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1、化学平衡知识点归纳与经典习题赏析,河北省宣化县一中 栾春武,知识点一：“稀有”气体与化学平衡(1)充入稀有（包括与平衡混合体系不反应）气体在恒温、恒容条件下，平衡不发生移动。因为恒容时各气体组分的浓度不变，可认为各气体体积“分压”不变，对平衡无影响。(2)在恒温、恒压条件下充入稀有气体，平衡一般发生移动。因为恒压，充入稀有气体，体积一定增大，各气体组分的浓度减小，平衡向着使气体体积增大的方向移动。但对于反应前后气体体积不变的反应，平衡不发生移动。,知识点二：反应物用量的改变对平衡转化率的影响（1）若反应物只有一种时，如：aA(g)bB(g)+cC(g)增加A的量，平衡向正反应的方向移动，但反应
2、物A的转化率的变化与气体物质的化学计量数有关：若abc 则A的转化率不变 若abc 则A的转化率增大 若abc 则A的转化率减小,知识点二：反应物用量的改变对平衡转化率的影响（2）若反应物不止一种时，如:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)若只增加A的量，平衡向正反应的方向移动，但反应物A的转化率减小，B的转化率增大。若按原比例同倍数地增加反应物A和B的量，则化学平衡向正反应的方向移动，这时反应物的转化率的变化与气体反应物的化学计量数有关：若abcd 则A、B的转化率都不变 若 abcd则A、B的转化率都增大 若 abcd则A、B的转化率都减小,知识点三：解决化学平衡问题常用的方法(1
3、)可逆反应“不为零”原则可逆反应是化学平衡的前提，达到平衡时，应是反应物和生成物共存的状态，每种物质的物质的量都不为零。(2)“一边倒”原则可逆反应，在外界条件相同时（如恒温、恒容），若达到相同的平衡状态，其初始状态必须能互变，从极限角度看，就是各物质的物质的量要相当。因此，可以采用“一边倒”原则来处理平衡问题，例如，对于可逆反应：aA(g)+bB(g)cC(g)来说，如果开始投入cmol C(g)，则相当于开始投入amolA(g)和bmolB(g)；如果开始时投入x molA(g)、ymolB(g)、zmol C(g)，则相当于开始投入(x+az/c)molA(g)、(y+bz/c)molB
4、(g)。,解析：由于硫为液态，因此反应前后气体分子数不等，达平衡前容器内压强逐渐变小，分离出硫对化学反应速率及平衡无影响，即A、B错；根据平衡移动原理知升温平衡向吸热方向移动即向左移动，SO2的转化率降低，C错；平衡常数只受温度的影响，与催化剂无关。,解析：该反应是一个气体总体积不发生改变的反应，增大压强平衡不移动，因此CO的转化率不变，故，A选项错误；该反应又是一个放热反应，降低温度平衡向放热方向移动，因此，B选项正确；增大CO的浓度，平衡向正反应方向移动，但CO的转化率降低，但水蒸气的转化率提高了，因此，C选项错误；催化剂对化学平衡没有影响，故，D选项错误。,3.2012江苏化学卷14温度
5、为T时，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5，反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表：,下列说法正确的是 A.反应在前50 s 的平均速率 v(PCl3)0.0032 molL1s1 B.保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)0.11 molL1，则反应的H0 C.相同温度下，起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20 molPCl3和0.20mol Cl2，反应达到平衡前v(正)v(逆)D.相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl3 和2.0 mol Cl2，达到平衡时，PCl3 的转
6、化率小于80%,解析：A项，v(PCl3)0.16mol2L50s 0.0016molL1s1，错；B项，从表中看，平衡时c(PCl3)0.1mol/L，升高温度时，PCl3的浓度增大，即平衡正向移动，说明正反应为吸热反应，错；C项，原平衡时，K0.10.10.40.025，充入物质后，Qc（浓度商）0.10.10.50.02，因为QK，所以平衡为正向移动，故v(正)v(逆)，正确；D项，题干中充入1mol PCl5，相当于充入1mol PCl3和1mol Cl2，平衡时各组分的量相等，则PCl3的转化率为(10.2)110080，现充入2mol PCl3和2mol Cl2，可看成是两部分平衡
7、后再加压（即虚拟成两个题干平衡），加压向体积减小的方向移动，即逆向移动，PCl3的转化率应增大，大于80，错。,4.2012天津理综化学卷6 已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)；H197 kJmol1。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲)2 mol SO2和1 mol O2；(乙)1 mol SO2和0.5 mol O2；(丙)2 mol SO3。恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是 A.容器内压强P：P甲P丙2P乙 B.SO3的质量m：m甲m丙2m乙 C.c(SO2)与c(O2)之比k：k甲k丙k乙 D.反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲Q丙2Q乙,解析：本题
8、考查化学平衡中等效平衡知识。等温等容时反应前后气体体积变化的反应规律：将起始投料量按化学计量系数之比换算成同一半边的物质，其物质的量与对应组分的起始投料量相等，则建立的化学平衡是等效的，简称“等量等效”。这种情况下的等效平衡中的“等效”指平衡体系中的各种性质(各对应物的浓度、体积分数、转化率、物质的量)是完全相同的。类似于数学中的全等三角形，也可叫“全等平衡”。甲和丙容器内的平衡是完全相同的平衡（全等平衡）。甲和假设乙（体积分数、物质的量分数、质量分数相等）是等效平衡，这种情况下的等效可理解为相似等效。,解析：考查化学平衡中等效平衡知识。甲和丙达到的平衡是同种平衡，所以压强p甲p丙，SO3的质
9、量m甲m丙，乙可看做是甲达平衡后，取出一半物质，浓度变为原来的1/2，压强降为原来的1/2后形成的，平衡向气体增多的方向移动，压强在减小后的基础上增大，SO3的量减小，所以2p乙p甲，SO3质量2m乙m甲，A项错误，B项正确；在三个过程中，甲、乙中SO2和O2投料比为21，又按照21反应，而丙中SO2和O2按21生成，所以三者达平衡时SO2和O2的浓度比均为21，C项错误；甲和丙达平衡时生成的SO3和分解的SO3物质的量不一定相等，所以吸放热数值不一定相等，D项错误。,5.2012海南化学卷15已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：回答下列问题：（1）该反应的
10、平衡常数表达式K，H 0（填“”“”“”）；,解析：（1）因反应中的物质都是气体，据平衡常数的定义可知其Kc(C)c(D)/c(A)c(B)；由表中数据可知，温度升高，K值减小，故正反应为放热反应，H0。,（2）830时，向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反应初始6s内A的平均反应速率(A)0.003 molL1s1。，则6s时c(A)_molL1，C的物质的量为_mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为_，如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气，平衡时A的转化率为_；,解析：（2）(A)0.003 molL1s1，则A减少的浓度c(A)(A)
11、t0.018 molL1，故剩余的A的浓度为0.2mol5L0.018molL10.022molL1；A减少的物质的量为0.018 molL15L0.09mol，根据方程式的系数关系，生成的C的物质的量也为0.09mol。,0.022,0.09,80%,仍然是80%,设830达平衡时，转化的A的浓度为x，则：,A(g)+B(g),C(g)+D(g),起始浓度(molL1)0.04 0.16 0 0转化浓度(molL1)x x x x平衡浓度(molL1)0.04x 0.16x x x,有：xx/(0.04x)(0.16x)1，解得x0.032，故A的转化率:(A)0.032mol/L0.04m
12、ol/L100%80%；由于容器的体积是固定的，通入氩气后各组分的浓度不变，反应速率不改变，平衡不移动。,（3）判断该反应是否达到平衡的依据为(填正确选项前的字母)：a.压强不随时间改变 b.气体的密度不随时间改变c.c(A)不随时间改变 d.单位时间里生成C和D的物质的量相等,解析：(3)由于该反应是气体分子数不变的反应，容器中压强、气体的密度都永远不变，故a、b错；c(A)随反应的进行要减小，故c可以；不论是否达平衡，单位时间里生成C和D的物质的量永远相等，故d错。,c,（4）1200时反应C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常数的值为。,解析：(1)因平衡常数随温度的升高而降低，因
13、而H 0；(2)c(A)起0.20 mol/5 L0.04 molL1，由v(A)可得c(A)0.018 molL1，c(A)末c(A)起c(A)0.022 molL1；或直接写“三段式”可得计算所需数据；因体积没变，加入的氩气不引起各物质浓度变化，因而转化率不变；(3)a、b、d三项本来就是不会随反应变化的量，不能作为平衡的标志；(4)逆反应的平衡常数与正反应的平衡常数互为倒数。,2.5,(2011四川高考)可逆反应X(g)+2Y(g)2Z(g)、2M(g)N(g)+P(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所
14、示：,下列判断正确的是A.反应的正反应是吸热反应B.达平衡（I）时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为14:15C.达平衡（I）时，X的转化率为5/11D.在平衡（I）和平衡（II）中M的体积分数相等,解析：A：降低温度时，反应中气体的物质的量减少，说明平衡向正反应方向移动。因此正反应是放热反应；B：反应在恒温时前后的物质的量发生了变化，根据PV=nRT，T不变，V看图可知，n是变量，故不能求出达平衡（I）时体系的压强与反应开始时体系的压强之比，因此用反应 求：反应是反应前后物质的量不变的反应，由 PV=nRT 知在n、R、T不变的情况下有：P1V1=P2V2，得出P2/P1=V1/V2=2
15、/2.2=10/11；C：对于反应 T 是定值，根据PV=nRT，得 PV/n=RT 为常数，推出P1V1/n1=P2V2/n2，因此n2=P2V2n1/P1V1=P2/P1V2/V1n1=10/112.8/33=28/11。即28/11是平衡（I）中反应中X、Y、Z这三种气体物质的量的和，这时有(1m)(22m)2m28/11，m=5/11，因此C正确。D：由于温度变化平衡发生移动，故平衡（I）和平衡（II）中M的体积分数不相等。,通过变化途径寻解题捷径：例1：在某合成氨厂合成氨的反应中，测得合成塔入口处气体N2、H2、NH3的体积比为6:8:1，出口处N2、H2、NH3的体积比为9:27:
16、8，则氮气的转化率为 A.75%B.50%C.25%D.20%,入口处：N2:H2:NH3 6:8:1，出口处：N2:H2:NH3=9:27:8。设出口处N2为9mol，则nN=92+8=26mol，设入口处N2为6mol，则nN=62+1=13mol。据N守恒，则入口处N2必为12mol(氮原子为122+2=26)，转化的氮气为：12mol9mol3mol N2变化3mol。转化率答案：,例2：在一密闭容器中，用等物质的量的A和B发生如下反应：A(g)+2B(g)2C(g)反应达到平衡时，若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等，则这时的转化率为 A.40%B.50%C.60%D.
17、70%,用基本方法可以算出答案为A。若设计另外的途径通过B求A的转化率显得更加简单。因为A和B按1:2反应，而A、B又是等物质的量，A必过量，设B完全转化则A只转化一半，故转化率为50%，但可逆反应的特点反应物不能完全转化，A的实际转化率50%，故A正确。答案：A,例3：在一个固定容积的密闭容器中放入3molX气体和2molY气体，在一定条件下发生下列反应：4X(g)+4Y(g)3Q(g)+nR(g)达到平衡后，容器内温度与起始时相同，混合气的压强比原来的增大10%，X的浓度减小1/3，则n值为 A.3 B.4 C.5 D.7,解法一、按常规方法计算：4X(g)+4Y(g)3Q(g)+nR(g)起始量 3 2 0 0变化量 3=1 1平衡量 2 1 0.75n平=2+1+0.75+3.75+据题意 3.75+5.5 解得：n=7,解法二、按差量法计算：根题意，一个反应在一个恒温定容的容器内进行，但平衡时混合气体的压强比反应前增大，这就表明混合气体的物质的量较反应前增加了。4X(g)+4Y(g)3Q(g)+nR(g)物质的量增加 4 n+3(4+4)3(3+2)10%4(3+2)10%3(n5)得：n7,解法三、若换一个角度，用分析法则更显的简单，由于X的浓度减少，所以平衡向正向移动。此时压强增大则意味着正反应方向为气体体积增加方向，所以有：4+43+n，n5。答案：D,
