化學平衡知識點歸納與經典習題賞析

1、化學平衡知識點歸納與經典習題賞析,河北省宣化縣一中 欒春武,知識點一：“稀有” 氣體與化學平衡(1)充入稀有（包括與平衡混合體系不反應）氣體在恒溫、恒容條件下，平衡不發(fā)生移動。因為恒容時各氣體組分的濃度不變，可認為各氣體體積“分壓”不變，對平衡無影響。(2)在恒溫、恒壓條件下充入稀有氣體，平衡一般發(fā)生移動。因為恒壓，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。但對于反應前后氣體體積不變的

2、反應，平衡不發(fā)生移動。,知識點二：反應物用量的改變對平衡轉化率的影響（1）若反應物只有一種時，如： aA(g) bB(g) + cC(g)增加A的量，平衡向正反應的方向移動，但反應物A的轉化率的變化與氣體物質的化學計量數有關： Ⅰ 若a＝b＋c 則A的轉化率不變 Ⅱ 若a＞b＋c 則A的轉化率增大 Ⅲ 若a＜b＋c 則A的轉化率減小,知識點二：反應物用量的改變對平衡轉化率的影響

3、（2）若反應物不止一種時，如: aA(g) + bB(g) cC(g) + dD (g) ①若只增加A的量，平衡向正反應的方向移動，但反應物A的轉化率減小，B的轉化率增大。 ②若按原比例同倍數地增加反應物A和B的量，則化學平衡向正反應的方向移動，這時反應物的轉化率的變化與氣體反應物的化學計量數有關： Ⅰ 若a＋b

4、＝c＋d 則A、B的轉化率都不變 Ⅱ 若 a＋b＞c＋d則A、B的轉化率都增大 Ⅲ 若 a＋b＜c＋d則A、B的轉化率都減小,知識點三：解決化學平衡問題常用的方法(1)可逆反應“不為零” 原則可逆反應是化學平衡的前提，達到平衡時，應是反應物和生成物共存的狀態(tài)，每種物質的物質的量都不為零。(2)“一邊倒”原則可逆反應，在外界條件相同時（如恒溫、恒容），若達到相同的平衡狀態(tài)，其初始狀態(tài)必須能互變，從極限角度看，就是各物質的物

5、質的量要相當。因此，可以采用“一邊倒”原則來處理平衡問題，例如，對于可逆反應：aA(g)+bB(g) cC(g)來說，如果開始投入cmol C(g) ，則相當于開始投入amolA (g)和bmolB(g) ；如果開始時投入x molA(g )、ymolB(g)、 zmol C(g)，則相當于開始投入 (x+az/c)molA(g)、(y+bz/c)molB(g)。,解析：由于硫為液態(tài)，因此反應前后氣體分子數不等，達平衡前容

6、器內壓強逐漸變小，分離出硫對化學反應速率及平衡無影響，即A、B錯；根據平衡移動原理知升溫平衡向吸熱方向移動即向左移動，SO2的轉化率降低，C錯；平衡常數只受溫度的影響，與催化劑無關。,√,解析：該反應是一個氣體總體積不發(fā)生改變的反應，增大壓強平衡不移動，因此CO的轉化率不變，故，A選項錯誤；該反應又是一個放熱反應，降低溫度平衡向放熱方向移動，因此，B選項正確；增大CO的濃度，平衡向正反應方向移動，但CO的轉化率降低，但水蒸氣的轉化率提高

7、了，因此，C選項錯誤；催化劑對化學平衡沒有影響，故，D選項錯誤。,√,3. ［2012·江蘇化學卷14］溫度為T時，向2.0 L恒容密閉容器中充入1.0 mol PCl5，反應PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)經過一段時間后達到平衡。反應過程中測定的部分數據見下表：,下列說法正確的是 A.反應在前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c(PCl3)＝0.11 mol·L－1，則反應的△H＜0 C.相同溫度下，起始時向容器中充入1.0molPCl5、0. 20 molPCl3和0. 20mol Cl2，反應達到平衡前v(正)＞v(逆) D.相同溫度下，起始時向容器中充入2. 0 mol PCl3 和2. 0 mol Cl2，達到平衡時，PCl3 的轉化率小于80%,√,解析：A項，v(PCl3)＝

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

10、，充入物質后，Qc（濃度商）＝0.1×0.1÷0.5＝0.02，因為Q＜K，所以平衡為正向移動，故v(正)＞v(逆)，正確； D項，題干中充入1mol PCl5，相當于充入1mol PCl3和1mol Cl2，平衡時各組分的量相等，則PCl3的轉化率為(1－0.2)÷1×100％＝80％，現充入2mol PCl3和2mol Cl2，可看成是兩部分平衡后再加壓（即虛擬成兩個題

11、干平衡），加壓向體積減小的方向移動，即逆向移動，PCl3的轉化率應增大，大于80％，錯。,4. ［2012·天津理綜化學卷6］ 已知2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)； ΔH＝－197 kJ·mol－1。向同溫、同體積的三個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、恒容下反應達平衡時，下列關系一定正確的是 A. 容器內壓強P：P甲＝P丙＞2P乙 B. SO3的質量m：m甲＝m丙＞2m乙 C. c(SO2)與c(O2)之比k：k甲＝k丙＞k乙 D. 反應放出或吸收熱量的數值Q： Q甲＝Q丙＞2Q乙,√,解析：本題考查化學平衡中等效平衡知識。等溫等容時反應前后氣體體積變化的反應規(guī)律：將起始投料量按化學計量系數之比換算成同一半邊的物質，其物質的量與對應組分的起始投料

13、量相等， 則建立的化學平衡是等效的， 簡稱“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( 各對應物的濃度、體積分數、轉化率、物質的量) 是完全相同的。 類似于數學中的全等三角形，也可叫“全等平衡” 。甲和丙容器內的平衡是完全相同的平衡（全等平衡）。甲和假設乙（體積分數、物質的量分數、質量分數相等）是等效平衡，這種情況下的等效可理解為相似等效。,解析：考查化學平衡中等效平衡知識。甲和丙達到的平衡是

14、同種平衡，所以壓強p甲＝p丙，SO3的質量m甲＝m丙，乙可看做是甲達平衡后，取出一半物質，濃度變?yōu)樵瓉淼?/2，壓強降為原來的1/2后形成的，平衡向氣體增多的方向移動，壓強在減小后的基礎上增大，SO3的量減小，所以2p乙＞p甲，SO3質量2m乙＜m甲，A項錯誤，B項正確；在三個過程中，甲、乙中SO2和O2投料比為2∶1，又按照2∶1反應，而丙中SO2和O2按2∶1生成，所以三者達平衡時SO2和O2的濃度比均為2∶1，C項錯誤；甲和丙達平

15、衡時生成的SO3和分解的SO3物質的量不一定相等，所以吸放熱數值不一定相等，D項錯誤。,5. ［2012·海南化學卷15］已知A(g) + B(g) C(g) + D(g)反應的平衡常數和溫度的關系如下：回答下列問題：（1）該反應的平衡常數表達式K＝ ，△H 0（填“＜”“＞”“＝”）；,解析：（1）因反應中的物質都是氣體，據平衡常數的定義可知其K＝c(C)·

16、c(D)/c(A)·c(B) ；由表中數據可知，溫度升高，K值減小，故正反應為放熱反應，ΔH＜0。,（2）830℃時，向一個5 L的密閉容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反應初始6s內A的平均反應速率υ(A)＝0.003 mol·L－1·s－1。，則6s時c(A)＝_____mol·L－1， C的物質的量為_______mol；若反應經一段時間后，達到平衡時A的轉化率為____

17、____，如果這時向該密閉容器中再充入1 mol氬氣，平衡時A的轉化率為______________；,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減少的物質的量為0.018 mol·L

18、－1×5L＝0.09mol，根據方程式的系數關系，生成的C的物質的量也為0.09mol。,0.022,0.09,80%,仍然是80%,,,設830℃達平衡時，轉化的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，反應速率不改變，平衡不移動。,（3）判斷該反應是否達到平衡的依據為 (填正確選項前的字母)：

20、a. 壓強不隨時間改變 b. 氣體的密度不隨時間改變c. c(A)不隨時間改變 d. 單位時間里生成C和D的物質的量相等,解析： (3)由于該反應是氣體分子數不變的反應，容器中壓強、氣體的密度都永遠不變，故a、b錯；c(A)隨反應的進行要減小，故c可以；不論是否達平衡，單位時間里生成C和D的物質的量永遠相等，故d錯。,c,（4）1200℃時反應C(g) + D(g) A(g) + B(g)的平衡常

21、數的值為 。,解析：(1)因平衡常數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”可得計算所需數據；因體積沒變，加入的氬氣不引起各物質濃度變化，因而轉化率不變；(3)a、b、d三項本

22、來就是不會隨反應變化的量，不能作為平衡的標志；(4)逆反應的平衡常數與正反應的平衡常數互為倒數。,2.5,(2011四川高考)可逆反應①X(g) + 2Y(g) 2Z(g) 、②2M(g) N(g) + P(g)分別在密閉容器的兩個反應室中進行，反應室之間有無摩擦、可滑動的密封隔板。反應開始和達到平衡狀態(tài)時有關物理量的變化如圖所示：,,下列判斷正確的是A. 反應①的正反應是吸熱反應B. 達平衡（I

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

24、的量不變的反應，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：對于反應① T 是定值，根據PV=nRT，得 PV/n=RT 為常數，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①中X、Y

25、、Z這三種氣體物質的量的和，這時有(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，故平衡（I）和平衡（II）中M的體積分數不相等。,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中，測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，則氮氣的轉化率為 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。設出口處N2為9mol，則nN=9×2+8=26mol，設入口處N2為6mol，則nN=6×2+1=13mol。 據N守恒，則入口處N2必為12mol(氮原子為12×2+2=26)，轉化的氮氣為：12mol－9mol＝3mol ∴N2變化3mol?！噢D化率＝答案：Ｃ,例2：在一密閉容器

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

28、可逆反應的特點反應物不能完全轉化，∴A的實際轉化率＜50%，故A正確。答案：A,例3：在一個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： 4X(g)+4Y(g) 3Q(g)+nR(g)達到平衡后，容器內溫度與起始時相同，混合氣的壓強比原來的增大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+據題意 3.75+ ＝5.5 解得：n=7,解法二、按差量法計算：根題意，一個反應在一個恒溫定容的容器內進行，但平衡時混合氣體的壓強比反應前增大，這就表明混合氣體的物質的量較反應前增加了。4X(g)+4Y(g) 3Q(g)+nR(g) 物質的量增加 4