化学反应速率与平衡解题方法与技巧

化学反应速率与平衡解题方法与技巧

在化学反应中物质的变化必经过三态，即起始态、变化态和最终态。对于化学反应速率、化学平衡及其它化学反应方面的计算，如能根据反应方程式，对应地列出三态的变化，哪么便可使分析、解题变得一目了然。此方面的试题的题型及方法与技巧主要有：1．化学平衡状态的判断：化学反应是否达到平衡状态，关键是要看正反应速率和逆反应速率是否相等及反应混合物中各组分百分含量是否还随时间发生变化。

2．化学反应速率的计算与分析：要充分利用速率之比等于化学方程式中的计量数之比。

3．化学平衡移动的分析：影响因素主要有：浓度、压强、温度，其移动可通过勒沙特列原理进行分析。化学平衡移动的实质是浓度、温度、压强等客观因素对正、逆反应速率变化产生不同的影响，使V正≠V逆，原平衡状态发生移动。

4．等效平衡的分析：主要有等温等容和等温等压两种情况。

5．速率与平衡的图象分析：主要要抓住三点，即起点、拐点和终点。

例题1 ：在一定温度下，反应3A（g）+B（g）2C（g）+2D（g）达到平衡的标志是（）

A．单位时间内生成3n mol A，同时生成n mol B

B．单位时间内生成3n mol A，同时生成2n mol D

C．容器内的总压强不随时间的变化而变化

D．容器内气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化

方法：通过平衡状态的概念，即速率相等进行判断。

捷径：A项，无论在何时，生成的A和B的物质的量之比始终为3︰1，故无法确定是否达平衡。B项，生成3n mol A必消耗2n mol D，同时又生成2n mol D，说明D浓度不变，可由此确定已达平衡。C项，由于反应过程中气体总物质的量不变，故容器内的总压强不随时间变化，不能说明反应是否达到平衡。D项，A、B、C、D都为气体，反应前后气体的总质量、总物质的量不变，故气体的平均相对分子质量始终不变，不能以此判断反应是否达到平衡。以此得答案为B 。

总结：对于反应前后气体的物质的量保持不变的反应，应注意其特殊性，切不可认为当气体压强、气体的平均相对分子质量、气体的密度等不随时间的变化而变化时就一定标志着已达到平衡状态。

例题2：反应2A（g）+3B（g）2C（g）+2D（g）在四种不同情况下的反应速率如下：①v（A）= 0.3mol·L—1·s—1，②v（B）= 0.6mol·L—1·s—1 ，③v（C）= 0.48mol·L—1·s—1，④v（D）= 27mol·L—1·min—1。该反应在四种情况下进行的快慢顺序为。

方法：比较同一化学反应在不同情况下反应速率的快慢，可选用同种物质作基准。然后利用化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，求出不同情况下，用基准物质表示的化学反应速率，再进行比较。

捷径：选用物质A为基准，将其他物质表示的反应速率换算成用A物质表示的速率。则：②表示的v（A）= 0.6mol·L—1·s—1×2/3 = 0.4mol·L—1·s—1

③表示的v（A）= 0.48mol·L—1·s—1×1 = 0.48mol·L—1·s—1

④表示的v（A）= 27mol·L—1·min—1×1/60 min·s—1×1 = 0.45mol·L—1·s—1

故反应速率的快慢顺序为③﹥④﹥②﹥①。

总结：千万不要将不同物质的速率数值进行比较。

在判断反应速率大小时，当具备了可比性时才能进行比较。即“两个统一”：（1）单位统一，（2）基准物质统一。此类型题目也可不转化为同一物质，可直接根据“各物质的

速率比等于方程式中化学计量数比”判断快慢。

例题3 ：在一个6L 的密闭容器中，放入3L x 气体和2L y 气体，在一定条件下发生下列反应，4x （ｇ）+ 3y （ｇ） 2Q （ｇ）+ nR （ｇ），达到平衡后容器内温度不变，混合气体的压强比原来增加5%，x 的浓度减小1/3，求该反应方程式中的n 值。

方法：该题所涉及的数据类型较多，有体积、压强、浓度三种，可先将其转换成同一类型下的变化。如将其转换成物质的量，则题目可变成：“在一个密闭容器中，放入3mol x 气体和2mol y 气体，在一定条件下发生下列反应，4x （ｇ）+ 3y （ｇ） 2Q （ｇ）+ nR （ｇ），达到平衡后容器内温度不变，混合气体的物质的量比原来增加5%，x 的物质的量减小1/3，求该反应方程式中的n 值。”这样便很容易求解。

捷径：假设将3mol x 气体和2mol y 气体放入一密闭容器中，则其三态变化为：

4x （气）+ 3y （气） 2Q （气）+ nR （气）

开始物质的量(mol) 3 2 0 0

变化物质的量(mol) 1 3/4 2/4 n/4

平衡物质的量(mol) 2 5/4 2/4 n/4

由题意得

2 + 5/4 + 2/4 + n/4 = （

3 + 2）× （1 + 5% ）

解之得：n = 6

总结：在密闭容器中的压强变化，与压强不变下的体积变化等效，因该题所给数据为体积，故也可根据压强不变，体积改变来运用三态进行分析。

例题4：一定温度下，在恒容的密闭容器中充入 2 mol SO 3，发生反应：2SO 3（g ） 2SO 2（g ）+O 2（g ）。达平衡状态时测得SO 2的体积分数为 a % 。若在其他条件不变时，再通入 2 mol SO 3，待新平衡建立时，测得SO 2的体积分数为 b % 。则a 与b 比较 （ ）

A ．a ﹥b

B ．b ﹥a

C ．a=b

D ．无法比较

方法：通过等效假设求解。

捷径：初次反应达平衡后，再充入2 mol SO 3，平衡将向正反应方向移动，体系中SO 3、SO 2、O 2的物质的量都增加，因此不易判断前后两次平衡中SO 2的体积分数的大小。可作如下等效假设：

旧平衡

平衡Ⅲ 平衡Ⅳ 新平衡

比较平衡Ⅲ和平衡Ⅳ，压缩容器使平衡向逆反应方向移动，故a ＞ b ，答案为A 。

总结：当遇到新平衡与旧平衡中某量的关系难以直接比较时，可采用等效转化法解题。即假设一个与旧平衡等效的平衡Ⅲ，然后再通过压缩或扩大体积来变为与新平衡等效的平衡Ⅳ，最终通过直接比较平衡Ⅲ和平衡Ⅳ中某些量的关系而得出答案。有的同学认为通入SO 3，使平衡右移，SO 2的量增多，从而得出b ﹥ a 的错误结论，其原因是他们忽略了容器内气体的总物质的量也增大之故。

例题5 ：反应2X(g) + Y(g) 2Z(g) +热量，在不同温度(T 1和T 2)及压强(P 1和P 2)下，产物Z 的物质的量(n z )与反应时间(t)的关系如图所示。下列

判断正确的是（C ）

A．T1P2

C．T1>T2，P1>P2D．T1>T2，P1

方法：充分利用关系图，采取淘汰法解题。

捷径：压强相同（P2），达到平衡所用的时间T1小，说明T1反应速率快，所以可知T1﹥T2，C、D可能正确；相同温度时（T2）时，达平衡后Z的物质的量P1大，说明压强为P1时，平衡向生成Z的方向移动。而生成Z的方向是气体体积减小的方法，所以P1﹥P2，所以C项正确。

总结：在图象分析时，既要看清平衡时的直线，又要考虑到非平衡状态下曲线的变化趋势，只有将两者结合起来分析，才能获得正确结果。

方法规律总结：

1．判断某一可逆反应达到化学平衡状态，关键要抓住：①v正= v逆，即反应混合物中有某种物质，在同一时段内消耗的物质的量等于生成的物质的量；②各物质的浓度或质量分数、体积分数不变。题给其他条件都可转化到这两点上来考虑。只要具备这两点之一，便一定是平衡状态；否则，不能确定为平衡状态。

2．对同一可逆反应，在一定条件下，无论反应是从正反应开始还是从逆反应开始，或从正、逆反应两个方向开始，最终都能达到完全相同的平衡状态。达到相同平衡时，与起始时反应物及生成物的物质的量配比有关。抓住这一点，有关气体的物质的量无论取何值，都把它转化为最初给定气体的物质的量，若其值与题干给出的量相同，则符合题意。

3．在一定条件下（等温等容或等温等压），对同一可逆反应，只要起始时加入物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的含量相同，这样的平衡称为等效平衡。考生可在理解的基础上记住以下规律：

（1）等温等容时，只改变起始时加入物质的物质的量，如果通过可逆反应的化学计量数比，换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。

（2）等温等容时，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物（或生成物）的物质的量比值与原平衡相同，则两平衡等效。

（3）等温等压时，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同，则两平衡等效。

4．化学方程式中各物质的化学计量数之比应等于各物质的物质的量的改变量之比。常有同学因忽视“改变量”而发生错误。

确定化学方程式的步骤：（1）确定反应物和生成物。关注其物质的量、浓度或质量等物理量的变化趋势。（2）确定化学方程式中各物质的化学计量数。紧扣化学计量数之比=物质的量的变化量之比=物质的量浓度的变化量之比=反应速率之比。

理解题意是正确解题的前提，有的学生在解题时，没有认真仔细地读题、审题，而是另起炉灶，根据以往的经验析题、解题，从而造成错误。