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文档简介

1、第二节 化学平衡状态 化学平衡的移动 三年三年1212考考 高考指数高考指数: :1.1.了解化学反应的可逆性。了解化学反应的可逆性。2.2.了解化学平衡建立的过程。了解化学平衡建立的过程。3.3.理解外界条件理解外界条件( (浓度、温度、压强、催化剂等浓度、温度、压强、催化剂等) )对化学平衡的对化学平衡的影响,认识其一般规律。影响,认识其一般规律。一、化学平衡一、化学平衡1.1.可逆反应可逆反应“两同一不能两同一不能”(1)“(1)“两同两同”:_;_。(2)“(2)“一不能一不能”:_。同一条件下同一条件下正、逆反应同时进行正、逆反应同时进行不能进行到底不能进行到底2.2.化学平衡化学平

2、衡(1)(1)建立过程建立过程(2)(2)特点特点逆:化学平衡研究的对象是可逆反应。逆:化学平衡研究的对象是可逆反应。等:达到平衡时等:达到平衡时_相等。相等。定:达到平衡时反应体系中各组分的浓度定:达到平衡时反应体系中各组分的浓度_。动:化学平衡是一种动:化学平衡是一种_平衡。平衡。变:当外界条件发生变化时,平衡也随之移动。变:当外界条件发生变化时,平衡也随之移动。正反应速率和逆反应速率正反应速率和逆反应速率保持恒定保持恒定动态动态二、外界因素对化学平衡的影响二、外界因素对化学平衡的影响1.1.影响化学平衡的因素影响化学平衡的因素若其他条件不变,改变下列条件对平衡的影响如下:若其他条件不变,

3、改变下列条件对平衡的影响如下:温度温度 正反应方向正反应方向 条件的改变(其他条件不变)条件的改变(其他条件不变) 增大反应物浓度或减小生成物增大反应物浓度或减小生成物浓度浓度 逆反应方向逆反应方向 气体总体积减小的方向气体总体积减小的方向 减小压强减小压强 化学平衡移动的方向化学平衡移动的方向 浓度浓度 减小反应物浓度或增大生成物减小反应物浓度或增大生成物浓度浓度 压强(对压强(对有气体有气体存在的存在的反应)反应) 反应前后气体反应前后气体分子数改变分子数改变 增大压强增大压强 气体总体积增大的方向气体总体积增大的方向 反应前后气体反应前后气体分子数不变分子数不变 改变压强改变压强 平衡不

4、移动平衡不移动 升高温度升高温度 吸热方向吸热方向 降低温度降低温度 放热方向放热方向 2.2.催化剂与化学平衡的关系催化剂与化学平衡的关系使用催化剂,能同等程度地增大正反应和逆反应的反应速使用催化剂,能同等程度地增大正反应和逆反应的反应速率,可以缩短达到平衡的时间,但对化学平衡率,可以缩短达到平衡的时间,但对化学平衡_影响。影响。3.3.勒夏特列原理勒夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件如果改变影响化学平衡的条件( (浓度、压强、温度等浓度、压强、温度等) )之一,之一,平衡将向着平衡将向着_的方向移动。的方向移动。没有没有能够减弱这种改变能够减弱这种改变1.2H1.2H2 2+O+O2 2

5、 2H 2H2 2O O与与2H2H2 2O 2HO 2H2 2+O+O2 2互为可逆反应。互为可逆反应。( )( )【分析分析】2H2H2 2+O+O2 2 2H 2H2 2O O与与2H2H2 2O 2HO 2H2 2+O+O2 2不是在同一不是在同一条件下进行的,所以不互为可逆反应。条件下进行的,所以不互为可逆反应。2.2.对于反应对于反应N N2 23H3H2 2 2NH2NH3 3达到平衡时,达到平衡时,v v正正(N(N2 2)=v)=v逆逆(NH(NH3 3) )。( )( )【分析分析】该可逆反应达到平衡时,其反应速率关系应为该可逆反应达到平衡时,其反应速率关系应为2v2v正正

6、(N(N2 2)=v)=v逆逆(NH(NH3 3) )。 电解电解=点燃点燃= 电解电解=点燃点燃=高温、高压高温、高压催化剂催化剂3.3.对于有气体参加的可逆反应,增大压强,平衡不一定发生对于有气体参加的可逆反应,增大压强,平衡不一定发生移动。移动。( )( )【分析分析】对于反应前后气体体积不发生变化的可逆反应,增对于反应前后气体体积不发生变化的可逆反应,增大压强平衡不移动。大压强平衡不移动。4.4.对定容容器中反应对定容容器中反应C(s)C(s)H H2 2O(g) CO(g)O(g) CO(g)H H2 2(g)(g),增加,增加C C的物质的量,化学平衡向正反应方向移动。的物质的量,

7、化学平衡向正反应方向移动。( )( )【分析分析】固体的量的多少对化学平衡的移动没有影响。固体的量的多少对化学平衡的移动没有影响。 化学平衡状态的判断化学平衡状态的判断1.1.直接判断依据直接判断依据(1)(1)根据根据v(v(正正)=v()=v(逆逆)0)0判断判断同种物质同种物质v(v(生成生成)=v()=v(消耗消耗) )或者或者v(v(正正)=v()=v(逆逆) )不同物质表示的正、逆反应速率,正、逆反应速率数值之不同物质表示的正、逆反应速率,正、逆反应速率数值之比等于其化学计量数之比。比等于其化学计量数之比。(2)(2)根据各组分的浓度保持不变判断根据各组分的浓度保持不变判断某一组分

8、的物质的量、浓度、质量、体积分数等不变时即达某一组分的物质的量、浓度、质量、体积分数等不变时即达到平衡状态。到平衡状态。2.2.间接判断依据间接判断依据(1)(1)恒容反应体系中压强恒容反应体系中压强反应前后气体体积相等的反应,不能根据体系中的压强来反应前后气体体积相等的反应,不能根据体系中的压强来判断反应是否达到平衡,因为容器中的压强一直不变。判断反应是否达到平衡,因为容器中的压强一直不变。反应前后气体体积发生变化的反应,压强不变,反应达到反应前后气体体积发生变化的反应,压强不变,反应达到平衡。平衡。(2)(2)容器内气体的密度容器内气体的密度(=m/V)(=m/V)恒容容器中,反应前后都为

9、气体的反应不能根据密度不变恒容容器中,反应前后都为气体的反应不能根据密度不变来判断反应是否达到平衡,因为密度一直不变。来判断反应是否达到平衡,因为密度一直不变。恒容容器内反应前后有非气态物质的,容器内密度不变,恒容容器内反应前后有非气态物质的,容器内密度不变,反应达到平衡。反应达到平衡。恒压容器内且反应前后气体体积发生改变的反应气体密度恒压容器内且反应前后气体体积发生改变的反应气体密度不变时,反应达到平衡状态。不变时,反应达到平衡状态。(3)(3)有色物质的颜色有色物质的颜色有色物质的颜色深浅与有色物质的浓度大小有关,容器内有有色物质的颜色深浅与有色物质的浓度大小有关,容器内有色物质的颜色不变

10、,反应达到平衡状态。色物质的颜色不变,反应达到平衡状态。(4)(4)平均摩尔质量平均摩尔质量M=m(M=m(总总)/n()/n(总总) )反应前后都为气体且气体的物质的量没有发生变化的反应,反应前后都为气体且气体的物质的量没有发生变化的反应,反应前后气体的总质量和总物质的量一直不变,反应前后气体的总质量和总物质的量一直不变, 不能根据平不能根据平均摩尔质量判断反应是否达到平衡。均摩尔质量判断反应是否达到平衡。反应前后气体物质的量不相等的反应或有非气态物质参加反应前后气体物质的量不相等的反应或有非气态物质参加的反应,若相对平均摩尔质量不变,则反应达到平衡。的反应,若相对平均摩尔质量不变,则反应达

11、到平衡。【高考警示钟高考警示钟】(1)(1)根据正、逆反应速率来判断可逆反应是否根据正、逆反应速率来判断可逆反应是否达到平衡时,要注意用同一种物质正、逆反应速率相等,不达到平衡时,要注意用同一种物质正、逆反应速率相等,不同种物质正、逆反应速率之比等于化学计量数之比。同种物质正、逆反应速率之比等于化学计量数之比。(2)(2)根据压强是否变化来判断可逆反应是否达到平衡时,要注根据压强是否变化来判断可逆反应是否达到平衡时,要注意两点:一是容器的容积是否可变。二是反应前后气体的体意两点:一是容器的容积是否可变。二是反应前后气体的体积是否变化。积是否变化。(3)(3)注意分析反应。对于不同的反应,用相同

12、物理量判断时,注意分析反应。对于不同的反应,用相同物理量判断时,结果可能不同。如压强不再变化时,对于气体体积变化的反结果可能不同。如压强不再变化时,对于气体体积变化的反应是平衡状态,但气体体积不变的反应不一定是平衡状态。应是平衡状态,但气体体积不变的反应不一定是平衡状态。 【典例典例1 1】在体积固定的密闭容器中进行可逆反应:在体积固定的密闭容器中进行可逆反应:2NO2NO2 2 2NO+O2NO+O2 2,下列情况中能作为反应达到平衡状态标志的是,下列情况中能作为反应达到平衡状态标志的是( )( )单位时间内生成单位时间内生成n mol On mol O2 2 的同时生成的同时生成2n mo

13、l NO2n mol NO2 2单位时间内生成单位时间内生成n mol On mol O2 2 的同时生成的同时生成2n mol NO2n mol NO用用NONO2 2 、NONO、O O2 2表示的反应速率之比为表示的反应速率之比为221221混合气体的颜色不再改变混合气体的颜色不再改变混合气体的密度不再改变混合气体的密度不再改变混合气体的压强不再改变混合气体的压强不再改变混合气体的平均相对分子质量不再改变混合气体的平均相对分子质量不再改变A.A. B. B.C.C. D. D.全部全部【解题指南解题指南】解答本题时应注意以下三点:解答本题时应注意以下三点:(1)(1)利用相同时间内不同物

14、质的变化量判断是否达到平衡时,利用相同时间内不同物质的变化量判断是否达到平衡时,注意是表示同方向还是不同方向。注意是表示同方向还是不同方向。(2)(2)该反应为在恒容容器中进行的反应前后气体体积不相等的该反应为在恒容容器中进行的反应前后气体体积不相等的反应。反应。(3)(3)反应物反应物NONO2 2为有色气体。为有色气体。【解析解析】选选A A。生成。生成O O2 2为正反应,生成为正反应,生成NONO2 2为逆反应,两者的速为逆反应,两者的速率之比等于率之比等于1212,证明反应达到平衡,对;生成,证明反应达到平衡,对;生成O O2 2和和NONO都是都是正反应,错;正反应,错;NONO2

15、 2 、NONO、O O2 2 的反应速率在任何时刻都为的反应速率在任何时刻都为221221,错;混合气体的颜色不再发生变化,说明,错;混合气体的颜色不再发生变化,说明NONO2 2的浓的浓度不再发生变化,说明反应达到了平衡状态,对;因为反应度不再发生变化,说明反应达到了平衡状态,对;因为反应前后都是气体,气体的密度在恒容容器中始终不变,错;因前后都是气体,气体的密度在恒容容器中始终不变,错;因为反应前后气体的体积不等,当容器内气体的压强不再发生变为反应前后气体的体积不等,当容器内气体的压强不再发生变化时,说明容器内气体的物质的量不再发生变化,则反应达到化时,说明容器内气体的物质的量不再发生变

16、化,则反应达到平衡状态,对;该反应是气体物质的量变化的反应,混合气平衡状态,对;该反应是气体物质的量变化的反应,混合气体的平均相对分子质量不发生变化,反应达到了体的平均相对分子质量不发生变化,反应达到了平衡状态,对。因此平衡状态,对。因此A A项正确。项正确。【互动探究互动探究】(1)(1)中怎样用中怎样用NONO和和O O2 2的速率关系表示反应达到的速率关系表示反应达到平衡状态?平衡状态?提示:提示:单位时间内生成单位时间内生成2 mol NO2 mol NO同时消耗同时消耗1 mol O1 mol O2 2。(2)(2)若该反应在恒压容器内进行,则中能够证明反应达到若该反应在恒压容器内进

17、行,则中能够证明反应达到平衡的有哪些?平衡的有哪些?提示:提示:。有正、逆反应速率,且反应速率之比等于。有正、逆反应速率,且反应速率之比等于化学计量数之比,正确;错;任何情况都符合,错;混化学计量数之比,正确;错;任何情况都符合,错;混合气体颜色不变,说明反应达到平衡,正确;因为容器的体合气体颜色不变,说明反应达到平衡,正确;因为容器的体积可变,密度不变,说明反应达到平衡,正确;恒压容器压积可变,密度不变,说明反应达到平衡,正确;恒压容器压强一直不变,错;气体的平均相对分子质量不变,说明气体的强一直不变,错;气体的平均相对分子质量不变,说明气体的物质的量不再发生变化,反应达到平衡,正确。物质的

18、量不再发生变化,反应达到平衡,正确。 常见的化学平衡图像常见的化学平衡图像1.1.图像题的解题思路图像题的解题思路(1)(1)一看点:即看线段的起点是否通过原点,两条线的交点或一看点:即看线段的起点是否通过原点,两条线的交点或者线段的拐点等。者线段的拐点等。(2)(2)二看线:看线段的走向和变化趋势。二看线:看线段的走向和变化趋势。(3)(3)三看面:看清楚横坐标和纵坐标表示的物理量。三看面:看清楚横坐标和纵坐标表示的物理量。(4)(4)四看要不要作辅助线:看是否需要作等温线或等压线。四看要不要作辅助线:看是否需要作等温线或等压线。2.2.常见的平衡图像常见的平衡图像以反应以反应mA(g)+n

19、B(gmA(g)+nB(g) ) pC(g)+qD(gpC(g)+qD(g) ),m+nm+n p+qp+q且且H00为例为例(1)v(1)vt t图像图像vv(正(正)v(逆)逆)增大增大c(Ac(A) )v(正(正)= = v(逆)(逆)tvv(正(正)v(逆)逆)升高温度升高温度v(正(正)= = v(逆)(逆)tvv(正(正)v(逆)逆)增大压强增大压强v(正(正)= = v(逆)(逆)tv加催化剂加催化剂v(正(正)= = v(逆)(逆)t(2)c(2)ct t图像图像(3)c(3)c或或p(T)p(T)图像图像【高考警示钟高考警示钟】(1)(1)在图像题中一定要注意看清横、纵坐标表

20、示在图像题中一定要注意看清横、纵坐标表示的意义及图像中曲线的变化趋势。的意义及图像中曲线的变化趋势。(2)(2)不要忽视图像中的比例关系,比例关系一般涉及到计算问题。不要忽视图像中的比例关系,比例关系一般涉及到计算问题。(3)(3)有些图像中曲线的斜率可以反映出变化的程度,不要忽视。有些图像中曲线的斜率可以反映出变化的程度,不要忽视。【典例典例2 2】(2011(2011安徽高考安徽高考) )电镀废液中电镀废液中CrCr2 2O O7 72-2-可通过下列反可通过下列反应转化成铬黄应转化成铬黄(PbCrO(PbCrO4 4) ):CrCr2 2O O7 72-2-(aq)+2Pb(aq)+2P

21、b2+2+(aq)+H(aq)+H2 2O(l)O(l) 2PbCrO 2PbCrO4 4(s)+2H(s)+2H+ +(aq) (aq) H 0 0该反应达平衡后,改变横坐标表示的反应条件,下列示意图该反应达平衡后,改变横坐标表示的反应条件,下列示意图正确的是正确的是( )( )【解题指南解题指南】解答该题要注意以下两点:解答该题要注意以下两点:(1)(1)平衡常数只与温度有关,且该反应的正反应为放热反应,平衡常数只与温度有关,且该反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡常数减小。升高温度,平衡常数减小。(2)(2)注意图像中横纵坐标的含义及图像中曲线的变化趋势。注意图像中横纵坐标的含义及图像

22、中曲线的变化趋势。【解析解析】选选A A。选项选项具体分析具体分析结论结论A A平衡常数只受温度影响。对于放热平衡常数只受温度影响。对于放热反应,升高温度,化学平衡常数减反应,升高温度,化学平衡常数减小;对于吸热反应,升高温度,化小;对于吸热反应,升高温度,化学平衡常数增大学平衡常数增大正确正确B BpHpH增大,增大,c(Hc(H+ +) )减小,平衡向右移动,减小,平衡向右移动,故故CrCr2 2O O7 72-2-转化率增大转化率增大错误错误C C升高温度,正、逆反应速率都加快升高温度,正、逆反应速率都加快错误错误D D增大增大c(Pbc(Pb2+2+),),平衡向右移动,平衡向右移动,

23、n(Crn(Cr2 2O O7 72-2-) )将减小将减小错误错误【互动探究互动探究】(1)(1)在该题中,反应在该题中,反应CrCr2 2O O7 72-2- (aq)+2Pb (aq)+2Pb2+2+(aq)(aq)+H+H2 2O(l) 2PbCrOO(l) 2PbCrO4 4(s)+2H(s)+2H+ +(aq)(aq)达到平衡后,如果继续加达到平衡后,如果继续加水,则平衡向哪个方向移动?水,则平衡向哪个方向移动?提示:提示:平衡逆向移动,平衡逆向移动,H H2 2O O为溶剂,浓度变化可以忽略,可以为溶剂,浓度变化可以忽略,可以类比气体反应平衡时减小压强,平衡逆向移动。类比气体反应

24、平衡时减小压强,平衡逆向移动。(2)(2)选项选项C C中升高温度,平衡向哪个方向移动?中升高温度,平衡向哪个方向移动?提示:提示:因为正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方因为正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动。向移动。【变式备选变式备选】已知可逆反应:已知可逆反应:4NH4NH3 3(g)+5O(g)+5O2 2(g) 4NO(g)+(g) 4NO(g)+6H6H2 2O(g) O(g) H=-1 025 kJ/mol=-1 025 kJ/mol,若反应物的起始物质的量相,若反应物的起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是同,下列关于该反应的示意图不正确的是(

25、)( )【解析解析】选选C C。因为正反应为放热反应,升高温度反应速率加。因为正反应为放热反应,升高温度反应速率加快,达到平衡所用时间减少,但是平衡向逆反应方向移动,快,达到平衡所用时间减少,但是平衡向逆反应方向移动,NONO的含量减小,的含量减小,A A正确、正确、C C错;增大压强,反应速率加快,达错;增大压强,反应速率加快,达到平衡所用时间少,正反应为气体体积增大的反应,增大压到平衡所用时间少,正反应为气体体积增大的反应,增大压强,平衡向逆反应方向移动,强,平衡向逆反应方向移动,NONO的含量减小,的含量减小,B B正确;催化剂正确;催化剂对平衡没有影响,只是加快反应速率,缩短达到平衡所

26、用的对平衡没有影响,只是加快反应速率,缩短达到平衡所用的时间,时间,D D正确。正确。化学平衡移动和反应物转化率的变化化学平衡移动和反应物转化率的变化1.1.转化率转化率转化率转化率= =100%反应物的起始浓度反应物的平衡浓度反应物的起始浓度2.2.外界因素对化学平衡和转化率的影响外界因素对化学平衡和转化率的影响(1)(1)反应前后气体体积不相等的反应。如反应前后气体体积不相等的反应。如2SO2SO2 2(g)+O(g)+O2 2(g) (g) 2SO2SO3 3(g) (g) H0zyz。(2)(2)因为因为x xy=zy=z,在增大压强时平衡发生移动,说明反应前后,在增大压强时平衡发生移

27、动,说明反应前后一定是气体体积不等的反应,因为一定是气体体积不等的反应,因为C C是气体,则是气体,则A A、B B中最多有中最多有一种物质为气体。也就是说正反应方向为气体体积增大的方一种物质为气体。也就是说正反应方向为气体体积增大的方向,所以增大压强平衡向逆反应方向移动。向,所以增大压强平衡向逆反应方向移动。(3)(3)增加增加A A的物质的量平衡不发生移动说明的物质的量平衡不发生移动说明A A为非气态,可能为为非气态,可能为液态或固态。液态或固态。(4)(4)加热后加热后C C的质量分数减小,说明平衡向逆反应方向移动,的质量分数减小,说明平衡向逆反应方向移动,逆反应方向为吸热反应,正反应方

28、向为放热反应。逆反应方向为吸热反应,正反应方向为放热反应。答案:答案:(1)x(1)xyz (2)yz (2)逆逆 (3)(3)液态或固液态或固 (4)(4)放热放热【技巧点拨技巧点拨】平衡移动方向的应用平衡移动方向的应用(1)(1)判断物质状态:根据压强的改变和平衡移动的方向判断反判断物质状态:根据压强的改变和平衡移动的方向判断反应物或生成物是否为气态物质。应物或生成物是否为气态物质。(2)(2)判断反应前后化学计量数关系:根据压强的改变和平衡移判断反应前后化学计量数关系:根据压强的改变和平衡移动的方向,判断已知可逆反应的反应物与生成物的化学计量动的方向,判断已知可逆反应的反应物与生成物的化

29、学计量数大小关系。数大小关系。(3)(3)判断反应是吸热还是放热:根据温度变化时平衡移动的方判断反应是吸热还是放热:根据温度变化时平衡移动的方向,判断正反应为吸热反应还是放热反应。向,判断正反应为吸热反应还是放热反应。(4)(4)调控反应进行的方向:根据外界因素对化学反应速率和化调控反应进行的方向:根据外界因素对化学反应速率和化学平衡的影响,可以通过控制条件的改变来实现控制平衡移学平衡的影响,可以通过控制条件的改变来实现控制平衡移动的方向。动的方向。(5)(5)判断反应物的转化率改变:根据外界因素改变时平衡移动判断反应物的转化率改变:根据外界因素改变时平衡移动的方向,判断达到新的平衡时某反应物

30、转化率是增大还是减的方向,判断达到新的平衡时某反应物转化率是增大还是减小。小。【变式训练变式训练】恒温恒容条件下,下列叙述正确的是恒温恒容条件下,下列叙述正确的是( )( )A.A.甲、乙两容器中分别加入甲、乙两容器中分别加入1 g SO1 g SO2 2、1 g O1 g O2 2与与2 g SO2 g SO2 2、2 g O2 g O2 2,反应,反应2SO2SO2 2(g)+O(g)+O2 2(g) 2SO(g) 2SO3 3(g)(g)达到平衡,达到平衡,SOSO2 2的转的转化率前者大化率前者大B.B.反应反应2HI(g) H2HI(g) H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)(g

31、)达平衡,增大达平衡,增大HIHI的物质的的物质的量,平衡不移动量,平衡不移动C.C.反应反应2HI(g) H2HI(g) H2 2(g)+I(g)+I2 2(g)(g)达平衡,增大达平衡,增大HIHI的物质的的物质的量,量,HIHI分解率不变,体积分数不变分解率不变,体积分数不变D.D.反应反应2NO2NO2 2(g) N(g) N2 2O O4 4(g)(g)达到平衡时,再向容器内通入一达到平衡时,再向容器内通入一定量的定量的NONO2 2(g)(g),重新达到平衡后,与第一次平衡时相比,重新达到平衡后,与第一次平衡时相比,NONO2 2的体积分数增大的体积分数增大【解析解析】选选C C。

32、反应。反应2SO2SO2 2(g)+O(g)+O2 2(g) 2SO(g) 2SO3 3(g)(g),甲容器与乙,甲容器与乙容器相比较,甲容器中气体压强是乙容器中气体压强的容器相比较,甲容器中气体压强是乙容器中气体压强的1/21/2,所以乙中压强大,所以乙中压强大,SOSO2 2的转化率高,的转化率高,A A错;错;2HI(g) H2HI(g) H2 2(g)(g)+I+I2 2(g)(g)达到平衡时,增加达到平衡时,增加HIHI的量,平衡向正反应方向移动,的量,平衡向正反应方向移动,但是但是HIHI的转化率不变,体积分数不变,的转化率不变,体积分数不变,B B错、错、C C对;反应对;反应2

33、NO2NO2 2(g) (g) N N2 2O O4 4(g(g) )达到平衡,再加入达到平衡,再加入NONO2 2(g)(g),如果是恒容容,如果是恒容容器,则器,则NONO2 2的体积分数减小;如果是恒压容器,的体积分数减小;如果是恒压容器,NONO2 2的体积分数的体积分数不变,不变,D D错。错。【解题技巧解题技巧6 6】虚拟法解决化学平衡问题虚拟法解决化学平衡问题1.1.优点优点虚拟法是指在分析或解决问题时,根据需要和可能,虚拟出虚拟法是指在分析或解决问题时,根据需要和可能,虚拟出能方便解题的对象,并以此为中介,实现由条件向结论转化能方便解题的对象,并以此为中介,实现由条件向结论转化

34、的思维方法。通过设置虚拟对象,可以把比较模糊的问题具的思维方法。通过设置虚拟对象,可以把比较模糊的问题具体化、明确化,使很多问题的解决更明确、易理解体化、明确化,使很多问题的解决更明确、易理解, ,为解决问为解决问题提供捷径。题提供捷径。2.2.解题关键解题关键虚拟法的解题关键是对比较复杂且有相互关联的问题,认真虚拟法的解题关键是对比较复杂且有相互关联的问题,认真分析它们的内在联系分析它们的内在联系, ,虚拟出一个合理的虚拟出一个合理的“中间状态中间状态”,构建,构建一个解决问题的桥梁。一个解决问题的桥梁。3.3.常见类型常见类型解决化学平衡问题时,合理使用虚拟法可以事半功倍,常见解决化学平衡

35、问题时,合理使用虚拟法可以事半功倍,常见有以下三种类型:有以下三种类型:(1)(1)极端虚拟极端虚拟虚拟一个虚拟一个“极端状态极端状态”,即把相关的化学平衡问题推到极端,即把相关的化学平衡问题推到极端状态,假定可逆反应可以向一个方向完全进行到底,找出符状态,假定可逆反应可以向一个方向完全进行到底,找出符合题意的可能的最大值或最小值,将事物变化的规律迅速暴合题意的可能的最大值或最小值,将事物变化的规律迅速暴露出来,使因果关系变得非常明显,从而使问题顺利解决。露出来,使因果关系变得非常明显,从而使问题顺利解决。因该方法无法确定实际值,所以较适用于解答选择题和半定因该方法无法确定实际值,所以较适用于

36、解答选择题和半定量型的填空题。量型的填空题。(2)(2)等效虚拟等效虚拟即虚拟一个即虚拟一个“中间状态中间状态”,化学平衡的特点之一是,化学平衡的特点之一是“同同”,即条件不变时,无论反应从正反应方向开始,还是从逆反应即条件不变时,无论反应从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始,或是从中间某一状态开始,均可以达到同一平衡方向开始,或是从中间某一状态开始,均可以达到同一平衡状态即等效平衡状态。因此,合理设置状态即等效平衡状态。因此,合理设置“中间状态中间状态”可以使可以使问题顺利解决。问题顺利解决。(3)(3)过程虚拟过程虚拟即对于一些较为复杂、抽象的过程往往难以作出明确的判断,即对于一些较为复

37、杂、抽象的过程往往难以作出明确的判断,如果将其虚拟为若干个简单、具体的过程,会使问题变得简如果将其虚拟为若干个简单、具体的过程,会使问题变得简单明了,从而得以解决。在解题时若遇到比较条件改变后的单明了,从而得以解决。在解题时若遇到比较条件改变后的新、旧平衡间某量的关系有困难时,可以考虑构建一个与旧新、旧平衡间某量的关系有困难时,可以考虑构建一个与旧平衡等效的平衡等效的“虚拟的第三平衡虚拟的第三平衡”,然后通过压缩或扩大体积,然后通过压缩或扩大体积等手段,再与新平衡沟通,以形成有利于问题解决的新结构,等手段,再与新平衡沟通,以形成有利于问题解决的新结构,促使条件向结论转化。促使条件向结论转化。

38、1.1.一定量的混合气体在密闭容器中发生反应:一定量的混合气体在密闭容器中发生反应:mA(gmA(g) )nB(gnB(g) ) pC(gpC(g) )达到平衡时,维持温度不变,将气体体积缩小到原达到平衡时,维持温度不变,将气体体积缩小到原来的来的1/21/2,当达到新的平衡时,气体,当达到新的平衡时,气体C C的浓度变为原平衡时的的浓度变为原平衡时的1 19 9倍,则下列说法正确的是倍,则下列说法正确的是( )( )A Am mn np pB Bm mn np pC C平衡向正反应方向移动平衡向正反应方向移动D DC C的质量分数增加的质量分数增加【解析解析】选选B B。当气体体积缩小到原来

39、的。当气体体积缩小到原来的1/21/2,假设平衡未发,假设平衡未发生移动生移动( (虚拟出一种中间状态虚拟出一种中间状态) ),则,则C C的浓度为原平衡时的的浓度为原平衡时的2 2倍,倍,而事实上平衡发生了移动,平衡移动的结果是而事实上平衡发生了移动,平衡移动的结果是C C的浓度变为原的浓度变为原平衡时的平衡时的1.91.9倍,则可认为由虚拟中间状态向逆反应方向发生倍,则可认为由虚拟中间状态向逆反应方向发生了移动。了移动。2.2.向一容积不变的密闭容器中充入向一容积不变的密闭容器中充入1 mol N1 mol N2 2O O4 4,建立了平衡,建立了平衡N N2 2O O4 4 2NO2NO

40、2 2,测知,测知N N2 2O O4 4的转化率为的转化率为a a,在其他条件不变时,在其他条件不变时再通入再通入1 mol N1 mol N2 2O O4 4,待重新建立新平衡时,待重新建立新平衡时N N2 2O O4 4的转化率为的转化率为b b。a a与与b b的大小关系为的大小关系为( )( )A.aA.ab B.ab B.ab bC.aC.ab D.b D.无法确定无法确定【解析解析】选选B B。不少同学认为,增加反应物的量,能提高反应。不少同学认为,增加反应物的量,能提高反应物的转化率,故而不假思索地选择物的转化率,故而不假思索地选择A A项导致错误。若在新、旧项导致错误。若在新

41、、旧平衡之间设置一个中间过程,则有利于问题的分析与解决。平衡之间设置一个中间过程,则有利于问题的分析与解决。状态状态状态状态体积体积V1molNV1molN2 2O O4 4转化率转化率a%a%体积体积V2molNV2molN2 2O O4 4转化率转化率b%b%体积体积2V2molN2V2molN2 2O O4 4转化率转化率a%a%状态状态等等效效压压缩缩假设将状态假设将状态的容器的容积扩大为原来的的容器的容积扩大为原来的2 2倍,再加入倍,再加入1 mol 1 mol N N2 2O O4 4,即构成其他条件不变时与之等效的中间状态,即构成其他条件不变时与之等效的中间状态,N N2 2O

42、 O4 4的的转化率相同。将状态转化率相同。将状态压缩到状态压缩到状态,平衡必逆向移动,平衡必逆向移动,N N2 2O O4 4的转化率必减小。的转化率必减小。3.3.某温度下,在一容积可变的密闭容器中,反应某温度下,在一容积可变的密闭容器中,反应2A(g)+B(g)2A(g)+B(g) 2C(g) 2C(g)达到平衡时,达到平衡时,A A、B B和和C C的物质的量分别为的物质的量分别为 4 mol4 mol、2 mol2 mol、4 mol4 mol。保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者。保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者物质的量作如下调整,可使平衡右移的是物质的量作如下调整,可使平

43、衡右移的是( )( )A A均减半均减半 B.B.均加倍均加倍C.C.均增加均增加1 mol D.1 mol D.均减少均减少1 mol1 mol【解析解析】选选C C。在容积可变的情况下,如果均加倍或均减半的。在容积可变的情况下,如果均加倍或均减半的话,对平衡时的各物质来讲,浓度均没有发生变化,故正逆话,对平衡时的各物质来讲,浓度均没有发生变化,故正逆反应速率均没有发生变化,平衡不发生移动。对反应速率均没有发生变化,平衡不发生移动。对C C、D D可以作可以作如下分析:如下分析:4 mol A4 mol A2 mol B2 mol B4 mol C4 mol C状态状态2 mol A2 mo

44、l A1 mol B1 mol B2 mol C2 mol C等效等效状态状态等效等效1 mol A1 mol A0.5 mol B0.5 mol B1 mol C1 mol C状态状态上述三种状态是等效的。对于上述三种状态是等效的。对于C C项,相当于在状态项,相当于在状态的情况下的情况下再加入再加入0.5 mol B0.5 mol B,B B的浓度增加,平衡向正反应方向移动,的浓度增加,平衡向正反应方向移动,符合题意。同理可知符合题意。同理可知D D不正确。不正确。1.1.在容器中进行如下反应:在容器中进行如下反应:X X2 2(g)+Y(g)+Y2 2(g) 2Z(g)(g) 2Z(g)

45、,已知,已知X X2 2、Y Y2 2、Z Z的起始浓度分别为的起始浓度分别为0.1 mol/L0.1 mol/L、0.3 mol/L0.3 mol/L、0.2 mol/L0.2 mol/L,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是( )( )A.ZA.Z为为0.3 mol/L B.Y0.3 mol/L B.Y2 2为为0.4 mol/L0.4 mol/LC.XC.X2 2为为0.2 mol/L D.Z0.2 mol/L D.Z为为0.4 mol/L0.4 mol/L【解析解析】选选A A。根据反应。根据反应X X2 2(g)+Y

46、(g)+Y2 2(g) 2Z(g)(g) 2Z(g)可知,若反应可知,若反应正向进行到底,正向进行到底,X X2 2、Y Y2 2、Z Z的浓度分别为的浓度分别为0 mol/L0 mol/L、0.2 mol/L0.2 mol/L、0.4 mol/L0.4 mol/L;若反应逆向进行到底,则;若反应逆向进行到底,则X X2 2、Y Y2 2、Z Z的浓度分别为的浓度分别为0.2 mol/L0.2 mol/L、0.4 mol/L0.4 mol/L、0 mol/L0 mol/L。因为反应为可逆反应,不。因为反应为可逆反应,不可能进行到底,所以可能进行到底,所以X X2 2、Y Y2 2、Z Z的浓度

47、分别位于上述值范围的浓度分别位于上述值范围内,内,A A项正确。项正确。2.2.一定条件下反应一定条件下反应2AB(g) A2AB(g) A2 2(g)+B(g)+B2 2(g)(g)达到平衡状态的标达到平衡状态的标志是志是( )( )A.A.单位时间内生成单位时间内生成n mol An mol A2 2,同时消耗,同时消耗2n mol AB2n mol ABB.B.容器内,容器内,3 3种气体种气体ABAB、A A2 2、B B2 2共存共存C.ABC.AB的消耗速率等于的消耗速率等于A A2 2的消耗速率的消耗速率D.D.容器中各组分的物质的量分数不随时间变化容器中各组分的物质的量分数不随

48、时间变化【解析解析】选选D D。A A项均表示正反应方向;项均表示正反应方向;B B项是可逆反应的特点,项是可逆反应的特点,无法判断反应是否达到平衡;无法判断反应是否达到平衡;C C项表示的正、逆反应速率的大项表示的正、逆反应速率的大小不符合化学计量数之比;小不符合化学计量数之比;D D项,反应达到平衡时,各组分的项,反应达到平衡时,各组分的百分含量百分含量( (物质的量分数物质的量分数) )保持不变,故只有保持不变,故只有D D项正确。项正确。3.3.已知:已知:C(s)+COC(s)+CO2 2(g) 2CO(g) (g) 2CO(g) H0 0。该反应达到平衡。该反应达到平衡后,下列条件有利于反应向正反应方向进行的是后,下列条件有利于反应向正反应方向进行的是( )( )A.A.升高温度和减小压强升高温度和减小压强 B.B.降低温度和减小压强降低温度和减小压强C.C.降低温度和增大压强降低温度和增大压强 D.D.升高温度和增大压强升高温度和增大压强【解析解析】选选A A。因为正反应为吸热反应,所以升高温度,平衡。因为正反应为吸热反应,所以升高温度,平衡向正反应方向

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