有关溶液中离子浓度的大小比较题型归纳及解题策略

有关溶液中离子浓度的大小比较题型归纳及解题策略电解质溶液中离子浓度大小比较问题，是高考的“热点”之一。多年以来全国高考化学试卷几乎年年涉及。这种题型考查的知识点多，灵活性、综合性较强，有较好的区分度，它能有效地测试出学生对强弱电解质、电离平衡、水的电离、pH、离子反应、盐类水解等基本概念的掌握程度及对这些知识的综合运用能力。现结合07年各省市高考试题和模拟题谈谈解答此类问题的方法与策略。一、要建立正确一种的解题模式1．首先必须有正确的思路：2．要养成认真、细致、严谨的解题习惯，要在平时的练习中学会灵活运用常规的解题方法，例如：淘汰法、定量问题定性化、整体思维法等。二、要注意掌握两个微弱观念1．弱电解质的电离平衡弱电解质电离的过程是可逆的、微弱的，在一定条件下达到电离平衡状态，对于多元弱酸的电离，可认为是分步电离，且以第一步电离为主。如在H2S的水溶液中：H2SHS-+H+，HS-S2-+H+，H2OH++OH－，则离子浓度由大到小的顺序为c(H+)＞c(HS-)＞c(S2-)＞c(OH－)。2．盐的水解平衡在盐的水溶液中，弱酸根的阴离子或弱碱的阳离子都会发生水解反应，在一定条件下达到水解平衡。在平衡时，一般来说发生水解反应是微弱的。多元弱酸根的阴离子的水解，可认为是分步进行的，且依次减弱，以第一步为主。如在Na2CO3溶液中存在的水解平衡是：CO32－＋H2OHCO3－＋OH－，HCO3－＋H2OH2CO3＋OH－，则c(Na+)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(HCO3－)＞c（H+）。三、要全面理解三种守恒关系1．电荷守恒：电解质溶液中所有阳离子所带有的正电荷数与所有的阴离子所带的负电荷数相等。例如：NaHCO3溶液中：n(Na+)＋n(H+)＝n(HCO3－)＋2n(CO32－)＋n(OH－)推出：c(Na+)＋c(H+)＝c(HCO3－)＋2c(CO32－)＋c(OH－)2．物料守恒：电解质溶液中由于电离或水解因素，离子会发生变化变成其它离子或分子等，但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。例如：NaHCO3溶液中n(Na+)：n(C)＝1：1，推出：c(Na+)＝c(HCO3－)＋c(CO32－)＋c(H2CO3)3．质子守恒：电解质溶液中分子或离子得到或失去质子（H+）的物质的量应相等。例如：在NH4HCO3溶液中H3O+、H2CO3为得到质子后的产物；NH3、OH－、CO32－为失去质子后的产物，故有以下关系：c(H3O+)+c(H2CO3)=c(NH3)+c(OH－)+c(CO32－)。以上三种守恒是解题的关键，对于这一类题的如何切入、如何展开、如何防止漏洞的出现等只有通过平时的练习认真总结，形成技能，才能很好地解这一类型的题。四、要熟悉常见题型与对策1．单一溶质溶液中离子浓度大小关系①强酸、强碱、强酸强碱盐溶液对策：只考虑电解质的电离与水的电离。如H2SO4溶液中，c(H+)＝2c(SO42－)＋c(OH－)。②弱酸或弱碱溶液对策：只考虑电离。如在H3PO4溶液中，要考虑它是多步电离：c(H+)＞c(H2PO4－)＞c(HPO42－)＞c(PO43－)。③多元弱酸的正盐溶液对策：考虑弱酸根的分步水解。如在Na2CO3溶液中c(Na+)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(HCO3－)。④酸式盐要考虑电离和水解谁为主对策：a.电离为主的NaHSO3、NaH2PO4溶液呈酸性，如NaHSO3溶液中离子浓度大小为c(Na+)＞c(HSO3－)＞c（H+）＞c(SO32－)＞c(OH－)b．水解为主的NaHCO3、NaH2PO4、NaHS溶液，呈碱性如NaHCO3溶液中离子浓度大小为c(Na+)＞c(HCO3－)＞c(OH－)＞c(CO32－)＞c（H+）【例1】（07年福建）在Na2S溶液中，下列关系错误的是()A．c(Na+)＞c(S2－)＞c(OH－)＞c(HS－)B．c(Na+)+c(H+)＝c(HS－)+2c(S2－)+c(OH－)C．c(Na+)＝2c(HS－)+2c(S2－)+2c(H2S)D．c(OH－)＝c(H+)+c(HS－)+2c(H2S)【解析】本题属于多元弱酸的正盐溶液中离子浓度大小比较题，依上述对策结合守恒关系知：A中多元弱酸根分步水解第一步为主，后面一步仍然有OH－出来，所以c(OH－)＞c(S2－)，A错。B根据电荷守恒可得，C根据物料守恒可得，D根据质子守恒可得出。【答案】A【点评】充分利用三个守恒，解题熟练了，这类题目就可以提高成功率。【迁移·体验】1．（07江西）在氯化铵溶液中，下列关系式正确的是（）A．c（Cl－）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH－）B．c（NH4+）＞c（Cl－）＞c（H+）＞c（OH－）C．c（Cl－）＝c（NH4+）＞c（H+）＝c（OH－）D．c（NH4+）＝c（Cl－）＞c（H+）＞c（OH－）2．混合溶液中离子浓度大小关系对策：①首先考虑电荷守恒，如盐酸和氨水混合，谁过量均有c（NH4+）＋c（H+）=c（Cl－）＋c（OH－）②然后考虑离子间的反应；③再次酸、碱混合时考虑是完全反应还是一种过量；④若是等物质的量混合时要考虑是电离为主还是水解为主ⅠCH3COOH与CH3COONa，NH3·H2O与NH4Cl溶液混合电离大于水解ⅡHClO与NaClO，HCN与NaCN溶液混合水解大于电离【例2】(07年高考理综四川)在25℃时，将pH=11的NaOH溶液与pH=3的CH3COOH溶液等体积混合后，下列关系式中正确的是()A．c(Na＋)=c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)B．c(H＋)=c(CH3COO－)＋c(OH－)C．c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(OH－)＞c(H＋)D．c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)【解析】本题考查了弱电解质的电离、混合液中离子浓度的大小关系。pH＝11的NaOH溶液中c(OH－)=10－3mol·L－1，而pH＝3的CH3COOH溶液中c(H+)=10－3mol·L－1，因此将pH＝11的NaOH溶液与pH＝3的CH3COOH溶液等体积混合后，二者溶液中已存在的OH－与H+恰好完全反应，又因为CH3COOH是弱酸在溶液中并没有完全电离，因此随反应的进行CH3COOH又会不断的电离生成H+，也就是说而这反应后混合溶液中任存在大量的CH3COOH，即溶液显酸性。因此溶液中c(H+)>c(OH－)，且c(CH3COO－)>c(Na+)，即D选项是正确的。其中B选项应为c(H+)+c(Na+)==c(CH3COO－)+c(OH一)。【答案】D【易错提醒】对于二者混合后溶液的酸碱性判断错误而错选其他选项。【例3】(07年高考理综天津)草酸是二元中弱酸，草酸氢钠溶液显酸性。常温下，向10mL0.01mol·L－1NaHC2O4溶液中滴加0.01mol·L－1NaOH溶液，随着NaOH溶液体积的增加，溶液中离子浓度关系正确的是()A．V(NaOH)=0时，c(H＋)=1×10－2mol·L－1B．V(NaOH)＜10mL时，不可能存在c(Na＋)=2c(C2O－)＋c(HC2O)C．V(NaOH)=10mL时，c(H＋)=1×10－7mol·L－1D．V(NaOH)＞10mL时，c(Na＋)＞c(C2O－)＞c(HC2O)【解析】本题以中和滴定为载体考查了考生对溶液中各离子浓度的大小关系的比较方法的掌握程度。由于草酸是二元中弱酸，故HC2O不能完全电离产生H＋，所以V(NaOH)=0时，c(H＋)＜1×10－2mol·L－1，A项错；根据电荷守恒关系有c(Na+)+c(H+)＝c(HC2O4－)+2c(C2O－)+c(OH－)，当V(NaOH)=10mL时，NaHC2O4与NaOH恰好完全反应，因C2O42－水解而呈碱性，C错；当V(NaOH)＜10mL时c(H＋)=c(OH－)时，由上述关系知B项不正确；由于C2O42－水解是微弱的，故当V(NaOH)＞10mL时，c(Na＋)＞c(C2O－)＞c(HC2O)的关系正确。【答案】D【迁移·体验】2．(07年高考广东化学)下列各溶液中，微粒的物质的量浓度关系正确的是()A．0.1mol/LNa2CO3溶液：c(OH－)＝c(HCO3－)＋c(H＋)＋2c(H2CO3)B．0.1mol/LNH4Cl溶液：c(NH)＝c(Cl－)C．向醋酸钠溶液中加入适量醋酸，得到的酸性混合溶液：c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)＞c(OH－)D．向硝酸钠溶液中滴加稀盐酸得到的pH＝5的混合溶液：c(Na＋)＝c(NO3－)3．(07年高考江苏)下列溶液中各微粒的浓度关系不正确的是()A．0.1mol·L－1HCOOH溶液中：c(HCOO－)＋c(OH－)=c(H＋)B．1L0.1mol·L－1CuSO4·(NH4)2SO4·6H2O的溶液中：c(SO－)＞c(NH)＞c(Cu2＋)＞c(H＋)＞c(OH－)C．0.1mol·L－1NaHCO3溶液中：c(Na＋)＋c(H＋)＋c(H2CO3)=c(HCO)＋c(CO－)＋c(OH－)D．等体积等物质的量浓度的NaX和弱酸HX混合后的溶液中：c(Na＋)＞c(HX)＞c(X－)＞c(H＋)＞c(OH－)4．（07年海门）下列混合溶液中，各离子浓度的大小顺序正确的是（）A．10mL0.1mol/L氨水与10mL0.1mol/L盐酸混合：c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)B．10mL0.1mol/LNH4Cl溶液5mL0.2mol/LNaOH溶液混合：c(Na+)=c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)C．10mL0.1mol/LCH3COOH溶液与5mL0.2mol/LNaOH溶液混合：c(Na+)=c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)D．0mL0.1mol/LCH3COONa溶液与6mL1mol/L盐酸混合：c(Cl-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)5．（07年长沙）在25mL0.1mol／LNaOH溶液中逐滴加入0.2mol／L醋酸溶液，曲线如下图所示，有关粒子浓度关系比较正确的是（）A．在A、B间任一点，溶液中一定都有c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)B．在B点，a>12.5，且有c(Na+)=c(CH3COO-)=c(OH-)=c(H+)C．在C点，c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)D．在D点，c(CH3COO-)+c(CH3COOH)>2c(Na+)3．在一“同”下的情况（1）同一溶液中离子浓度的比较对策：首先确定溶液中电解质的种类，然后再分析电解质的电离程度和盐类水解程度的大小。【例4】(07年北京模拟)硫酸在水中的电离方程式为：H2SO4=H++HSO4—，HSO4—H++SO42—。则下列有关说法正确的是（）A．Na2SO4溶液显碱性B．HSO4—在水中既能发生电离，又会发生水解C．相同浓度的稀H2SO4和NaHSO4溶液中SO42—离子的浓度后者大D．NaHSO4溶液中：c(Na+)>c(HSO4—)>c(SO42—)>c(H+)>c(OH—)【解析】根据题给信息硫酸在水中并非都完全电离，所以有A答案正确，而B中应该只能电离不能水解所以错，C中可以看出稀硫酸中几乎全为HSO4—，电离受到抑制，而NaHSO4中电离没有收抑制，D错在c(SO42—)>c(H+)不可能的。【答案】AC（2）同一浓度的不同溶液中同一离子浓度的比较对策：首先分析物质的组成差异，然后弄清离子在水解时是促进、抑制还是无影响，这样才能正确的解答。【例5】(07年山西模拟）物质的量浓度相同的下列各组物质的溶液中，对指定的离子的浓度作大小比较，其中错误的是（）A．c（PO43－）：Na3PO4＞Na2HPO4＞NaH2PO4＞H3PO4B．c（CO32－）：(NH4)2CO3＞Na2CO3＞NaHCO3＞NH4HCO3C．c（NH4+）：(NH4)2SO4＞(NH4)2CO3＞NH4HSO4＞NH4ClD．c（S2－）：Na2S＞H2S＞NaHS【解析】物质的量浓度相同的下列各组物质的溶液中，离子的浓度作大小比较，其中ACD都符合题设所给的条件B中c（CO32－）(NH4)2CO3＞Na2CO3明显错误，因为NH4+和CO32－互相促进水解。【答案】B（3）不同溶液中同一离子浓度的比较对策：先按照某种性质分组后再比较。【例6】（07湖北）均为0.1mol·L－1①Ba(OH)2②Na2CO3③NaHCO3④NaOH⑤NH4Cl⑥NH4HSO4⑦KNO3溶液pH值由大到小的顺序为（填序号）【解析】根据题意知不同溶液中同一离子的比较，先按酸碱性大体可以分成碱性中性和酸性三种，然后具体在分析电离和水解程度问题，此题可知①②③④为碱性溶液⑦为中性⑤⑥为酸性。【答案】①④②③⑦⑤⑥【点评】此题主要考查pH值排列顺序所以对溶液酸碱性要比较清楚，大体分类后同类在一起比较效果较好，避免很乱。【迁移·体验】6．（04年北京理综）已知0.1mol·L－1的二元酸H2A溶液的pH=4.0，则下列说法中正确的是（）A．在Na2A、NaHA两溶液中，离子种类不相同B．在溶质物质的量相等的Na2A、NaHA两溶液中，阴离子总数相等C．在NaHA溶液中一定有：c(Na+)+c(H+)=c(A－)+c(OH－)+2c(A2－)D．在Na2A溶液中一定有：c(Na+)>c(A2－)>c(H+)>c(OH－)附：【迁移·体验】答案1．【答案】A。本题考查离子浓度大小比较，NH4Cl是可溶性的盐，属于强电解质，在溶液中完全电离NH4Cl＝NH4+＋Cl－。因为NH4Cl是强弱碱所生成的盐，在水中要发生水解；NH4++H2ONH3·H2O+H+，所以c(NH4+)比c(H+)及c(OH－)大得多；溶液因水解而呈酸性，所以c(H+)＞c(OH－)。综合起来，不难得出：c(Cl－)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(OH－)。2．【答案】AD。溶液中离子浓度大小比较要综合运用电离平衡，盐类水解知识，要记住三个守恒：电荷守恒、物料守恒、质子守恒。A根据质子守恒，水电离出的H＋和OH－的物质的量相等，Na2CO3溶液中H＋分别以HCO3－、H＋、H2CO3形式存在，故A对，B中由于NH4＋水解，c(NH4＋与c(Cl－)不等，B错，C中根据电荷守恒有：c(Na＋)+c(H＋)==c(OH－)+c(CH3COO－)，因为c(H＋)＞c(OH－)，故c(CH3COO－)＞c(Na＋)，C错。D中Na＋、NO3－不水解加入稀盐酸后二者的物质的量浓度比仍是1：1，故D对。3．【答案】CD。根据电荷守恒知，A正确；在CuSO4·(NH4)2SO4·6H2O晶体中，含有等物质的量的NH4+和SO42-，但由于NH4+的水解，所以所得溶液中c（SO42-）>c(NH4+)>c(Cu2+)，又由于Cu2+、NH4+发生微弱水解都使溶液呈酸性，故c(Cu2＋)＞c(H＋)＞c(OH－)，B正确；在NaHCO3溶液中根据电荷守恒有c(Na＋)＋c(H＋)=c(HCO)＋2c(CO－)＋c(OH－)，由于NaHCO3在水溶液中水解程度大于电离程度，即c(H2CO3)＞c(CO－)，故c(Na＋)＋c(H＋)＋c(H2CO3)＞c(HCO)＋c(CO－)＋c(OH－)，C错；等体积等物质的量浓度的NaX和弱酸HX混合后其离子浓度大小，取决于X的水解程度与HX的电离程度，故D不能确定其大小关系。4．【答案】B。10ml0.1mol/L氨水与10ml0.1mol/L盐酸混合后，恰好完全反应生成强酸弱碱盐NH4Cl，水解溶液呈酸性，离子浓度顺序为：c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)。10ml0.1mol/LNH4Cl与5ml0.2mol/LNaOH也是恰好完全反应生成NaCl和NH3·H2O，溶液显碱性，Na+、Cl-浓度较大且相等。10ml0.5mol/LCH3COONa与6ml1mol/LHCl反应后，HCl过量，Cl-浓度自然大于钠离子浓度，但H+浓度肯定比OH-大。5．【答案】C。在A、B间任一点，有可能c(OH-)>c(CH3COO-)，A错。在B点，c(Na+)=c(CH3COO-)，c(OH-)=c(H+)，但c(Na+)=c(CH3COO-)≠c(OH-)=c(H+)，B错。在D点，由物料守恒知，c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)，D也错。C正确。6．【答案】C。此题考查溶液的电荷守恒问题，C答案符合电荷守恒D中呈碱性所以氢离子浓度小，AB明显错误相同平衡、相似平衡、等效平衡和等变平衡 一、相同平衡 相同平衡是指初始量不同而建立的平衡状态完全相同的平衡。求同平衡是指求建立相同平衡状态的计算问题，它是化学平衡计算的一类新题型。这类计算问题是从教材中的平衡定义引入得出的，其内容是：一定条件下的可逆反应，无论从正反应起，还是从逆反应起，还是从正、逆反应同时开始，只要条件不变，都可建立相同的平衡状态。 对于这种相同平衡状态的规律是： 1．该类问题的标准态是：从正反应开始，反应物的初始量的数值为化学计量数注意：不是化学计量数比！。 2．从逆反应开始，生成物的初始量的数值为化学计量数时，可建立与上述标准态相同的平衡状态。 3．当从正、逆反应同时开始时，反应物之间、生成物之间、反应物和生成物的初始量具有如下的关系：反应物之间或生成物之间是化学计量数之比关系，某一反应物的初始量与化学计量数之比加上生成物的初始量与化学计量数之比等于1。如：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)1mn00标准态200pq从逆反应开始3abcd从正、逆反应同时开始①a＜m，b＜n②a∶b=m∶nc∶d=p∶q③＋＝1，＋＝1，＋＝1，＋＝1。一定条件下的可逆反应，当两组反应物的初始量是化学计量数之比的倍数时，可将反应式中各物质的化学计量数增大相应倍数，并以此作为标准态，这时也是相同平衡状态的计算问题。二、相似平衡 我们知道，对于一可逆反应达到平衡状态后，反应物及生成物的三种量初始量、变化量和平衡量存在着一定的关系。1反应物和生成物的变化量始终是化学计量数之比的关系。 2若果反应物的初始量是化学计量数之比关系，那么它们的变化量和平衡量都是化学计量数之比关系；若果反应物的初始量不是化学计量数之比关系，那么它们的平衡量也不是化学计量数之比关系。生成物也相同 对于一可逆反应达到平衡状态后，反应物及生成物存在着几组不同的的初始量时，若是符合标准态时存在前述相同平衡的规律及关系。 如果反应物的初始量不是化学计量数的倍数关系时，则存在以下关系： 1反应物及生成物的变化量始终是化学计量数关系。 2如果反应物的两组初始量是倍数关系，则对应的变化量及平衡量也是倍数关系。如果反应物的两组初始量不是倍数关系，则对应的平衡量也不会是倍数关系。生成物也相同 如果所给反应是一个反应前后气态物质总体积不变的反应，压强增大或减小不能使化学平衡移动；成倍地增加反应物或生成物的量，平衡状态也不会改变。 以上两种情况所涉及的某些平衡量间存在一定的对应关系。我们姑且把它叫做相似平衡。它们可能是相同平衡状态，但某些量存在倍数关系。如果两个化学平衡状态相似，则应符合相似平衡原理简称相似原理。相似平衡原理：对于两个相似平衡，各对应物质的平衡量的比值应相等。或任一物质平衡时物质的量或体积百分含量相同。若存在下面两个相似平衡：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)a1b1c1d1a2b2c2d2x1y1z1w1x2y2z2w2 则：一定条件下的可逆反应，当两组反应物的初始量成化学计量数比关系时，即可建立与标准态相似的平衡状态。对于2HI(g)H2(g)＋I2(g)这类可逆反应，改变压强或同倍改变容器体积时，也可以得到相似平衡。如果反应物的初始量不是化学计量数关系，只要两组反应物的初始量成倍数关系，也可以建立相似平衡的关系。三、等效平衡等效平衡问题是指利用等效平衡相同平衡或相似平衡来进行的有关判断和计算问题，即利用与某一平衡状态等效的过渡平衡状态相同平衡进行有关问题的分析、判断，或利用相似平衡的相似原理进行有关量的计算。所以等效平衡也是一种思维分析方式和解题方法。这种方法往往用在相似平衡的计算中。由上叙述可知，相同平衡、相似平衡和等效平衡是不同的，相同平衡是指有关同一平衡状态的一类计算，相似平衡是指几个不同但有着比值关系的平衡的一类计算，而等效平衡则是利用平衡等效来解题的一种思维方式和解题方法。 建立相同平衡或相似平衡与外界条件有关，一是恒温恒容，一是恒温恒压。 在恒温、恒容下，对于象2Xg＋Yg2Zg这种类型反应前后气体的体积数不等的平衡反应，只要能使各物质的初始物质的量分别相等，就可以建立相同平衡。两个平衡的所有对应平衡量包括正逆反应速率、各组分的物质的量分数、物质的量浓度、气体体积分数、质量分数等完全相等。而对于Xg＋Yg2Zg这种类型反应前后气体的体积数相等的平衡反应，只要能使各物质初始物质的量之比相等就可以建立相似平衡。即两平衡的关系是相似关系。两平衡中各组分的物质的量分数、气体体积分数、质量分数、各反应物的转化率等对应相等；而两平衡中的正逆反应速率、各组分平衡时的物质的量及物质的量浓度等对应成比例。 在恒温、恒压下，只要使各物质初始浓度相等即可建立相似平衡。即两平衡的关系是相似关系。两平衡中的正、逆反应速率、各组分平衡时的物质的量浓度、物质的量分数、气体体积分数、质量分数、各反应物的转化率等对应相等；而两平衡中各组分平衡时的物质的量等对应成比例。 四、等变平衡 如果两反应物的初始量的数值之和为它们化学计量数之和，在相同条件下达到的平衡状态与标准态达到的平衡状态的某一反应物或某一生成物的百分含量相同，则这两种状态下反应物和生成物的变化量是相同的，这类问题叫等变平衡问题。等变平衡问题需要求的是两反应物的初始量之间的关系。这种问题可采用极限分析法或一般形式的推导。如成都市00一诊293的解法 如有下列可逆反应，且两组不同的初始量所建立的两种平衡状态存在等变平衡关系，则则这两种状态下反应物和生成物的变化量是相同的，并且存在以下的关系：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)ⅠabcdⅡxyzw 1a＋b＝m＋n， 2设x＞y，＞＞例：已知T℃、PkPa时，往容积可变的密闭容器中充入2molX和1molY，此时容积为VL。保持恒温恒压，使反应：2Xg＋Yg2Zg达到平衡时，Z的体积分数为04。试回答下列有关问题： 1使温度和压强在上述条件下恒定不变，再往上述密闭容器内充入4molZ，则反应达到平衡时，容器的容积为，Z的体积分数为。 2若另选一容积固定不变的密闭容器，仍控制温度为T℃，使4molX和2molY反应达到平衡状态时，Z的体积分数仍为04，则该密闭容器的容积为。 3若控制温度仍为T℃，另选一容积为VL的固定不变的密闭容器，往其中充入一定量的X和Y，使反应达到平衡，这时Z的体积分数仍为04。则充入的X和Y的物质的量应满足的关系是：anY＜nX＜bnY，其中a为，b为。 答：1VL；042VL305；5 解析：2Xg＋Yg2Zg2Xg＋Yg2Zg① 210210 2xx2x1051 22x＋1x＋2x＝3x1051 ＝04，x＝05，2x＝1 1由于平衡与过程无关， 2Xg＋Yg2Zg2Xg＋Yg2Zg2142142yy2y1051 2＋2y1＋y42y3＋15＋3＝75 由相似平衡的原理：两个平衡中各物质的平衡量的比值相等。 ＝，4y＝2，2y＝1VL＝25VL 22Xg＋Yg2Zg2Xg＋Yg2Zg4204202zz2z212 22z1z2z2＋1＋2＝5 由相似平衡的原理：两个平衡中各物质的平衡量的比值相等。 ＝，4z＝4，z＝1。该容器的体积为：VL。 3本小题采用极限分析法。2Xg＋Yg2Zg2Xg＋Yg2Zg 25050120 00 10511051 由上图示知，当Y初始物质的量为05mol时，X初始物质的量为25mol，X的物质的量度为Y的物质的量的5倍，但由于变化量不可能为0，故Y初始物质的量要大于05，即b＜5。当X初始物质的量为1mol时，Y初始物质的量为2mol，X的物质的量度为Y的物质的量的05倍，但由于变化量不可能为0，故X初始物质的量要大于1，即a＞05。 这是一种等变平衡，现以X的初始量为24mol，Y为06mol为例加以说明。 2Xg＋Yg2Zg②2Xg＋Yg2Zg③ 24060120608 100510020102 1401101051 ①与②状态中反应物的初始量之和等于两物质的化学计量数之和2.4＋0.6＝2＋1＝3，它们的变化量相同，而初始量和平衡量并不相同，而Z物质的百分含量依然是04。③状态中反应物的初始量之和不等于两物质的化学计量数之和12＋0.6＝18，仅管Z物质的百分含量依然是04，但其变化量却与①不相同。 这种变化量没有改变，但平衡量变了，而Z物质的百分含量依然不变的平衡叫做等变平衡。 解法二：1和2两小问可用图示法表示：V2V25V5V7.55V7.5V (1)(2) 第3小问可用一般推导得出一般式。 2Xg＋Yg2Zg nXnY0 2xx2x nX2x＋nYx＋2x＝nX＋nYx ＝04，2x＝ 由于平衡量不能为0，故可得出： ①nX2x＞0，nX＞，nX＞05nY； ②nYx＞0，nY＞，nX＜5nY。 解法三：恒温、恒压下进行下列可逆反应： 2Xg＋Yg2Zg平衡时Z的体积分数 ①初2mol1mol004 ②初002mol04 ③初006mol04 显然，恒温恒压下，分别在该容器中进行的三个初始量不同的反应，分别达到平衡时，①和②能达到等同平衡，①或②和③能达到等效平衡。所以它们分别达到平衡时，Z的体积分数都为04。 2Xg＋Yg2Zg n0mol006 n变mol2xx2x n平mol2xx62x共6＋x ＝04，x＝15mol，平衡时容器内共75mol气体。 达平衡时，令容器的体积为V1，由阿伏加德罗定律知： ，V1＝25VL 2由题意：2molX和1molY在T℃、PkPa条件下初始容积为VL的可变密闭容器中达到平衡时，Z的体积分数为04。 2Xg＋Yg2Zg n0mol210 n变mol2yy2y n平mol22y1y2y共3＋y ＝04，y＝05mol，平衡时容器内总的物质的量为25mol。 令此时容器的体积为V2，由阿伏加德罗定律知： ，V2＝VL ①X：2mol，Y：1molX，Y，Z V，T，PV，T，P ②X：2mol，Y：1molX：4mol，Y：2molV，TV3，T 由①可抽象：在温度为T、VL的定容器中充入2molX和1molY达平衡时，Z的体积分数为04，此平衡态设为Ⅰ。 由②可看出在定容V3容器中充入4molX和2molY达平衡时，Z的体积分数为04，此平衡态设为Ⅱ。 很明显，Ⅰ和Ⅱ的关系为等效平衡。 ＝2，即在V3容器中X、Y的初始量都是在VL容器中X、Y初始量的2倍。 故V3＝VL 32Xg＋Yg2Zg n0molnXnY0 n变mol2zz2z n平molnX2z＋nYz＋2z＝nX＋nYz＝04， nX－2z＞0nX＞2z＞0 nY－z＞0nY＞z＞0nX＋nY＝6z 2z＜nX＜5z z＜nY＜4znX＋nY＝6z ＜＜ ＜＜5＜＜5 nY＜nX＜5nY，对照anY＜nX＜bnY a＝，b＝5 评析：③小题与①②小题无多大关系，而考生易把③小题当成①②小题的等效平衡分析，结果误入歧途。【化学平衡热点关注】:“等效平衡”的专题知识、类型归纳：一、等效平衡的建立过程和形成原理：[过程1]：假设在800℃、催化剂存在条件下，向容积1L的密闭容器内，充入0.01molCO和0.01molH2O(g)发生可逆反应：CO+H2O(气)CO2+H2↑（正向开始）起始物质的量(mol)：0.010.0100变化物质的量(mol)：0.0050.0050.0050.005平衡物质的量(mol)：0.0050.0050.0050.005（最终结果）[过程2]：假设在800℃、催化剂存在条件下，向容积1L的密闭容器，充入0.01molCO2和0.01molH2(g)发生可逆反应：CO+H2O(气)CO2+H2↑（逆向开始）起始物质的量(mol)：000.010.01变化物质的量(mol)：0.0050.0050.0050.005平衡物质的量(mol)：0.0050.0050.0050.005（最终结果）【归纳分析】:假设800℃催化剂存在条件下，发生可逆反应：CO+H2O(气)CO2+H2↑（从正方向开始）起始物质的量(mol)：0.010.0100（从逆方向开始）起始物质的量(mol)：000.010.01最终时,建立起了完全相同的化学平衡状态。（称为：“等效平衡”）【得出结论】：可逆反应的化学平衡的实现只与外界条件有关,而与建立平衡的途径无关。对于相同条件下进行的同一可逆反应，无论是从正反应方向开始、还是从逆反应方向开始、或是正逆两方向同时开始，只要在起始时“反应物加入的数据相当”，最终必然建立起完全相同的平衡状态。（等效平衡原理解析）二、等效平衡的判断：1、步骤：（1）进行等效转化；（2）判断起始浓度是否相当.2、解题“关键点”-------起始浓度相当的判断方法：三、等效平衡的主要类型：1、对“前后气体总分子数有变化”的可逆反应:恒温恒容——进行“等效转化”后，对应“各物质起始投料的物质的量”与原来起始条件下“各物质起始投料的物质的量”对比完全相同，则能建立等效平衡。“分析方法”：原来起始条件、现在起始条件下，各反应物、生成物的物质的量的差值的绝对值，如果等于方程式的系数比，就能建立等效平衡；否则，不行。例1．在一定温度下，把2molSO2和1molO2通入一个一定容积的密闭容器里，发生反应2SO2+O22SO3，当此反应进行到一定程度时，就处于化学平衡状态。若该容器中维持温度不变，令a、b、c分别代表初始时SO2、O2和SO3的物质的量。如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时完全相同。请填写下列空白：(1)若a=0，b=0，则c=____。(2)若a=0.5mol，则b=____，c=____。(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示，其中一个只含a和c，而另一个只含b和c)_________________、___________________。答案：(1)c=2(2)b=0.25，c=1.5(3)a+c=2b+c/2=1例2．在一个1L的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生下述反应：

达到平衡时，C的浓度为1.2mol/L,C的体积分数为a%。维持容器的体积和温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍是1.2mol/L的是（）：A、3molC+1molDB、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC、1molA+0.5molB+1.5molCD、4molA+2molB答案：(AB)2、对“前后气体总分子数有变化”的可逆反应:恒温恒压——进行“等效转化”后,对应“各物质起始投料的物质的量”与原来起始条件下“各物质起始投料的物质的量”的比值相同，则能建立等效平衡。“分析方法”：先将“现在起始条件”下，生成物的物质的量全都折算成0，再对比分析，如果“现在起始条件”时反应物起始物质的量之比等于“原来起始条件”下反应物起始物质的量之比，就能建立等效平衡；否则，就不行。例3．已知在恒温恒压条件进行的可逆反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)起始物质的量(mol):1:4:0（假设容器体积：V）等效于(mol):1.5:6:0（容器体积变为：1.5V）等效于(mol):0:0.5:1（先折算：0.5:0.5+1.5=2:0）（容器体积变为：0.5V）解析：上面3个条件下，反应物N2(g)、H2(g)的起始浓度均相同，最终建立等效平衡起始物质的量(mol):a:b:c（先折算：a+c/2:b+3c/2:0）如果要建立等效平衡,三者关系应满足关系：（a+c/2）：（b+3c/2）=1：4例4．恒温恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：A(g)+B(g)C(g)若开始时放入1molA和1molB，达到平衡后，生成amolC。(1)若开始时放入3molA和3molB，到达平衡后，生成C的物质的量为mol(2)若开始放入xmolA、2molB和1molC，到达平衡后，C物质的量是3amol，x=mol.(3)若在(2)的平衡混合物中再加入3molC，待再次到达平衡后，C的物质的量是mol.答案：(1)3a(2)x=2（先进行折算，再分析对比）(3)6a例5．将3molA和1molB放入恒温恒容密闭容器中,发生反