各组分含量是否保持不变（这正是一定条件下的平衡状态的含义）。

2. 间接依据有很多，一般是从压强、密度、颜色等间接推出上述两条直接依据。应用时要注意看清楚物态，等容还是等压，前后气体体积的改变等。

考点二：根据勒夏特列原理的应用（包括对平衡移动的方向、物态、热效应、温度、压强和转化率等的判断）

例1.（03江苏理综）15.在O.1mol／L的CH3COOH溶液中存在如下电离平衡： CH3COOH

CH3COO-+H+ 对于该平衡，下列叙述正确的是

A.加入少量NaOH固体，平衡向正反应方向移动 B.加水，反应速率增大，平衡向逆反应方向移动 C滴加少量0.1mol／LHCl溶液，溶液中C(H+)减少 D.加入少量CH3COONa固体，平衡向正反应方向移动

［评析］电离平衡属于化学平衡的一种，也是高考的热点内容。A降低产物浓度，平衡向正反应方向移动。B电离平衡的加水稀释问题,可以让学生从有效碰撞角度理解，也可类比为气相反应的

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减压，因为他们都是同等的降低各物质浓度。 C滴加少量HCl溶液，虽然平衡向逆反应方向移动，但是平衡移动只会使外界改变削弱，不会逆转。C(H+)只能增多。D加入少量CH3COONa固体，CH3COO-浓度增大，平衡向逆反应方向移动。答案：A。

1N2?g?2＋CO2?g?；ΔH＝－373.2 kJ / mol，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

例2.?2005天津卷?9? 在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：NO?g?＋CO(g?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

［评析］本题以及2005MCE2?11题均出现了两个因素同时改变时判断平衡移动的问题，似乎有一定难度，但是对于中学生的能力而言，所考查的两个因素必须是对平衡的影响一致或者至少不矛盾，否则无法解答。A、B中含有催化剂的增加，因为催化剂不影响平衡的移动，所以A、B实质上是改变一个因素的问题，C升高温度和充入产物N2对平衡的影响结果是一致的，D降低温度和增大压强对平衡的影响结果也是一致的。答案：B。

例3.（2003.上海24．）钾是—种活泼的金属，工业上通常用金属钠和氯化钾在高温下反应制取。该反应为：

Na?l?＋KCl?l?

NaCl?l?＋K?g?一Q

该反应的平衡常数可表示为：K＝c?K?，各物质的沸点与压强的关系见下表。

（1）在常压下金属钾转变为气态从反应混合物中分离的最低温度约为 ，而反应的最高温度应低于 。

（2）在制取钾的过程中，为了提高原料的转化率可以采取的措施是 。

答案：（1）770℃；890℃

（2）降低压强或移去钾蒸气；适当升高温度

［评析］勒夏特列原理广泛的适用于很多动态平衡体系。对于物质之间交换成分的化学反应，反应方向可以向着该种物质能否分离出去的方向进行。由于钠的沸点比钾高，将钾蒸汽抽出时，降低了钾在平衡体系中的浓度，导致上述平衡向右移，使该反应得以进行。 ［教学要点建议］

教学时应使学生特别注意明确以下要点：

1.化学平衡的移动本质上就是化学反应速率的不均衡变化造成的。若Ｖ正、Ｖ逆变化幅度不一样，平衡就会移动。

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2.对于定容时的反应：2X?g?＋Y?g?2Z?g?，只加入Ｘ，Ｘ的转化率减小，Ｙ的转化率增大，若

加入Ｚ，研究Ｚ的转化率，相当于加压。

3.勒夏特列原理告诉我们：平衡移动只会使外界改变削弱，不会逆转。

4.做题时不要只顾看系数，要看清楚物质的状态，分清楚含量和浓度的不同，注意压强的本质是浓度问题，注意工业生产实际。

考点三：有关化学平衡的图像问题

例1.（2004江苏）在容积固定的密闭容器中存在如下反应：A(g)＋3B(g)

A．图Ⅰ研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用的催化剂效率较高 B．图Ⅱ研究的是压强对反应的影响，且甲的压强较高 C．图Ⅱ研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高

D．图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催化剂效率较高

［评析］这是一类较为传统的平衡图像题。首先要看清楚横纵坐标的含义，有关时间的图像，速率和斜率相关。图Ⅰ中甲乙的C浓度不同，而加入催化剂不能影响转化率。图Ⅱ若是压强对反应的影响，则压强越大，B的转化率也越大，与图示不符。答案：A、B。

例2.（20XX年广西）右图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g) Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件，使反应过程按b曲线进行，可采取的措施是

A．升高温度 B．加大X的投入量 C．加催化剂 D．增大体积

［评析］本体通过图像考查平衡移动原理。a过程与b

过程都使X转化率达到一定值，只是两个过程中达到该定值的时间不同。也就是两个过程在不同的时间内达到统一平衡状态，显然，b过程是加了催化剂，而缩短了达到平衡的时间。升温，加入X，增大体积均会使X的转化率发生变化，答案：C。

例3.?2005MCE1?12?右图是温度和压强对X＋Y衡混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是

A. X和Y中只有一种为气态，Z为气态 B. X、Y、Z均为气态

C. 上述可逆反应的正反应为放热反应

2Z反应影响的示意图。图中横坐标表示平

O 2C(g)；△H<0

某研究小组研究了其它条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下

列关系图：下列判断一定错误的是

C的浓度 乙 甲 Ⅰ

时间

O B的转化率 乙 甲 O 混合气体总压 乙 甲 Ⅲ 时间

Ⅱ 时间

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D. 上述反应的逆反应的ΔH＞0

［评析］本题以图像为载体，考查了学生对不同信息的分析判断能力，目前高考比较重视图像和数据的分析和理解，这种类型应引起重视。温度升高，产物含量升高。说明正反应放热该。压强越大，产物含量越低。X和Y中最多只有一种为气态。答案：C。 ［教学要点建议］

1.考试大纲要求“将化学问题抽象成为数学问题，利用数学工具，通过计算和推理(结合化学知识)，解决化学问题的能力。” “能将化学信息(含实际事物、实验现象、数据和各种信息、提示、暗示)，按题设情境抽象归纳、逻辑地统摄成规律，并能运用此规律，进行推理(收敛和发散)的创造能力。” 这都是图像题的命题精神和依据。

2.图像题要看清楚物质的状态，分清楚含量和浓度的不同，要看清楚横纵坐标的含义，有关时间的图像，速率才会和斜率相关。

考点四：有关平衡状态的计算

例1.（20XX年理综，新课程）将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：

Ａ（气）＋Ｂ（气）＝2Ｃ（气）

－１

若经2s（秒）后测得C的浓度为0.6ｍｏｌ·Ｌ，现有下列几种说法：

－１

① 用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol·Ｌ②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol·Ｌ③2s时物质A的转化率为70% ④2s时物质B的浓度为0.7mol·Ｌ其中正确的是

－１

·ｓ

－１

－１

·ｓ

－１

Ａ．①③ Ｂ．①④ Ｃ．②③ Ｄ．③④

［评析］本题涉及多种计算，可以按照“起始、转化、平衡”三段式分析，

2Ａ（气）＋Ｂ（气）＝2Ｃ（气） 起始 4 2 0 转化 1.2 0.6 1.2 平衡 2.8 1.4 1.2 可快速得出答案B。

例2.?05重庆?29?恒温下，将a mol N2与b mol H2的混合气体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，n1?N2?＝13 mol，n1?NH3?＝6 mol，计算a的值。

?2? 反应达平衡时，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%。?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?。 n1?始?∶n1?平?＝ 。

?4? 原始混合气体中，a∶b＝ 。

?5? 达到平衡时，N2和H2的转化率之比，n1?N2?∶n1?H2?＝ 。 ?6? 平衡混合气体中，n1?N2?∶n1?H2?∶n1?NH3?＝ 。

计算平衡时NH3的物质的量。

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［评析］此题考查了有关平衡状态的计算，是20XX年全国13题的类似题。

解法一：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，设反应掉的N2的物质的量为x mol。

则 x∶6＝1∶2 解之 x＝3 a＝13＋3＝16

解法二：可以按照“起始、转化、平衡”三段式求解。 ?2? n平?NH3?＝32 mol×25%＝8 mol

?2? 5∶4 ?3? 2∶3 ?4? 1∶2 ?5? 3∶3∶2２

［教学要点建议］

1. 一般采用的基本模式：“初－变－平” 三段式。，消耗和生成必按照系数比，但投料比可以不是系数比。

2.应当让学生明白一个道理：在化学平衡以及其它一般化学计算中，化学反应的始态确定，只会求得一个末态。而已知末态求始态，则会有多种可能。

考点五：等效平衡

例1.(2003理综新课程.11)某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A?g?＋B?g?

合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是

A? 均减半 B? 均加倍 C? 均增加1 mol D? 均减少1 mol

2C?g?

达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol和4 mol。保持温度和压强不变，对平衡混

［评析］本题涉及简单的等效思维应用。容积可变，物质均加倍是等效平衡。其实也可以依据气体定律，理解为容器体积必然相应加倍，各物质浓度不变，速率不变，平衡不移动。均减半也一样。均增加1mol，可以认为是先各增加四分之一，达到等效。然后再额外增加0.5molB，平衡向正反应方向移动。均减少1 mol的处理办法类似。答案：C。

例2.(04天津.13) 一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2，发生下列反应：2SO2(g)?O2(g)2SO3(g)达到平衡后改变下述条件，SO3气体平衡浓度不改变的是 ．．．

A. 保持温度和容器体积不变，充入1molSO3(g) B. 保持温度和容器内压强不变，充入1molSO3(g) C. 保持温度和容器内压强不变，充入1molO2(g) D. 保持温度和容器内压强不变，充入1molAr(g)

［评析］本题涉及了等效的思维和充入稀有气体的问题。A和C都会使SO3气体平衡浓度增大。B保持温度和容器内压强不变，充入1molSO3(g)，与原平衡等效。或理解为容器体积相应加倍，浓度不变，平衡不移动。保持温度和容器内压强不变，充入1molAr(g)，容器体积必然相应加倍，会使各组分浓度下降。相当于不充入氩气而减压，无论平衡怎样移动，SO3气体平衡浓度必然降低。

例3.?05江苏化学?18?一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g)＋B(g)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1 mol C D. 2 mol A 3 mol B和3 mol C

［评析］本题是等效平衡思维的应用问题，还涉及定容下充入稀有气体，以及体积分数含义的问题，有一定难度。从3 mol C起始才能和原平衡等效，A选项相当于减少了1mol C，平衡左移。B

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

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选项减少了1molB，平衡左移。C选项相当于只加入了2/3molA和5/3molB作为起始。类似处理D选项，可知其结果均相当于原平衡的右移。答案：AB。

［教学要点建议］

1.建议将问题条理化：等效平衡只有两类反应方程式，三种情况：对于I2?g?＋H2?g?不论定容还是定压，只要折合后和原投料成比例，即可等效。

对于2SO2＋O2

同的等效结果）．

2.很多资料和教师过分热衷于等效平衡的投料配比计算，而现在课本并没有等效平衡这个概念和提法，它只是一种可用的思考方式，不应该是解答某一题的唯一途径。笔者个人认为，高考不会考得太难，不会超过05江苏化学?18题的难度。根据末态和反应方向确定投料范围的问题（96全国31题），也没有必要在教学中作复杂化处理。

二.高考化学平衡问题的发展趋势

与2000年以前相比，近年考查化学平衡的难度有降低的趋势，但是更注重基础知识的理解以及新情境和新的实际生产中的应用。20XX年高考中全国新课程理综化学平衡的问题考试形式多为选择题，情景选材上，除上海外基本还是传统材料情景。20XX年全国各卷出现两个等效平衡题，还有一个平衡计算大题，涉及平衡问题的较强综合。20XX年对化学平衡的考查，题目数量总体有所增加，问题提出的形式也趋于多样，图象题相对多了一些，部分省市难度有所增加。

这些趋势体现了高考的发展性和稳定性的统一，既离不开传统又要体现创新。化学平衡与物质的性质和其他基本理论关系密切，高考题中会将这些概念与理论结合起来考察。教学时应一定注重对基础知识熟练的落实，要注重知识的内在联系，将知识网络化和体系化。着力提高学生的自学能力、逻辑思维能力以及运用数学工具以及物理方法解决化学平衡问题的能力，提高学生的思维严谨性、深刻性和敏捷性，使这一高考的重、难点变成学生的得分点。

2SO3?g?，若是定压，只要折合后和原投料成比例，即可等效。若为定容，

则要和原投料折合成完全相同方可等效。（要注意等效后是浓度相同还是百分含量相同，这是两种不

2HI?g?，

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选项减少了1molB，平衡左移。C选项相当于只加入了2/3molA和5/3molB作为起始。类似处理D选项，可知其结果均相当于原平衡的右移。答案：AB。

［教学要点建议］

1.建议将问题条理化：等效平衡只有两类反应方程式，三种情况：对于I2?g?＋H2?g?不论定容还是定压，只要折合后和原投料成比例，即可等效。

对于2SO2＋O2

同的等效结果）．

2.很多资料和教师过分热衷于等效平衡的投料配比计算，而现在课本并没有等效平衡这个概念和提法，它只是一种可用的思考方式，不应该是解答某一题的唯一途径。笔者个人认为，高考不会考得太难，不会超过05江苏化学?18题的难度。根据末态和反应方向确定投料范围的问题（96全国31题），也没有必要在教学中作复杂化处理。

二.高考化学平衡问题的发展趋势

与2000年以前相比，近年考查化学平衡的难度有降低的趋势，但是更注重基础知识的理解以及新情境和新的实际生产中的应用。20XX年高考中全国新课程理综化学平衡的问题考试形式多为选择题，情景选材上，除上海外基本还是传统材料情景。20XX年全国各卷出现两个等效平衡题，还有一个平衡计算大题，涉及平衡问题的较强综合。20XX年对化学平衡的考查，题目数量总体有所增加，问题提出的形式也趋于多样，图象题相对多了一些，部分省市难度有所增加。

这些趋势体现了高考的发展性和稳定性的统一，既离不开传统又要体现创新。化学平衡与物质的性质和其他基本理论关系密切，高考题中会将这些概念与理论结合起来考察。教学时应一定注重对基础知识熟练的落实，要注重知识的内在联系，将知识网络化和体系化。着力提高学生的自学能力、逻辑思维能力以及运用数学工具以及物理方法解决化学平衡问题的能力，提高学生的思维严谨性、深刻性和敏捷性，使这一高考的重、难点变成学生的得分点。

2SO3?g?，若是定压，只要折合后和原投料成比例，即可等效。若为定容，

则要和原投料折合成完全相同方可等效。（要注意等效后是浓度相同还是百分含量相同，这是两种不

2HI?g?，

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