化学平衡题目解析

PAGEPAGE4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：2HI(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Ⅰ、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数有关：(可用等效平衡的方法分析)。①若a＝b＋c：A的转化率不变；②若a＞b＋c：A的转化率增大；③若a＜b＋c：A的转化率减小。Ⅱ、若反应物不只一种：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，①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。②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a＋b＝c＋d，A、B的转化率都不变；如a＋b＞c＋d，A、B的转化率都增大；如a＋b＜c＋d，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)，（a＋b≠c＋d，）在压强变化导致平衡移动时，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.4molA＋2molBB.2molA＋1molB＋3molC＋1molDC.1molB＋3molC＋1molDD.3molC＋1molD【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2molA和1molB，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，并且隔板恰好处在正中位置，请填写下列空白：（1）若x＝6.0mol，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x＝6.0mol时，起始共有气体2.0＋3.0＋6.0＝11（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：①F完全消耗；②F完全没有消耗。【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v＝f(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3LX（g）和2LY（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