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1、第三單元 化學(xué)平衡的移動(dòng),………三年12考 高考指數(shù):★★★★1.理解濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等對(duì)化學(xué)平衡影響的一般規(guī)律。2.認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)條件的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的應(yīng)用。,1.影響化學(xué)平衡的因素若其他條件不變,改變下列條件對(duì)平衡的影響如下:,正反應(yīng),逆反應(yīng),氣體總體積減小的,氣體總體積增大的,平衡不移動(dòng),吸熱,放熱,平衡不移動(dòng),2.勒夏特列原理——“只減弱不抵消”如果改變影響化學(xué)平衡的一個(gè)因素(如溫度
2、、壓強(qiáng)以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度),平衡將向著____________的方向移動(dòng)。,減弱這種改變,3.合成氨反應(yīng)條件的選擇,可逆,放,減小,鐵觸媒,1.對(duì)定容容器中反應(yīng)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),增加C的物質(zhì)的量,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。( )【分析】固體的量的多少對(duì)化學(xué)平衡的移動(dòng)沒有影響。2.對(duì)于有氣體參加的可逆反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡不一定發(fā)生移動(dòng)。( )【分析】對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積不發(fā)
3、生變化的可逆反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)。,×,√,3.化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng),平衡常數(shù)K一定改變。( )【分析】不一定,平衡常數(shù)K僅僅是溫度的函數(shù),只有溫度改變時(shí),K才變化,故除溫度以外的其他因素引起平衡發(fā)生移動(dòng),平衡常數(shù)K不發(fā)生變化。4.工業(yè)合成氨采用500 ℃的高溫可以用勒夏特列原理解釋。( )【分析】工業(yè)合成氨采用500 ℃是從反應(yīng)速率和催化劑的活性考慮的。若從平衡移動(dòng)的原理分析,溫度越低越好。,×,&
4、#215;,5.只要平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大。( )【分析】如工業(yè)合成氨反應(yīng)中,增大N2的濃度引起平衡正移,但N2的轉(zhuǎn)化率減小。,×,化學(xué)平衡圖像分析以反應(yīng)mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),m+n>p+q且ΔH>0為例1.v-t圖像,,,v,,v(正),v(逆),增大c(A),,v'(正)= v'(逆),t,,,,,v,,v(正),v(逆),升
5、高溫度,,v'(正)= v'(逆),t,,,,,v,,v(正),v(逆),增大壓強(qiáng),,v'(正)= v'(逆),t,,,,,v,,加催化劑,,v'(正)= v'(逆),t,,解題技巧歸納:,新平衡在原平衡上,則是“加大”反應(yīng)條件新平衡在原平衡下,則是“減小”反應(yīng)條件,v(正)在v(逆)上,則平衡正向移動(dòng)了v(正)在v(逆)下,則平衡逆向移動(dòng)了,圖像連續(xù),改變條件為濃度圖像不連續(xù),改變
6、條件為其他,2.c - t圖像解題技巧歸納:“先拐先平數(shù)值大”。即“先拐”的先達(dá)到平衡,對(duì)應(yīng)的溫度或壓強(qiáng)大。,3.c或α-p(T)圖像解題技巧歸納:“定一議二”,即固定其中一個(gè)因素(溫度或壓強(qiáng)),然后討論另外一個(gè)因素與化學(xué)平衡的參量(濃度、體積分?jǐn)?shù)、轉(zhuǎn)化率等)的變化關(guān)系。,【高考警示鐘】(1)在圖像題中一定要注意看清橫、縱坐標(biāo)表示的意義及圖像中曲線的變化趨勢。(2)不要忽視圖像中的比例關(guān)系,比例關(guān)系一般涉
7、及到計(jì)算問題。(3)有些圖像中曲線的斜率可以反映出變化的程度,不要忽視。,【典例1】(2011·安徽高考)電鍍廢液中Cr2O72-可通過下列反應(yīng)轉(zhuǎn)化成鉻黃(PbCrO4):Cr2O72-(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l) 2PbCrO4(s)+2H+(aq) ΔH < 0該反應(yīng)達(dá)平衡后,改變橫坐標(biāo)表示的反應(yīng)條件,
8、下列示意圖正確的是( ),【解題指南】解答該題要注意以下兩點(diǎn):(1)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),且該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡常數(shù)減小。(2)注意圖像中橫縱坐標(biāo)的含義及圖像中曲線的變化趨勢。,【解析】選A。,【互動(dòng)探究】(1)在該題中,反應(yīng)Cr2O72-(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l) 2PbCrO4(s)+2H+(aq)達(dá)到平衡后,如果繼續(xù)加水,則平衡向哪個(gè)方向移動(dòng)?提示:平衡逆向移動(dòng),H2O為
9、溶劑,濃度變化可以忽略,可以類比氣體反應(yīng)平衡時(shí)減小壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng)。(2)選項(xiàng)C中升高溫度,平衡向哪個(gè)方向移動(dòng)?提示:因?yàn)檎磻?yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。,【變式備選】已知可逆反應(yīng):4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH =-1 025 kJ·mol-1,若反應(yīng)物的起始物質(zhì)的量相同,下列關(guān)于該反應(yīng)的示意圖不正確的是( ),【解析】選C。因?yàn)檎磻?yīng)為放
10、熱反應(yīng),升高溫度反應(yīng)速率加快,達(dá)到平衡所用時(shí)間減少,但是平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),NO的含量減小,A正確、C錯(cuò);增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率加快,達(dá)到平衡所用時(shí)間少,正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),NO的含量減小,B正確;催化劑對(duì)平衡沒有影響,只是加快反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡所用的時(shí)間,D正確。,化學(xué)平衡的計(jì)算——“三段式”法1.解題步驟“三步曲”,根據(jù)問題建立相應(yīng)的關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算。,寫出涉及到的可逆反應(yīng)方程式。,找出起始
11、量、轉(zhuǎn)化量和平衡量中哪些是已知量,哪些是未知量,按三段式列出。,2.具體方法可按下列模式進(jìn)行計(jì)算:如mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),令A(yù)、B起始物質(zhì)的量濃度分別為a mol·L-1、b mol·L-1,達(dá)到平衡后消耗A的物質(zhì)的量濃度為mx mol·L-1。,起始(mol/L-1) a b 0 0,變化(mol/L-1 ) mx
12、 nx px qx,平衡(mol/L-1 ) a-mx b-nx px qx,mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),(1)求平衡常數(shù)。(2)求轉(zhuǎn)化率。(3)說明。①反應(yīng)物:c(平)=c(始)-c(變)生成物:c(平)=c(始)+c(變)②各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。,【高考警示鐘】(1)采用“三段式”解題時(shí),要注意單位問題,可以先在
13、起始、變化和平衡后面標(biāo)出單位,也可以在計(jì)算過程中每個(gè)數(shù)值的后面書寫單位,但是不能漏掉單位。(2)計(jì)算轉(zhuǎn)化率時(shí),根據(jù)題目已知信息,只要轉(zhuǎn)化量和起始量物理量相同即可,不一定要使用轉(zhuǎn)化濃度除以起始濃度計(jì)算。,【典例2】在10 L密閉容器中,1 mol A和3 mol B在一定條件下反應(yīng):A(g)+xB(g) 2C(g),2 min后反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),測得混合氣體共3.4 mol,生成0.4 mol C,則下列計(jì)算結(jié)果正確的是(
14、 )A.平衡時(shí),物質(zhì)的量之比n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶11∶4B.x值等于3C.A的轉(zhuǎn)化率為20%D.B的平均反應(yīng)速率為0.4 mol·L-1·min-1,【解題指南】解答該題應(yīng)注意以下三點(diǎn):(1)根據(jù)平衡時(shí)C的物質(zhì)的量求出消耗的A的物質(zhì)的量即可求A的轉(zhuǎn)化率。(2)由混合氣體的總物質(zhì)的量結(jié)合化學(xué)計(jì)量數(shù)求出x值。(3)B的平均反應(yīng)速率要轉(zhuǎn)化成濃度后求出。,【解析】選C。設(shè)轉(zhuǎn)化的A的物質(zhì)的量為a
15、,則 A(g)+xB(g) 2C(g)起始物質(zhì)的量(mol) 1 3 0轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量(mol) a xa 2a平衡物質(zhì)的量(mol) 1-a 3-xa 2a2a=0.4 mol,a=0.2 mol。平衡時(shí)混合氣體的總物質(zhì)的量為3.4 mol,
16、1-a+3-xa+2a=3.4 mol,x=4,B錯(cuò);平衡時(shí)A、B、C的物質(zhì)的量分別為0.8 mol、2.2 mol、0.4 mol,所以比值為4∶11∶2,A錯(cuò);A的轉(zhuǎn)化率為0.2 mol/1 mol×100%=20%,C對(duì);B的平均反應(yīng)速率為0.8 mol/(10 L×2 min)=0.04 mol·L-1·min-1,D錯(cuò)。,【技巧點(diǎn)撥】差量法快速解平衡計(jì)算題該題中也可以利用差量法
17、快速解得x的值以及A、B的物質(zhì)的量變化。A(g)+xB(g) 2C(g) Δn 1 x 2 x-1 0.4 mol 4 mol-3.4 mol計(jì)算得x=4。然后利用變化的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可知,A、B轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量分別為0.2 mol、0.8 mol。,【變式訓(xùn)練】在一容積恒定密閉容器中,等物質(zhì)的量的A和B發(fā)生如下反應(yīng)
18、:A(g)+2B(g) 2C(g),一段時(shí)間后反應(yīng)達(dá)到平衡,若同溫度下所得混合氣體壓強(qiáng)是原來的4/5,則這時(shí)A的轉(zhuǎn)化率是( )A.40% B.50% C.60% D.70%,【解析】選A。因?yàn)樵诤闳萑萜鲀?nèi)發(fā)生反應(yīng),所以壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,即平衡后氣體的物質(zhì)的量是起始物質(zhì)的量的4/5,設(shè)開始A、B的物質(zhì)的量均為2.5 mol,A轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為a,根據(jù)差量法:A(g)+2B(g)
19、2C(g) Δn 1 2 2 1 a 1 mola=1 mol,A的轉(zhuǎn)化率為1 mol/2.5 mol×100%=40%。,【變式備選】高爐煉鐵過程中發(fā)生的主要反應(yīng)為1/3Fe2O3(s)+CO(g) 2/3Fe(s)+CO2(g)。已知該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如下:,請(qǐng)回答下列問題:(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=_
20、______,ΔH____0(填“>”、“<”或“=”)。(2)在一個(gè)容積為10 L的密閉容器中,1 000 ℃時(shí)加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反應(yīng)經(jīng)過10 min后達(dá)到平衡。求該時(shí)間范圍內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(CO2)=______、CO的平衡轉(zhuǎn)化率=______。(3)欲提高(2)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是______。A.減少Fe的量 B.增加Fe2O3的量C.移
21、出部分CO2 D.提高反應(yīng)溫度E.減小容器的容積 F.加入合適的催化劑,【解析】(1)反應(yīng)1/3Fe2O3(s)+CO(g) 2/3Fe(s)+CO2(g)的平衡常數(shù)表達(dá)式為 因?yàn)槠胶獬?shù)隨著溫度的升高而減小,所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0。,(2)設(shè)10 min內(nèi)轉(zhuǎn)化CO的物質(zhì)的量濃度為x,則根據(jù)反應(yīng) 1/3Fe2O3(s)+CO(g)
22、 2/3Fe(s)+CO2(g)起始濃度(mol·L-1) 0.1 0.1轉(zhuǎn)化濃度(mol·L-1) x x平衡濃度(mol·L-1) 0.1-x 0.1+x因?yàn)樵? 000℃時(shí),平衡常數(shù)為4.0,所以(0.1+x)/(0.1-x)=4.0,解得x=0.06 mo
23、l·L-1。CO2的平均反應(yīng)速率為v(CO2)=0.06 mol·L-1/10 min=0.006 mol·L-1·min-1。CO的轉(zhuǎn)化率為0.06 mol·L-1/0.1 mol·L-1×100%=60%。,(3)提高(2)中CO的轉(zhuǎn)化率,改變Fe和Fe2O3固體的量對(duì)平衡沒有影響,CO的轉(zhuǎn)化率不變,A、B錯(cuò);移出部分CO2使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率
24、增大,C對(duì);提高反應(yīng)溫度,因?yàn)檎磻?yīng)為放熱反應(yīng),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率減小,D錯(cuò);因?yàn)榉磻?yīng)前后氣體的體積不變,所以減小容器的容積,也就是增大壓強(qiáng),平衡不發(fā)生移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率不變,E錯(cuò);加入催化劑對(duì)化學(xué)平衡沒有影響,CO的轉(zhuǎn)化率不變,F(xiàn)錯(cuò)。正確的選項(xiàng)為C。答案:(1)c(CO2)/c(CO) <(2)0.006 mol·L-1·min-1 60% (3)C,平衡移動(dòng)方向的
25、應(yīng)用1.判斷物質(zhì)狀態(tài)根據(jù)壓強(qiáng)的改變和平衡移動(dòng)的方向判斷反應(yīng)物或生成物是否為氣態(tài)物質(zhì)。2.判斷反應(yīng)前后化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系根據(jù)壓強(qiáng)的改變和平衡移動(dòng)的方向,判斷已知可逆反應(yīng)的反應(yīng)物與生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)大小關(guān)系。3.判斷反應(yīng)是吸熱還是放熱根據(jù)溫度變化時(shí)平衡移動(dòng)的方向,判斷正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。,4.調(diào)控反應(yīng)進(jìn)行的方向根據(jù)外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響,可以通過控制條件的改變來實(shí)現(xiàn)控制平衡移動(dòng)的方向。5.判斷反應(yīng)物的轉(zhuǎn)
26、化率改變根據(jù)外界因素改變時(shí)平衡移動(dòng)的方向,判斷達(dá)到新的平衡時(shí)某反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率是增大還是減小。,【拓展延伸】外界因素對(duì)化學(xué)平衡和轉(zhuǎn)化率的影響(1)反應(yīng)前后氣體體積不相等的反應(yīng)。如2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH <0,(2)反應(yīng)物只有一種或是產(chǎn)物只有一種的可逆反應(yīng)。如:2NO2(g) N2O4(g)。,(3)對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)。如:H2(g)+I2(g)====2H
27、I(g)。,【高考警示鐘】(1)平衡的移動(dòng)與否關(guān)鍵取決于v(正)與v(逆)的變化是否相等。①如果壓強(qiáng)的改變對(duì)v(正)、v(逆)無影響,如恒容通入惰性氣體,則平衡不移動(dòng);②如果壓強(qiáng)的改變使v(正)、v(逆)改變的程度相同,如反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡不移動(dòng);③如果改變壓強(qiáng)v(正)、v(逆)的變化程度不相等,如2SO2+O2 2SO3,增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。,(2)增大反應(yīng)物濃度,
28、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不一定增大。如合成氨的反應(yīng)中,增大氮?dú)鉂舛龋獨(dú)獾霓D(zhuǎn)化率減小,氫氣的轉(zhuǎn)化率增大。(3)生成物濃度比原來減小了,不一定是平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)造成的,如氣體反應(yīng)減小壓強(qiáng),不論平衡向哪個(gè)方向移動(dòng),各種氣體物質(zhì)的濃度都減小。,【典例】在一定條件下,反應(yīng)xA+yB zC達(dá)到平衡。(1)若A、B、C均為氣體,減壓后平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則x、y、z間的關(guān)系是:__________。(2)已知C是氣體,且x+y=z,在增大
29、壓強(qiáng)時(shí),若平衡發(fā)生移動(dòng),則一定向________(填“正”或“逆”)反應(yīng)方向移動(dòng)。(3)已知B、C是氣體,當(dāng)其他條件不變時(shí),增大A的物質(zhì)的量,平衡不移動(dòng),則A為________態(tài)。(4)加熱后C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小,則正反應(yīng)是________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。,【解題指南】解答該題要注意以下兩點(diǎn):(1)判斷可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系和物質(zhì)狀態(tài)的依據(jù)是改變壓強(qiáng)時(shí)平衡移動(dòng)的方向;(2)對(duì)氣體體積不變的反應(yīng),改變壓強(qiáng)不影響化學(xué)平衡
30、。,【解析】(1)因?yàn)锳、B、C都為氣體,減壓后平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),說明正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),所以x+y>z。(2)因?yàn)閤+y=z,在增大壓強(qiáng)時(shí)平衡發(fā)生移動(dòng),說明反應(yīng)前后一定是氣體體積不等的反應(yīng),因?yàn)镃是氣體,則A、B中最多有一種物質(zhì)為氣體。也就是說正反應(yīng)方向?yàn)闅怏w體積增大的方向,所以增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。,(3)增加A的物質(zhì)的量平衡不發(fā)生移動(dòng)說明A為非氣態(tài),可能為液態(tài)或固態(tài)。(4)加熱后C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小,說明
31、平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),逆反應(yīng)方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng),正反應(yīng)方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)。答案:(1)x+y>z (2)逆 (3)液態(tài)或固 (4)放熱,【技巧點(diǎn)撥】惰性氣體對(duì)化學(xué)平衡、轉(zhuǎn)化率的影響(1)恒容容器通入惰性氣體反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度不變;各物質(zhì)的反應(yīng)速率不變;平衡不受影響;反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變。(2)恒壓容器中通入惰性氣體反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度減小,反應(yīng)速率減??;平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)。①若正反應(yīng)為氣體體積增大的反
32、應(yīng),則反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大。②若正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),則反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小。,【變式訓(xùn)練】恒溫恒容條件下,下列敘述正確的是( )A.甲、乙兩容器中分別加入1 g SO2、1 g O2與2 g SO2、2 g O2,反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)達(dá)到平衡,SO2的轉(zhuǎn)化率前者大B.反應(yīng)2HI(g) H2(g)+I2(g)達(dá)平衡,增大HI的物質(zhì)的量,平衡不移動(dòng)C.反應(yīng)2HI(g)
33、 H2(g)+I2(g)達(dá)平衡,增大HI的物質(zhì)的量,HI轉(zhuǎn)化率不變,體積分?jǐn)?shù)不變D.反應(yīng)2NO2(g) N2O4(g)達(dá)到平衡時(shí),再向容器內(nèi)通入一定量的NO2(g),重新達(dá)到平衡后,與第一次平衡時(shí)相比,NO2的體積分?jǐn)?shù)增大,【解析】選C。反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),甲容器與乙容器相比較,甲容器中氣體壓強(qiáng)是乙容器中氣體壓強(qiáng)的1/2,所以乙中壓強(qiáng)大,SO2的轉(zhuǎn)化率高,A錯(cuò);2HI(g)
34、 H2(g)+I2(g)達(dá)到平衡時(shí),增加HI的量,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),但是HI的轉(zhuǎn)化率不變,體積分?jǐn)?shù)不變,B錯(cuò)、C對(duì);反應(yīng)2NO2(g) N2O4(g)達(dá)到平衡,再加入NO2(g),在恒容容器條件下,則NO2的體積分?jǐn)?shù)減小。,【解題技巧6】——虛擬法解決化學(xué)平衡問題,,1.優(yōu)點(diǎn)虛擬法是指在分析或解決問題時(shí),根據(jù)需要和可能,虛擬出能方便解題的對(duì)象,并以此為中介,實(shí)現(xiàn)由條件向結(jié)論轉(zhuǎn)化的思維方法。通過設(shè)置虛擬對(duì)象,可
35、以把比較模糊的問題具體化、明確化,使很多問題的解決更明確、易理解,為解決問題提供捷徑。,2.解題關(guān)鍵虛擬法的解題關(guān)鍵是對(duì)比較復(fù)雜且有相互關(guān)聯(lián)的問題,認(rèn)真分析它們的內(nèi)在聯(lián)系,虛擬出一個(gè)合理的“中間狀態(tài)”,構(gòu)建一個(gè)解決問題的橋梁。3.常見類型解決化學(xué)平衡問題時(shí),合理使用虛擬法可以事半功倍,常見有以下三種類型:,(1)極端虛擬。即虛擬一個(gè)“極端狀態(tài)”,即把相關(guān)的化學(xué)平衡問題推到極端狀態(tài),假定可逆反應(yīng)可以向一個(gè)方向完全進(jìn)行到底,找出符合
36、題意的可能的最大值或最小值,將事物變化的規(guī)律迅速暴露出來,使因果關(guān)系變得非常明顯,從而使問題順利解決。因該方法無法確定實(shí)際值,所以較適用于解答選擇題和半定量型的填空題。,(2)等效虛擬。即虛擬一個(gè)“中間狀態(tài)”,化學(xué)平衡的特點(diǎn)之一是“同”,即條件不變時(shí),無論反應(yīng)從正反應(yīng)方向開始,還是從逆反應(yīng)方向開始,或是從中間某一狀態(tài)開始,均可以達(dá)到同一平衡狀態(tài)即等效平衡狀態(tài)。因此,合理設(shè)置“中間狀態(tài)”可以使問題順利解決。,(3)過程虛擬。即對(duì)于一些
37、較為復(fù)雜、抽象的過程往往難以作出明確的判斷,如果將其虛擬為若干個(gè)簡單、具體的過程,會(huì)使問題變得簡單明了,從而得以解決。在解題時(shí)若遇到比較條件改變后的新、舊平衡間某量的關(guān)系有困難時(shí),可以考慮構(gòu)建一個(gè)與舊平衡等效的“虛擬的第三平衡”,然后通過壓縮或擴(kuò)大體積等手段,再與新平衡溝通,以形成有利于問題解決的新結(jié)構(gòu),促使條件向結(jié)論轉(zhuǎn)化。,另外,除化學(xué)平衡問題外,還有很多可用虛擬法解決的問題,如①配平復(fù)雜氧化還原反應(yīng)時(shí),可將復(fù)雜化合物中各元素的化合價(jià)
38、皆虛擬為零;②虛擬出某些混合物的“化學(xué)式”;③虛擬出某些解題時(shí)要用到的數(shù)據(jù);④虛擬出解題需要的某些條件;⑤虛擬反應(yīng)過程;⑥虛擬反應(yīng)結(jié)果等。,1.(雙選)一定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生反應(yīng):mA(g)+nB(g) pC(g)達(dá)到平衡時(shí),維持溫度不變,將氣體體積縮小到原來的1/2,當(dāng)達(dá)到新的平衡時(shí),氣體C的濃度變?yōu)樵胶鈺r(shí)的1.9倍,則下列說法正確的是( )A.m+n>pB.m+n<pC.平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)D
39、.C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加,【解析】選B、C。當(dāng)氣體體積縮小到原來的1/2,假設(shè)平衡未發(fā)生移動(dòng)(虛擬出一種中間狀態(tài)),則C的濃度為原平衡時(shí)的2倍,而事實(shí)上平衡發(fā)生了移動(dòng),平衡移動(dòng)的結(jié)果是C的濃度變?yōu)樵胶鈺r(shí)的1.9倍,則可認(rèn)為由虛擬中間狀態(tài)向逆反應(yīng)方向發(fā)生了移動(dòng)。,2.向一容積不變的密閉容器中充入1 mol N2O4,建立了平衡N2O4 2NO2,測知N2O4的轉(zhuǎn)化率為a%,在其他條件不變時(shí)再通入1 mol N2O4,待重新建
40、立新平衡時(shí)N2O4的轉(zhuǎn)化率為b%。a與b的大小關(guān)系為( )A.a<b B.a>bC.a=b D.無法確定,【解析】選B。不少同學(xué)認(rèn)為,增加反應(yīng)物的量,能提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,故而不假思索地選擇A項(xiàng)導(dǎo)致錯(cuò)誤。若在新、舊平衡之間設(shè)置一個(gè)中間過程,則有利于問題的分析與解決。,體積V 1mol N2O4 轉(zhuǎn)化率a%,體積V 2mol N2O4 轉(zhuǎn)化率b%,體積2V 2mol
41、 N2O4 轉(zhuǎn)化率a%,狀態(tài)Ⅰ,狀態(tài)Ⅱ,狀態(tài)Ⅲ,假設(shè)將狀態(tài)Ⅰ的容器的容積擴(kuò)大為原來的2倍,再加入1 mol N2O4,即構(gòu)成其他條件不變時(shí)與之等效的中間狀態(tài)Ⅲ,N2O4的轉(zhuǎn)化率相同。將狀態(tài)Ⅲ壓縮到狀態(tài)Ⅱ,平衡必逆向移動(dòng),N2O4的轉(zhuǎn)化率必減小。,3.某溫度下,在一容積可變的密閉容器中,反應(yīng)2A(g)+B(g) 2C(g)達(dá)到平衡時(shí),A、B和C的物質(zhì)的量分別為 4 mol、2 mol、4 mol。保持溫度和壓強(qiáng)不變
42、,對(duì)平衡混合物中三者物質(zhì)的量作如下調(diào)整,可使平衡右移的是( )A.均減半 B.均加倍C.均增加1 mol D.均減少1 mol,【解析】選C。在容積可變的情況下,如果均加倍或均減半的話,對(duì)平衡時(shí)的各物質(zhì)來講,濃度均沒有發(fā)生變化,故正逆反應(yīng)速率均沒有發(fā)生變化,平衡不發(fā)生移動(dòng)。對(duì)C、D可以作如下分析:,上述三種狀態(tài)是等效的。對(duì)于C項(xiàng),相當(dāng)于在狀態(tài)Ⅲ的情況下再加入0.5
43、 mol B,B的濃度增加,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),符合題意。同理可知D不正確。,1.(2012·杭州模擬)下列事實(shí)不能用勒夏特列原理解釋的是 ( )①氯化鐵溶液加熱蒸干最終得不到氯化鐵固體②鐵在潮濕的空氣中容易生銹③實(shí)驗(yàn)室可用排飽和食鹽水的方法收集氯氣④常溫下,將1 mL pH=3的醋酸加水稀釋至100 mL,測得其pH
44、<5⑤鈉與氯化鉀共融制備鉀:Na(l)+KCl(l) K(g)+NaCl(l)⑥二氧化氮與四氧化二氮的平衡體系,加壓后顏色加深A(yù).①②③ B.②⑥ C.①③④⑤ D.②⑤⑥,【解析】選B。②不是化學(xué)平衡;⑥平衡的移動(dòng)應(yīng)使顏色變淺,顏色變深是體積縮小、濃度變大造成的。,2.把在空氣中久置的鋁片5.0 g投入盛有 500 mL 0.5 mol·L-1硫酸溶液的燒杯中,該鋁片與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的
45、速率v與反應(yīng)時(shí)間t可用如圖的坐標(biāo)曲線來表示: 下列推論錯(cuò)誤的是( )A.t由O→a段不產(chǎn)生氫氣是因?yàn)楸砻娴难趸锔綦x了鋁和硫酸溶液B.t由b→c段產(chǎn)生氫氣的速率增加較快的主要原因之一是溫度升高C.t>c產(chǎn)生氫氣的速率降低主要是因?yàn)槿芤褐衏(H+)降低D.t=c時(shí)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)【解析】選D。鋁與硫酸的反應(yīng)不是可逆反應(yīng),不存在化學(xué)平衡。,3.X、Y、Z三種氣體,取X和Y按2∶1 的物質(zhì)的量之比混合,放入固定體積的密閉容
46、器中發(fā)生如下反應(yīng):X+2Y 2Z,達(dá)到平衡后,X的轉(zhuǎn)化率不可能為( )A.25% B.20% C.15% D.10%【解析】選A。本題考查可逆反應(yīng)不可能進(jìn)行完全,若Y完全消耗1 mol時(shí),則X消耗0.5 mol,所以X的轉(zhuǎn)化率一定小于25%。,4.在密閉容器中,有下列反應(yīng):N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH =-92.4 kJ·mol-1。有關(guān)該反應(yīng)的敘述正確的是(
47、 )A.若混合氣體中各成分的濃度不再變化,則該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)B.將1 mol N2和3 mol H2充分反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),放出的熱量等于92.4 kJC.催化劑能縮短該反應(yīng)達(dá)到平衡所需的時(shí)間,從而提高N2的轉(zhuǎn)化率D.縮小容器的體積,v(正)增大、v(逆)減小,平衡向右移動(dòng),【解析】選A。若混合氣體中各成分的濃度不再變化,說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài),故A項(xiàng)正確;將1 mol N2和3 mol H2充分反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),實(shí)際反應(yīng)的N2和
48、H2少于1 mol和3 mol,放出熱量也小于92.4 kJ,故B項(xiàng)不正確;催化劑只能加快反應(yīng)速率,縮短該反應(yīng)達(dá)到平衡所需的時(shí)間,但不能影響化學(xué)平衡,故C項(xiàng)不正確;縮小容器的體積,v(正)、v(逆)均增大,只是前者增大的倍數(shù)更大,v(正)>v(逆),平衡向正向移動(dòng),故D項(xiàng)不正確。,5.在密閉容器中,反應(yīng)X2(g)+Y2(g) 2XY(g) ΔH <0,達(dá)到甲平衡。在僅改變某一條件后,達(dá)到乙平衡,對(duì)此過程的分析正確的
49、是( )A.圖Ⅰ是加入適當(dāng)催化劑的變化情況B.圖Ⅱ是擴(kuò)大容器體積的變化情況C.圖Ⅲ是增大壓強(qiáng)的變化情況D.圖Ⅲ是升高溫度的變化情況,【解析】選D。本題考查化學(xué)平衡問題。加入催化劑只能改變反應(yīng)速率不能使平衡移動(dòng),故A錯(cuò)誤;擴(kuò)大容器體積,體系壓強(qiáng)減小,正、逆反應(yīng)速率均減小,因反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變,所以平衡不移動(dòng),B錯(cuò)誤;壓強(qiáng)增大平衡不移動(dòng),故C錯(cuò)誤;溫度升高平衡左移,XY的百分含量減小,與圖像符合,故D正確。,6.
50、一定條件下,在體積為3 L的密閉容器中,一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲醇(催化劑為Cu2O/ZnO)。根據(jù)題意完成下列各題:,(1)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),平衡常數(shù)表達(dá)式K=_______,(2)500 ℃時(shí),從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=_________用(nB、tB表示)(3)在其他條件不變的情況下,將處于E點(diǎn)的體系的體積壓縮到原來的1/2,下列有關(guān)該體系的說法正確的是________。a.氫氣的濃度減少b.正反應(yīng)速率
51、加快,逆反應(yīng)速率也加快c.甲醇的物質(zhì)的量增加d.重新平衡時(shí)n(H2)/n(CH3OH)增大,(4)據(jù)研究,反應(yīng)過程中起催化作用的為Cu2O,反應(yīng)體系中含少量CO2有利于維持催化劑Cu2O的量不變,原因是:_____(用化學(xué)方程式表示)。,【解析】(1)先寫出反應(yīng)式:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),再根據(jù)平衡常數(shù)的定義列出表達(dá)式即可。(2)v(CH3OH)∶v(H2)=1∶2v(H2)=(2nB/3)/
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