高中化学--化学平衡状态及计算(doc 14页).doc

化学平衡状态及计算化学平衡及有关计算是每年高考必考查的热点问题。为了便于自学，下面通过题型示例的方法归纳和总结相关知识点及此类题型的解题方法，供参考。题型示例一：化学平衡状态的涵义和特征例题1：将1molN2和3molH2充入一密闭容器中，使其在一定条件下达到平衡：反应为：N2 + 3H2 2NH3 下列哪一状态一定是平衡状态（ ）A：N2 、 H2 、 NH3的总质量不随时间的延长而改变的状态B：单位时间内有1molNH3分解的同时，有0.5molN2和1.5molH2反应生成NH3的状态C：H2和N2体积百分含量之比不随时间的延长而改变的状态D：H2减少的速率等于NH3增加的速率的状态解析：本题是对化学平衡状态实质的考查。A：由质量守恒定律可知，全部是气体参与的反应气体的总质量恒定，任何时候不随时间的延长而改变；B：重点强调0.5molN2和1.5molH2反应生成NH3，实际为正反应生成1molNH3,同时已知又有1molNH3分解，即V正 = V逆 ，一定为平衡状态；C：N2和H2的初始体积比为13，消耗的体积比也为13，故不论平衡和不平衡状态两者的体积比不变；D：因V（H2）V（NH3）= 32，当V（H2）=V（NH3）时，平衡向逆反应方向移动，不是平衡状态。故本题答案为B。例题2：对于在SO2 + O2 2SO2的平衡体系中加入由18O构成的氧气，当平衡发生移动后，SO2中18O的含量-（填“增加”、“减少”、“不变”）；其原因是-。解析：本题考查化学平衡状态的特征。化学平衡是动态平衡，在平衡体系中加入由18O构成的氧气时，即增大了反应物的浓度，平衡向正反应方向移动，生成更多含18O的SO3，与此同时，逆反应也在不断进行，含18O的SO3分解，达新的平衡时，SO2中18O的含量增加。故本题的答案为：增加；在SO2与18O2反应生成S18O3的同时，S18O3又分解生成S18O2。方法精要：1、要理解化学平衡状态涵义的四要点：（1）在一定条件下；（2）可逆反应中；（3）正反应速率和逆反应速率相等；（4）反应混合物中各组成成分的含量保持不变。2、要理解化学平衡状态的四特征：（1）“动”：化学平衡是动态平衡，V正 = V逆 0。平衡是有条件的、相对的，条件改变，平衡要发生移动。（2）“等”：同一物质的V正 = V逆，这是反应达平衡的实质。（3）“定”：平衡混合物中各组分的含量保持一定（注意：是保持“一定”，不是“相等”）。（4）“一定条件下平衡的建立与反应途径无关”：对某一可逆反应，在建立平衡的条件相同时，不管通过什么途径（从正反应开始、从逆反应开始、从反应物和生成物共存的某一状态开始、或者是分次加入反应物等），只要投料时各组成成分的含量相同，总质量不变，最终都可达到相同的平衡状态。题型示例二：可逆反应达平衡的标志例题3：下列各组数据反映可逆反应2A B + 3C 达到平衡状态的是（ ）。 正反应速率 逆反应速率 A：VA = 2 mol/LS VB= 2 mol/LS B：VA = 2 mol/LS VB = 1 mol/LS C：VA = 1 mol/LS VB = 1.5 mol/LS D：VA = 1 mol/LS VC= 1.5 mol/LS解析：本题考查对反应速率和化学平衡实质的理解。同一化学反应用不同物质表示的反应速率数值不同，但意义相同，速率之比等于方程式的系数之比；反应达平衡的实质是：同一物质的V正 =V逆 。A中的VA 和VB虽然在数值上相同，但换算为同一种物质的速率统一用A或B表示时，就不难看出它们的生成速率和反应速率不相等；B中VA = 2 mol/LS 为正反应速率，将其用B物质来表示时：VB=VA/2 =2X（1/2）= 1mol/LS，与逆反应速率VB= 1 mol/LS相等，符合达平衡的实质，故B正确。同理判断C错，D正确。故本题答案为BD。例题4：在一定温度下，向aL密闭容器中加入1 molX气体和2 molY气体，发生如下反应：X（g）+ 2Y(g) 2Z(g)，此反应达到平衡的标志是（ ）。A：容器内压强不随时间变化 B：容器内各物质的浓度不随时间变化C：容器内X、Y、Z的浓度之比为122 D：单位时间消耗0.1molX同时生成0.2molZ解析：本题考查化学反应达平衡的等价标志。只要能推出同一物质的V正 =V逆的任何条件，都可作为判断反应达平衡的标志。A中对前后气体体积不等的可逆反应，容器内压强不变，即是各物质的物质的量不变；B中各物质的浓度不变，即单位时间内同一物质的消耗量等于生成量，都能得出V正 =V逆，故A、B正确。平衡时各物质的浓度比不一定是方程式的系数比，只有浓度的改变量之比等于方程式的系数比，故C不对；D中单位时间内消耗0.1molX时，不论反应是否达平衡一定生成0.2molZ，D不对。故本题答案为A和B。方法精要：1、要理解化学反应达平衡的本质原因（本质标志）：V正 =V逆，它是指同一物质的消耗速率与生成速率相等。2：要能根据化学平衡的实质推理并掌握一些反应达平衡的等价标志：（1）体系中各组分的浓度、物质的量、物质的量分数、气体组分的体积分数或反应物的转化率等保持一定时，反应处于平衡状态。（2）全是气体参加的且反应前后气体体积不等的可逆反应，当恒温恒容时压强不变、恒温恒压时密度不变、气体总物质的量不变或混合物平均相对分子质量保持一定时，反应处于平衡状态。（3）有固体（或液体）和气体参与的反应，在恒温恒容时混合气体的密闭不变或混合气体的总质量不变时，反应处于平衡状态。（4）体系中某物质如果有颜色，当颜色不随时间发生变化时，反应处于平衡状态。 3：要注意反应前后气体体积不变的可逆反应，就不能用总压强不变或平均相对分子质量等不变作为判断反应是否达平衡的标志。但如果有固体（或液体）与气体共同参与的且前后气体体积不变的可逆反应，能用混合气体平均相对分子质量不变作为平衡的标志。题型示例三：化学平衡的移动和勒沙特列原理例题5：在一密闭容器中，反应aA(g) bB(g) 达平衡后，保持温度不变，将容器体积增大一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60%，则（ ）。A：平衡向正反应方向移动了 B：物质A的转化率减少了C：物质B的质量分数增加了 D：a b解析：本题考查压强对平衡的影响。将容器体积增大一倍，相当减少体系的压强。若不考虑平衡移动，体积增大一倍，B的浓度应为原来的50%，现为原来的60%，大于50%，说明增大体积减少压强后平衡正向移动了，A的转化率应增大，B的质量分数也增大，由勒沙特列原理可知应有a b 。故本题的答案为A和C。例题6：密闭容器中进行下述反应：2A + B(g) C(g) + D(g),此反应符合图（一），则下列叙述正确的是（ ） B% 50 1106paA：正反应是吸热反应，A为气体 50 2105pa B：正反应是吸热反应，A为固体 20 2105pa C：正反应是放热反应，A为固体 D：正反应是放热反应，A为气体 t （图一） 解析：本题结合图象对化学反应速率和化学平衡移动进行综合考查。此种题型应先看懂图象，清楚纵坐标和横坐标的意义，然后依据化学反应速率和化学平衡的移动规律进行综合分析推理和判断。由图可知，在相同温度时，压强越大，B%就越大，即增大压强平衡向逆方向移动，由平衡移动原理和方程式系数可知A一定不能是气体；在相同压强时，温度越高，B%就越大，即升高温度平衡向逆反应方向移动，由移动原理可知正反应为放热反应。故本题答案为C。方法精要：1、 理解平衡发生移动的原因：同一物质的V正V逆；平衡移动后的结果：各组成物质的含量发生改变。2、 要理解平衡移动原理（勒沙特列原理）的适用条件：是针对已达平衡的可逆反应，用于判断平衡移动的方向。适用于化学平衡、溶解平衡、电离平衡和水解平衡等动态平衡。3、 要正解理解条件改变平衡移动的前提条件是正逆反应速率不等，不能把V正增大与平衡向正方向移动等同起来，只有V正V逆，平衡才正向移动，只有V正 V1 =0.013mol/Lmin，所以V3V1 ，因正反应速率不断减慢，所以0至10分钟内的平均速率应大于10至20分钟内的平均速率，即有： C30.092 0.920.75 即： C3 1.09mol/L 所以： C3 1.0mol/L（4）比较实验4和实验1，温度越高，平衡时A的浓度越低，所以可推知该反应是：吸热反应；原因是温度升高，平衡向右移动的程度增大，由移动原理可知该反应为吸热反应。例题11：人类目前对煤和石油的过度应用，使空气中的CO2浓度增大，导致地球表面温度升高，形成温室效应。科学家对CO2的增多带来的负面影响较为担忧，于是提出了将CO2通过管道输送到海底，这可减缓空气中CO2浓度的增加。请你根据CO2的性质回答：（1）这样长期下去，将给海洋造成什么影响？（2）你认为消除这些影响的最好方法是什么？解析：本题考查化学平衡与生态平衡的联系。（1）根据气体的溶解度受压强影响的因素，CO2在海底的溶解度将大大增加，且可以液体的形式存在，这时CO2和水将发生如下变化：CO2 +H2O H2CO3 H+ + HCO3- 。根据平衡移动原理，CO2的溶解度增大，与水发生反应的程度会增大，生成的碳酸增多，即整个平衡向右移动，所以海水的酸性将增大，这样将破坏海洋的生态系统，带来不堪设想的后果。（2）可采用减少对煤和石油产品的用量，开发新能源，大量种植绿色植物，将会减少CO2在空气中的含量。方法精要：1、对综合题型应认真分析题意，如有图表，要理解图表中每一项的意义，特别是要认真分析图象和表格的特征。如纵横坐标、曲线的拐点、表格的横行和纵行等表示的意义。2、要能把化学平衡与溶解平衡、电离平衡、水解平衡、生态平衡和环境保护等知识联系起来，能运用平衡移动原理解释化学现象和选择化工生产的适宜条件。3、与化学平衡相连接的跨学科的结合点有生态平衡、生物体内平衡、物理学中有关气体的性质等，气体定律与化学平衡相结合组成的有关化学平衡的计算是平衡计算中的热点。高分突破： 1、可逆反应2NO2 2NO + O2在密闭容器中发生，达到平衡的标志是（ ） 单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为221的状态混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不在改变的状态A： B： C： D：2、二氧化氮存在下列平衡：2NO2（g） N2O4（g） +Q，在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中较为适宜的是（ ） A：温度为130、压强为3.03 x 105pa B: 温度为25、压强为1.01 x 105pa C: 温度为130、压强为5.05 x 104pa D: 温度为0、压强为5.05 x 104pa3、在一定条件下，向密闭容器中充入30mLCO和20mL水蒸气，使其反应，当反应CO+ H2O（g） CO2 + H2达平衡时，水蒸气的体积分数与H2的相等，则下列述错误的是（ ）A：平衡后CO的体积分数为40% B：平衡后CO的转化率为25%B：平衡后水的转化率为50% C：平衡后混合气体的平均相对分子质量为244、酸碱指示剂HIn存在下列平衡：HIn（红色） H+ + In- （黄色），下列物质的水溶液能使指示剂显红色的是（ ） A：NaCl B：Na2O C：SO3 D：HBr5、在反应FeO（固）+ CO Fe（固） + CO2中，将生成的铁分离出来后，平衡（ ）A：向右移动 B：向左移动 C：不移动 D：无法判断 6、一定温度下在密闭容器中可逆反应N2（g） + 3H2（g） 2NH3（g）达平衡时，N2的转化率为20%，H2的转化率为50%，则平衡时体系的压强为反应前的（ ）A：1/2 B：1/5 C：3/4 D：9/117，反应mA（g）+nB（g） PC（g） + qD（g）经5min后达到平衡，则得此时A的浓度减少了amol/L，而C的浓度增加了2a/3mol/L。又测得平均反应速率VC = 2VB，达平衡后，若保持温度不变，给体系加压，平衡不移动，则该反应可表示为（ ）进制 A：2A（g）+6B（g） 3C（g） + 5D（g）B：3A（g）+B（g） 2C（g） + 2D（g）C：3A（g）+B（g） 2C（g） + D（g）D：A（g）+3B（g） 2C（g） + 2D（g）8、 一个容积固定的密闭容器中加入amoLA和bmoLB，发生下列反应：aA（g）+bB（g） cC（g），达平衡后测得物质C的物质的量为Wmol，若保持容器体积和温度不变，起始时加XmolA、YmolB、ZmolC，要使达平衡后C的物质的量仍为Wmol，则X、Y、Z必须满足的关系为-。9、 有两个起始体积相同的密闭容器A和B，A容器有一个可移动的活塞，能使容器内保持恒压；B容器的体积固定。起始时这两个容器分别充入等量的体积比为21的SO2和O2的混合气体，并使A、B容器中气体体积相等。在保持400条件下发生下列反应：2SO2 + O2 2SO3，并达平衡。（1） 达到平衡所需时间A容器比B容器-，两容器中SO2的转化率A比B-。（2） 达到（1）所述平衡后，若向容器中通入数量不多的等量氩气，A容器中的化学平衡-移动，B容器中的化学平衡-移动。（3） 达到（1）所述平衡后，若向两容器中通入等量的原混