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1、化学平衡题目解析归纳总结：一、极端假设法解“化学平衡等同性”的问题对一可逆反应，在一定条件下，反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，都可以建立等同平衡状态。也就是说，不同的起始条件可以达到等同平衡状态。这里所说的等同平衡状态有两种情况：1. 当温度和体积一定 (即恒温恒容)时，指平衡时各物质的物质的量相同，此时各不同的起始状态实际上是同一起始状态。判断的方法是：将生成物按方程式中各物质的系数完全归至反应物(极端假设法)，若对应物质的数值(物质的量)相同即等同平衡状态；若不同，则不是等同平衡状态。【注意】各不同的起始状态，对应物质的物质的量相同，其浓度相同或百分含量也相同。“恒温恒容”特例：2
2、HI(g) H2(g) I2(g)，因为该类型反应的特点是反应前后气体的物质的量不变，所以也是“恒温恒压”。2. 当温度和压强一定(体积可变，即恒温恒压)时，指平衡时各物质的浓度相同或百分含量相同。此时各不同的起始状态，经过将生成物按方程式中各物质的系数完全归至反应物(极端假设法)后,只要对应反应物的物质的量之比相同,就会达到等同平衡状态。【注意】各不同的起始状态，对应物质的物质的量可能不同，但是其浓度相同或百分含量相同。二、反应物用量的改变对转化率的一般规律、若反应物只有一种：aA(g) bB(g)cC(g)，在不改变其他条件时，增加A的量平衡向正反应方向移动，但是A的转化率与气体物质的计量
3、数有关：(可用等效平衡的方法分析)。若abc：A的转化率不变；若abc： A的转化率增大；若abc：A的转化率减小。、若反应物不只一种：aA(g)bB(g) cC(g)dD(g)，在不改变其他条件时，只增加A的量，平衡向正反应方向移动，但是A的转化率减小，而B的转化率增大。若按原比例同倍数地增加A和B，平衡向正反应方向移动，但是反应物的转化率与气体物质的计量数有关：如abcd，A、B的转化率都不变；如abcd，A、B的转化率都增大；如abcd，A、B的转化率都减小。三、充入“惰性气体”增大压强判断各反应物转化率变化 对于可逆反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，（ab cd，）在压强变
4、化导致平衡移动时，学生感到困惑的是充入“惰性气体”化学平衡朝哪个方向移动？转化率如何变化？可归纳为以下两方面： 1. 恒温恒容条件下充入“惰性气体”，化学平衡不移动。因平衡体系的各组分浓度均未发生变化，故各反应物转化率不变。 2. 恒温恒压条件下充入“惰性气体”，化学平衡向气体体积增大的方向移动。因为此时容器容积必然增大，相当于对反应体系减压，继而可判断指定物质的转化率变化。四、NO2、N2O4平衡问题2NO2（g） N2O4（g）（1）恒温、恒容的条件下，若分别向容器中通入一定量的NO2气体或N2O4气体，重新达到平衡后：可视为加压，平衡都向右移动，达到新平衡时NO2的转化率都增大，N2O4
5、 的转化率将减小。NO2体积分数减小，N2O4体积分数增大，混合气体相对分子质量增大。（2）压强减小，容器体积会扩大，不管平衡是否移动，向何方向移动，平衡体系中各物质的浓度都会减小，由于气体质量不变，所以密度减小。（3）保持容器体积不变，充入“惰气”， 各组分的物质的量不变，容器体积不变，故各组分浓度均无改变，平衡不发生移动。（4）保持压强不变，充入“惰气”，容器容积增大，参加反应的各组分浓度减小，参加反应的各组分的总压强减小，平衡向气体体积增大的方向移动五、用极限假设法解化学平衡取值范围题目的方法和步骤：1.分析参照条件的特征；2.判定所研究反应的进行方向；3.确定基准物质：若研究的反应维持
6、正方向，则以最易不足量（系数最大）的反应物为基准物质；若维持逆方向，则以最易不足量（系数最大）的产物为基准物质。4.假设两个极限点，即假设基准物质完全消耗和完全没有消耗两个极限点，列出两个方程式，求出最小和最大的极限值，由此确定所求量的取值范围。【例1】下列说法正确的是 A. 可逆反应的特征是正反应速率总是和逆反应速率相等； B. 在其他条件不变时，使用催化剂既能变反应速率，又能改变化学平衡状态； C. 在其他条件不变时，升高温度可以使化学平衡向吸热反应的方向移动； D. 在其他条件不变时，增大压强一定会破坏气体反应的平衡状态。【分析】逐项判断可以采取假想情况予以批驳，驳得倒，找到了例外，就可
7、予以否定。选项A，在未达到平衡前，正反应速率往往大于逆反应速率，所以予以否定；选项B，在其他条件不变时，使用催化剂只能改变反应速率，而不能改变化学平衡状态；选项D，如果一个反应，反应前后气体的总物质的量不变，总体积不变，那么增大压强虽然可以增加各组分气体的浓度，也可以同时增加正向和逆向的反应速率，但并不改变平衡状态，应予否定。【答案】C【例2】在一恒容的密闭容器中A(g)B(g) C(g)的平衡体系中，若增大A的浓度而使平衡向右移动，达到新的平衡时，则下列说法不正确的是 A. C的平衡浓度一定比原来平衡时大 B. B的平衡浓度一定比原来平衡时小 C. C的体积分数一定比原来平衡时小 D. A的
8、转化率一定比原来平衡时大【分析】对于气态反应来说，保持容器体积不变而向原来平衡体系中增加某反应物的量，可以使其它反应物的转化率增大，可以使生成物的量也增加，由于增加的反应物只有少量转化，所以该物质总的转化率反而降低，又由于体系中总的物质的量增大，所以生成物的体积分数一般也是减小的。【答案】D【例3】在一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生反应2A(g)B(g) 3C(g)D(g)，达到平衡时，C的浓度为wmol/L。若维持容器体积和温度不变，按下列四种方法改变起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为wmol/L的是 A. 4 molA2molB B. 2 molA1molB3 m
9、olC1molDC. 1molB3 molC1molD D. 3 molC1molD【分析】在等温条件下平衡时，正向和逆向速率相等，平衡才发生移动。在气态反应中，各气体之间物质的量之比也就是浓度比。既然如此，要想得到混合气体中C的浓度仍为wmol/L，则投入的原料既可以是原料气的配比2mol A和1mol B，也可以是生成物的配比3molC和1molD，因为题目说的是可逆反应达到平衡时的情况。若选(B)，则这样投料将使C的浓度发生变化，不合要求。【答案】D【例4】在一恒容密闭容器中，反应A(g)B(g) C(g)达到平衡，若增大A的浓度，使平衡右移，并达到新的平衡，下列说法正确的是A. A的浓
10、度一定比原平衡大 B. A的转化率增大C. C的百分含量一定大于原平衡C的百分含量 D. B的转化率一定减小【分析】增大A的浓度，尽管平衡右移，但加入的A不可能全部转化。平衡时A的浓度一定比原平衡大，而A的转化率不一定增大。因为A的总量在增大。同理C的百分含量也不一定增大。而平衡右移B的转化率一定增大。【答案】A. 【例5】在一个容积不变的容器内，有一左右可滑动的隔板，在该密封容器隔板两侧分别进行如图所示的可逆反应。各物质的起始量如下：A、B、C均为4.0mol，D为2.0mol，E为3.0mol。设F的物质的量为x。当x在一定范围内变化时，均可以通过调节容器的温度使两侧反应达到平衡，并且隔板
11、恰好处在正中位置，请填写下列空白：（1）若x6.0mol，则右侧反应在起始反应时应向_（填“正反应”或“逆反应”）方向进行。（2）欲使起始反应维持向该方向进行，则x的取值范围为_。【分析】本题是一个恒容恒压的过程，且左侧是一个参照条件。左侧是气体分子数不变的反应，已知共有气体12mol，而右侧当x6.0mol时，起始共有气体2.03.06.011（mol）12mol，因此要保持隔板位于中间，只能向逆反应进行，使右侧体系中气体为12mol。若起始维持这个方向（逆反应方向），极限值有两个点：F完全消耗；F完全没有消耗。假设F完全消耗，则2.00.5 x 3.01.0 x12，解之得x14/3（mo
12、l），为最小极限值（因为逆反应是气体体积增大的）。假设F完全没有消耗，则有3.02.0x12，解之得x7（mol），为最大极限值。故x的取值范围是：14/3x7。【例6】在一个容积固定的反应器中，有一左右可滑动的密封隔板，两侧分别进行如图所示的可逆反应。各物质起始加入量如下：M为2.5mol，N为3mol，P为0mol，A、C、D各为0.5mol，B为xmol。当x在一定范围内变化时，均可通过调节反应器的温度，使两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处于反应器正中位置。若达到平衡后，测得M转化率为75，请填写下列空白：（1）达到平衡后，反应器左室气体总物质的量为_。（2）若欲使右室反应v正v逆，x的
13、取值范围是_。（3）若欲使右室反应v正v逆，x的取值范围是_。【分析】（1）左室是气体分子数不变的反应，n气2.5mol。（2）假设B完全消耗，则有0.5x/40.5x /20.5x /42.5；解之得x2,因为v正v逆，即反应向正反应方向进行，所以x2为最大极限值。假设B完全没有消耗，则有0.50.50.5x2.5，解之得x1为最小极限值。所以1x2。（3）假设C完全消耗，则有0.50.25x1.00.252.5，解之得x0.5为最小极限值。假设C完全没有消耗，则有0.50.50.5x2.5，解之得x1为最大极限值。所以0.5x1。用极限假设法解化学平衡取值范围题目的方法和步骤：1.分析参照
14、条件的特征；2.判定所研究反应的进行方向；3.确定基准物质：若研究的反应维持正方向，则以最易不足量（系数最大）的反应物为基准物质；若维持逆方向，则以最易不足量（系数最大）的产物为基准物质。4.假设两个极限点，即假设基准物质完全消耗和完全没有消耗两个极限点，列出两个方程式，求出最小和最大的极限值，由此确定所求量的取值范围。【例7】二氧化氮存在下列平衡：2NO2(g) N2O4(g)；H0kJ/mol。在测定NO2的相对分子质量时，下列条件较为适宜的是A. 温度130，压强3.03105Pa B. 温度25，压强1.01105PaC. 温度130，压强5.05104Pa D. 温度0，压强5.05
15、104Pa【分析】本题考察勒夏特列原理在化学平衡中的应用，若测定NO2的相对分子质量，应尽量使平衡向生成NO2的方向移动，则较为适宜的条件为减压，升温，且NO2在21时变为液态。故选C。【答案】C提示：利用勒夏特列原理解决化学平衡问题，审题时先看清该反应的特点，即是放热反应还是吸热反应，是气体体积扩大还是缩小。很多同学错选A，另一原因是审题不清，只注意A选项中3.03比5.05小，而未注意后面105104导致匆忙选择，这是同学们做题时常犯的毛病，所以在今后做题时要注意看完，看清选项后再做答，不要急于求成。【例8】已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列有关叙述正
16、确的是生成物百分含量一定增加生成物含量一定增加反应物转化率一定增大反应物浓度一定降低正反应速率一定大于逆反应速率使用合适的催化剂A. B. C. D. 【分析】本题考查勒夏特列原理在平衡移动中的应用，增加反应物或减少生成物均使平衡向右移动，所以生成物绝对产量必上升，但其百分含量为一相对量，若增加投料量引起的物理变化大于平衡移动的消耗(化学变化)即n总的增加大于n生的增加，则生成物百分含量不升反降，故错，对。若反应物不止一种，则增加反应物1的量会提高反应物2的转化率，而反应物1的转化率不升反降，故错，若以减小体积的方式增大压强，使平衡向气体分子数减小的方向进行，则反应物、生成物的浓度同时增大，故
17、错，使用催化剂不会改变化学平衡，故错。【答案】B提示：本题主要训练学生的举一反三能力，有助于同学们打破非此即彼的思维定势，要注意一般和特殊的关系。【例9】一定温度下，将a mol PCl5通往一容积不变的密闭容器中达如下平衡：PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)，此时平衡混合气体的压强为P1，再向容器中通入a mol PCl5，恒温下再度达到平衡后压强变为P2，则P1与P2的关系是 A. 2P1P2 B. 2P1P2 C. 2P1P2 D. P12P2【分析】题意的变化过程如下图所示：是的等效平衡，由变为时，体积缩小一倍，可转化为压强增大一倍来考虑平衡移动。但由于增大压强，对此可逆反应来说
18、，平衡向逆反应方向进行，因而增大的压强就会小于原压强的2倍。【答案】B【例10】在温度和容积相等的条件下，有反应：2A(g)2B(g)C(g)3D(g)，现分别从两条途径建立平衡。. A、B起始浓度均为2 mol / L，.C、D的起始浓度分别为2 mol / L和6 mol / L。下列叙述正确的是A. 、两途径最终达到平衡时，体系内各气体的物质的量分数不同B. 、两途径最终达到平衡时，体系内各气体的体积分数不同C. 达到平衡时，途径的uA等于途径的uAD. 达到平衡后，第途径混合气密度为第途径混合气密度的1/2【分析】按照等效平衡的规律，的从正反应开始的反应物的初始浓度分别为4 mol /
19、 L，即可与之建立等效平衡状态。而此时所得反应物的初始浓度是状态的反应物的初始浓度的2倍，因此，、所得平衡是等效平衡。故A、B错。由于的浓度是的浓度的两倍，的反应速率当然比大。故C错。由于的质量是的质量的2倍，而体积相同，故D正确。【例11】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)3 H2(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N
20、H3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，ab 。(5) 达到平衡时，N2和H2的转化率之比，(N2) (H2) 。(6) 平衡混合气体中，n(N2)n(H2)n(NH3) 。【分析】 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12，设反应掉的N2的物质的量为x mol。则 x612 解之x 3 a 13316 解法二：N2 (g)3H2(g)2NH3(g)开始时 a b 0 t时 13 6在t时生成 6 mol NH3，消耗了3 mol N2，所以a 13316 n平(N
21、H3) 716.8L -1 25%32 mol25%8 mol同理则不难得出其它几问的答案 54 23 12 332【答案】a 16 n平(NH3)8 mol 54 23 12 332【例12】一定温度下，把2mol SO2和1mol O2通入一定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO2O22SO3 ，当此反应进行到一定程度时，反应混合物就处于平衡状态。该容器温度不变，设a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量。若a、b、c取不同数值时，他们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍与上述平衡时的完全相同。请填写下列空白：若a0,b0,则c_
22、。 若a0.5，则b_，c_。 a、b、c必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c)：_， _。【答案】 2 0.25；1.5 ac2；2bc2【例13】在容积固定不变的4L密闭容器中，存在可逆反应：X(g)2Y(g) 2Z(g)，并达到平衡，在此过程中，以Y的浓度改变表示的反应速率v正、v逆与时间t的关系如图2所示，则图中阴影部分面积表示：A. X的浓度的减少B. Y物质的量的减少 C. Z的浓度增加 D. X物质的量的减少【分析】本题借鉴物理学中常见的速率时间图像vf(t)和t所围成的面积的大小在数值上等于质点的位移。现将化学反应速率类比为质点运动，则
23、可把物理知识迁移到化学问题中去，解决有关化学反应速率图像问题。因为可逆反应式中Y和Z的化学计量数相等，所以根据图像可得，oabd和obd围成的面积大小在数值上分别等于正反应Z浓度的增加量和逆反应Z浓度的减少量，由此可见，图中阴影部分面积即为在时间t内Z浓度的净增量。故答案选C。(也是Y浓度的减少量)【答案】C【例14】在一个6L的密闭容器中，放入3L X（g）和2L Y（g）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，容器温度不变，混合气体压强比原来增加 5，X的浓度减小1/3，则该反应式中的n值是 A. 3 B. 4 C. 5 D. 6【分析】本题可以采用一般解法，求出n值的大小，但步骤繁琐，若用估算法，结合选项，即可很快得出答案。 根据反应的化学方程式，若“混合气体压强比原来增加5，X的浓度减小1/3”，说明反应的正方向是体积增大的反应，即：432n，n5，选项中n5的 只有D，故选D。【答案】D
