化學(xué)平衡知識(shí)點(diǎn)歸納與經(jīng)典習(xí)題賞析

1、化學(xué)平衡知識(shí)點(diǎn)歸納與經(jīng)典習(xí)題賞析,河北省宣化縣一中 欒春武,知識(shí)點(diǎn)一：“稀有” 氣體與化學(xué)平衡(1)充入稀有（包括與平衡混合體系不反應(yīng)）氣體在恒溫、恒容條件下，平衡不發(fā)生移動(dòng)。因?yàn)楹闳輹r(shí)各氣體組分的濃度不變，可認(rèn)為各氣體體積“分壓”不變，對(duì)平衡無影響。(2)在恒溫、恒壓條件下充入稀有氣體，平衡一般發(fā)生移動(dòng)。因?yàn)楹銐?，充入稀有氣體，體積一定增大，各氣體組分的濃度減小，平衡向著使氣體體積增大的方向移動(dòng)。但對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積不變的

2、反應(yīng)，平衡不發(fā)生移動(dòng)。,知識(shí)點(diǎn)二：反應(yīng)物用量的改變對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響（1）若反應(yīng)物只有一種時(shí)，如： aA(g) bB(g) + cC(g)增加A的量，平衡向正反應(yīng)的方向移動(dòng)，但反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率的變化與氣體物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)： Ⅰ 若a＝b＋c 則A的轉(zhuǎn)化率不變 Ⅱ 若a＞b＋c 則A的轉(zhuǎn)化率增大 Ⅲ 若a＜b＋c 則A的轉(zhuǎn)化率減小,知識(shí)點(diǎn)二：反應(yīng)物用量的改變對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響

3、（2）若反應(yīng)物不止一種時(shí)，如: aA(g) + bB(g) cC(g) + dD (g) ①若只增加A的量，平衡向正反應(yīng)的方向移動(dòng)，但反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率減小，B的轉(zhuǎn)化率增大。 ②若按原比例同倍數(shù)地增加反應(yīng)物A和B的量，則化學(xué)平衡向正反應(yīng)的方向移動(dòng)，這時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率的變化與氣體反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)： Ⅰ 若a＋b

4、＝c＋d 則A、B的轉(zhuǎn)化率都不變 Ⅱ 若 a＋b＞c＋d則A、B的轉(zhuǎn)化率都增大 Ⅲ 若 a＋b＜c＋d則A、B的轉(zhuǎn)化率都減小,知識(shí)點(diǎn)三：解決化學(xué)平衡問題常用的方法(1)可逆反應(yīng)“不為零” 原則可逆反應(yīng)是化學(xué)平衡的前提，達(dá)到平衡時(shí)，應(yīng)是反應(yīng)物和生成物共存的狀態(tài)，每種物質(zhì)的物質(zhì)的量都不為零。(2)“一邊倒”原則可逆反應(yīng)，在外界條件相同時(shí)（如恒溫、恒容），若達(dá)到相同的平衡狀態(tài)，其初始狀態(tài)必須能互變，從極限角度看，就是各物質(zhì)的物

5、質(zhì)的量要相當(dāng)。因此，可以采用“一邊倒”原則來處理平衡問題，例如，對(duì)于可逆反應(yīng)：aA(g)+bB(g) cC(g)來說，如果開始投入cmol C(g) ，則相當(dāng)于開始投入amolA (g)和bmolB(g) ；如果開始時(shí)投入x molA(g )、ymolB(g)、 zmol C(g)，則相當(dāng)于開始投入 (x+az/c)molA(g)、(y+bz/c)molB(g)。,解析：由于硫?yàn)橐簯B(tài)，因此反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等，達(dá)平衡前容

6、器內(nèi)壓強(qiáng)逐漸變小，分離出硫?qū)瘜W(xué)反應(yīng)速率及平衡無影響，即A、B錯(cuò)；根據(jù)平衡移動(dòng)原理知升溫平衡向吸熱方向移動(dòng)即向左移動(dòng)，SO2的轉(zhuǎn)化率降低，C錯(cuò)；平衡常數(shù)只受溫度的影響，與催化劑無關(guān)。,√,解析：該反應(yīng)是一個(gè)氣體總體積不發(fā)生改變的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，因此CO的轉(zhuǎn)化率不變，故，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)又是一個(gè)放熱反應(yīng)，降低溫度平衡向放熱方向移動(dòng)，因此，B選項(xiàng)正確；增大CO的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但CO的轉(zhuǎn)化率降低，但水蒸氣的轉(zhuǎn)化率提高

7、了，因此，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；催化劑對(duì)化學(xué)平衡沒有影響，故，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。,√,3. ［2012·江蘇化學(xué)卷14］溫度為T時(shí)，向2.0 L恒容密閉容器中充入1.0 mol PCl5，反應(yīng)PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)經(jīng)過一段時(shí)間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表：,下列說法正確的是 A.反應(yīng)在前50 s 的平均速率 v(PCl3)＝0. 0032 mol·L－1

8、3;s－1 B.保持其他條件不變，升高溫度，平衡時(shí)c(PCl3)＝0.11 mol·L－1，則反應(yīng)的△H＜0 C.相同溫度下，起始時(shí)向容器中充入1.0molPCl5、0. 20 molPCl3和0. 20mol Cl2，反應(yīng)達(dá)到平衡前v(正)＞v(逆) D.相同溫度下，起始時(shí)向容器中充入2. 0 mol PCl3 和2. 0 mol Cl2，達(dá)到平衡時(shí)，PCl3 的轉(zhuǎn)化率小于80%,√,解析：A項(xiàng)，v(PCl3)＝

9、0.16mol÷2L÷50s ＝0.0016mol·L－1·s－1，錯(cuò)； B項(xiàng)，從表中看，平衡時(shí)c(PCl3)＝0.1mol/L，升高溫度時(shí)，PCl3的濃度增大，即平衡正向移動(dòng)，說明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，錯(cuò)； C項(xiàng)，原平衡時(shí)，K＝0.1×0.1÷0.4＝0.025

10、，充入物質(zhì)后，Qc（濃度商）＝0.1×0.1÷0.5＝0.02，因?yàn)镼＜K，所以平衡為正向移動(dòng)，故v(正)＞v(逆)，正確； D項(xiàng)，題干中充入1mol PCl5，相當(dāng)于充入1mol PCl3和1mol Cl2，平衡時(shí)各組分的量相等，則PCl3的轉(zhuǎn)化率為(1－0.2)÷1×100％＝80％，現(xiàn)充入2mol PCl3和2mol Cl2，可看成是兩部分平衡后再加壓（即虛擬成兩個(gè)題

11、干平衡），加壓向體積減小的方向移動(dòng)，即逆向移動(dòng)，PCl3的轉(zhuǎn)化率應(yīng)增大，大于80％，錯(cuò)。,4. ［2012·天津理綜化學(xué)卷6］ 已知2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)； ΔH＝－197 kJ·mol－1。向同溫、同體積的三個(gè)密閉容器中分別充入氣體：(甲) 2 mol SO2和1 mol O2；(乙) 1 mol SO2和0.5 mol O2；(丙) 2 mol

12、 SO3。恒溫、恒容下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，下列關(guān)系一定正確的是 A. 容器內(nèi)壓強(qiáng)P：P甲＝P丙＞2P乙 B. SO3的質(zhì)量m：m甲＝m丙＞2m乙 C. c(SO2)與c(O2)之比k：k甲＝k丙＞k乙 D. 反應(yīng)放出或吸收熱量的數(shù)值Q： Q甲＝Q丙＞2Q乙,√,解析：本題考查化學(xué)平衡中等效平衡知識(shí)。等溫等容時(shí)反應(yīng)前后氣體體積變化的反應(yīng)規(guī)律：將起始投料量按化學(xué)計(jì)量系數(shù)之比換算成同一半邊的物質(zhì)，其物質(zhì)的量與對(duì)應(yīng)組分的起始投料

13、量相等， 則建立的化學(xué)平衡是等效的， 簡(jiǎn)稱“等量等效”。這種情況下的等效平衡中的“等效” 指平衡體系中的各種性質(zhì)( 各對(duì)應(yīng)物的濃度、體積分?jǐn)?shù)、轉(zhuǎn)化率、物質(zhì)的量) 是完全相同的。 類似于數(shù)學(xué)中的全等三角形，也可叫“全等平衡” 。甲和丙容器內(nèi)的平衡是完全相同的平衡（全等平衡）。甲和假設(shè)乙（體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等）是等效平衡，這種情況下的等效可理解為相似等效。,解析：考查化學(xué)平衡中等效平衡知識(shí)。甲和丙達(dá)到的平衡是

14、同種平衡，所以壓強(qiáng)p甲＝p丙，SO3的質(zhì)量m甲＝m丙，乙可看做是甲達(dá)平衡后，取出一半物質(zhì)，濃度變?yōu)樵瓉淼?/2，壓強(qiáng)降為原來的1/2后形成的，平衡向氣體增多的方向移動(dòng)，壓強(qiáng)在減小后的基礎(chǔ)上增大，SO3的量減小，所以2p乙＞p甲，SO3質(zhì)量2m乙＜m甲，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；在三個(gè)過程中，甲、乙中SO2和O2投料比為2∶1，又按照2∶1反應(yīng)，而丙中SO2和O2按2∶1生成，所以三者達(dá)平衡時(shí)SO2和O2的濃度比均為2∶1，C項(xiàng)錯(cuò)誤；甲和丙達(dá)平

15、衡時(shí)生成的SO3和分解的SO3物質(zhì)的量不一定相等，所以吸放熱數(shù)值不一定相等，D項(xiàng)錯(cuò)誤。,5. ［2012·海南化學(xué)卷15］已知A(g) + B(g) C(g) + D(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下：回答下列問題：（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝ ，△H 0（填“＜”“＞”“＝”）；,解析：（1）因反應(yīng)中的物質(zhì)都是氣體，據(jù)平衡常數(shù)的定義可知其K＝c(C)·

16、c(D)/c(A)·c(B) ；由表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高，K值減小，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH＜0。,（2）830℃時(shí)，向一個(gè)5 L的密閉容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反應(yīng)初始6s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率υ(A)＝0.003 mol·L－1·s－1。，則6s時(shí)c(A)＝_____mol·L－1， C的物質(zhì)的量為_______mol；若反應(yīng)經(jīng)一段時(shí)間后，達(dá)到平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為____

17、____，如果這時(shí)向該密閉容器中再充入1 mol氬氣，平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為______________；,解析：（2）υ(A)＝0.003 mol·L－1·s－1 ，則A減少的濃度c(A)＝υ(A)×t＝0.018 mol·L－1，故剩余的A的濃度為0.2mol÷5L－0.018mol·L－1＝0.022mol·L－1；A減少的物質(zhì)的量為0.018 mol·L

18、－1×5L＝0.09mol，根據(jù)方程式的系數(shù)關(guān)系，生成的C的物質(zhì)的量也為0.09mol。,0.022,0.09,80%,仍然是80%,,,設(shè)830℃達(dá)平衡時(shí)，轉(zhuǎn)化的A的濃度為x，則：,A(g) + B (g),C(g) + D(g),起始濃度(mol·L－1) 0.04 0.16　　　 0　　 0轉(zhuǎn)化濃度(mol·L－1) x 　　 x　　　 x　 　x

19、平衡濃度(mol·L－1) 0.04－x　 0.16－x　 x　 　x,有：x·x/(0.04－x)·(0.16－x)＝1， 解得x＝0.032，故A的轉(zhuǎn)化率:α(A)＝0.032mol/L0.04mol/L×100%＝80%；由于容器的體積是固定的，通入氬氣后各組分的濃度不變，反應(yīng)速率不改變，平衡不移動(dòng)。,（3）判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平衡的依據(jù)為 (填正確選項(xiàng)前的字母)：

20、a. 壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變 b. 氣體的密度不隨時(shí)間改變c. c(A)不隨時(shí)間改變 d. 單位時(shí)間里生成C和D的物質(zhì)的量相等,解析： (3)由于該反應(yīng)是氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，容器中壓強(qiáng)、氣體的密度都永遠(yuǎn)不變，故a、b錯(cuò)；c(A)隨反應(yīng)的進(jìn)行要減小，故c可以；不論是否達(dá)平衡，單位時(shí)間里生成C和D的物質(zhì)的量永遠(yuǎn)相等，故d錯(cuò)。,c,（4）1200℃時(shí)反應(yīng)C(g) + D(g) A(g) + B(g)的平衡常

21、數(shù)的值為 。,解析：(1)因平衡常數(shù)隨溫度的升高而降低，因而ΔH< 0；(2)c(A)起＝0.20 mol/5 L＝0.04 mol·L－1，由v(A)可得Δc(A)＝0.018 mol·L－1，c(A)末＝c(A)起－Δc(A)＝0.022 mol·L－1；或直接寫“三段式”可得計(jì)算所需數(shù)據(jù)；因體積沒變，加入的氬氣不引起各物質(zhì)濃度變化，因而轉(zhuǎn)化率不變；(3)a、b、d三項(xiàng)本

22、來就是不會(huì)隨反應(yīng)變化的量，不能作為平衡的標(biāo)志；(4)逆反應(yīng)的平衡常數(shù)與正反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。,2.5,(2011四川高考)可逆反應(yīng)①X(g) + 2Y(g) 2Z(g) 、②2M(g) N(g) + P(g)分別在密閉容器的兩個(gè)反應(yīng)室中進(jìn)行，反應(yīng)室之間有無摩擦、可滑動(dòng)的密封隔板。反應(yīng)開始和達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)有關(guān)物理量的變化如圖所示：,,下列判斷正確的是A. 反應(yīng)①的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B. 達(dá)平衡（I

23、）時(shí)體系的壓強(qiáng)與反應(yīng)開始時(shí)體系的壓強(qiáng)之比為14:15C. 達(dá)平衡（I）時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為5/11D. 在平衡（I）和平衡（II）中M的體積分?jǐn)?shù)相等,解析：A：降低溫度時(shí)，反應(yīng)①中氣體的物質(zhì)的量減少，說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。因此正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；B：反應(yīng)①在恒溫時(shí)前后的物質(zhì)的量發(fā)生了變化，根據(jù)PV=nRT，T不變，V看圖可知，n是變量，故不能求出達(dá)平衡（I）時(shí)體系的壓強(qiáng)與反應(yīng)開始時(shí)體系的壓強(qiáng)之比，因此用反應(yīng)② 求：反應(yīng)②是反應(yīng)前后物質(zhì)

24、的量不變的反應(yīng)，由 PV=nRT 知在n、R、T不變的情況下有：P1V1=P2V2 ，得出P2/P1=V1/V2= 2/2.2=10/11；C：對(duì)于反應(yīng)① T 是定值，根據(jù)PV=nRT，得 PV/n=RT 為常數(shù)，推出P1V1/n1=P2V2/n2 ，因此n2=P2V2n1/P1V1= P2/P1×V2/V1×n1=10/11×2.8/3×3=28/11。即28/11是平衡（I）中反應(yīng)①中X、Y

25、、Z這三種氣體物質(zhì)的量的和，這時(shí)有(1－m)＋(2－2m)＋2m＝28/11，m=5/11，因此C正確。D：由于溫度變化平衡發(fā)生移動(dòng)，故平衡（I）和平衡（II）中M的體積分?jǐn)?shù)不相等。,通過變化途徑尋解題捷徑：例1：在某合成氨廠合成氨的反應(yīng)中，測(cè)得合成塔入口處氣體N2、H2、NH3的體積比為6:8:1，出口處N2、H2、NH3的體積比為9:27:8，則氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為 A. 75% B. 50% C. 25%

26、 D. 20%,入口處：N2:H2:NH3 6:8:1，出口處：N2:H2:NH3=9:27:8。設(shè)出口處N2為9mol，則nN=9×2+8=26mol，設(shè)入口處N2為6mol，則nN=6×2+1=13mol。 據(jù)N守恒，則入口處N2必為12mol(氮原子為12×2+2=26)，轉(zhuǎn)化的氮?dú)鉃椋?2mol－9mol＝3mol ∴N2變化3mol。∴轉(zhuǎn)化率＝答案：Ｃ,例2：在一密閉容器

27、中，用等物質(zhì)的量的A和B發(fā)生如下反應(yīng)：A(g)+2B(g) 2C(g)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，若混合氣體中A和B的物質(zhì)的量之和與C的物質(zhì)的量相等，則這時(shí)Ａ的轉(zhuǎn)化率為 A.40% B.50% C.60% D.70%,用基本方法可以算出答案為A。若設(shè)計(jì)另外的途徑通過B求A的轉(zhuǎn)化率顯得更加簡(jiǎn)單。因?yàn)锳和B按1:2反應(yīng)，而A、B又是等物質(zhì)的量，∴A必過量，設(shè)B完全轉(zhuǎn)化則A只轉(zhuǎn)化一半，故轉(zhuǎn)化率為50%，但

28、可逆反應(yīng)的特點(diǎn)反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化，∴A的實(shí)際轉(zhuǎn)化率＜50%，故A正確。答案：A,例3：在一個(gè)固定容積的密閉容器中放入3molX氣體和2molY氣體，在一定條件下發(fā)生下列反應(yīng)： 4X(g)+4Y(g) 3Q(g)+nR(g)達(dá)到平衡后，容器內(nèi)溫度與起始時(shí)相同，混合氣的壓強(qiáng)比原來的增大10%，X的濃度減小1/3，則n值為 A.3 B.4 C.5

29、 D.7,解法一、按常規(guī)方法計(jì)算： 4X(g)+4Y(g) 3Q(g)+nR(g)起始量 3 2 0 0變化量 3× =1 1平衡量 2 1 0.75n平=2+1+0.75+ ＝3.7

30、5+據(jù)題意 3.75+ ＝5.5 解得：n=7,解法二、按差量法計(jì)算：根題意，一個(gè)反應(yīng)在一個(gè)恒溫定容的容器內(nèi)進(jìn)行，但平衡時(shí)混合氣體的壓強(qiáng)比反應(yīng)前增大，這就表明混合氣體的物質(zhì)的量較反應(yīng)前增加了。4X(g)+4Y(g) 3Q(g)+nR(g) 物質(zhì)的量增加 4