高中化學(xué)--化學(xué)平衡狀態(tài)及計(jì)算(doc 14頁(yè)).doc

化學(xué)平衡狀態(tài)及計(jì)算化學(xué)平衡及有關(guān)計(jì)算是每年高考必考查的熱點(diǎn)問(wèn)題。為了便于自學(xué)，下面通過(guò)題型示例的方法歸納和總結(jié)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)及此類(lèi)題型的解題方法，供參考。題型示例一：化學(xué)平衡狀態(tài)的涵義和特征例題1：將1molN2和3molH2充入一密閉容器中，使其在一定條件下達(dá)到平衡：反應(yīng)為：N2 + 3H2 2NH3 下列哪一狀態(tài)一定是平衡狀態(tài)（ ）A：N2 、 H2 、 NH3的總質(zhì)量不隨時(shí)間的延長(zhǎng)而改變的狀態(tài)B：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)有1molNH3分解的同時(shí)，有0.5molN2和1.5molH2反應(yīng)生成NH3的狀態(tài)C：H2和N2體積百分含量之比不隨時(shí)間的延長(zhǎng)而改變的狀態(tài)D：H2減少的速率等于NH3增加的速率的狀態(tài)解析：本題是對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)實(shí)質(zhì)的考查。A：由質(zhì)量守恒定律可知，全部是氣體參與的反應(yīng)氣體的總質(zhì)量恒定，任何時(shí)候不隨時(shí)間的延長(zhǎng)而改變；B：重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)0.5molN2和1.5molH2反應(yīng)生成NH3，實(shí)際為正反應(yīng)生成1molNH3,同時(shí)已知又有1molNH3分解，即V正 = V逆 ，一定為平衡狀態(tài)；C：N2和H2的初始體積比為13，消耗的體積比也為13，故不論平衡和不平衡狀態(tài)兩者的體積比不變；D：因V（H2）V（NH3）= 32，當(dāng)V（H2）=V（NH3）時(shí)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，不是平衡狀態(tài)。故本題答案為B。例題2：對(duì)于在SO2 + O2 2SO2的平衡體系中加入由18O構(gòu)成的氧氣，當(dāng)平衡發(fā)生移動(dòng)后，SO2中18O的含量-（填“增加”、“減少”、“不變”）；其原因是-。解析：本題考查化學(xué)平衡狀態(tài)的特征。化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡，在平衡體系中加入由18O構(gòu)成的氧氣時(shí)，即增大了反應(yīng)物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，生成更多含18O的SO3，與此同時(shí)，逆反應(yīng)也在不斷進(jìn)行，含18O的SO3分解，達(dá)新的平衡時(shí)，SO2中18O的含量增加。故本題的答案為：增加；在SO2與18O2反應(yīng)生成S18O3的同時(shí)，S18O3又分解生成S18O2。方法精要：1、要理解化學(xué)平衡狀態(tài)涵義的四要點(diǎn)：（1）在一定條件下；（2）可逆反應(yīng)中；（3）正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等；（4）反應(yīng)混合物中各組成成分的含量保持不變。2、要理解化學(xué)平衡狀態(tài)的四特征：（1）“動(dòng)”：化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡，V正 = V逆 0。平衡是有條件的、相對(duì)的，條件改變，平衡要發(fā)生移動(dòng)。（2）“等”：同一物質(zhì)的V正 = V逆，這是反應(yīng)達(dá)平衡的實(shí)質(zhì)。（3）“定”：平衡混合物中各組分的含量保持一定（注意：是保持“一定”，不是“相等”）。（4）“一定條件下平衡的建立與反應(yīng)途徑無(wú)關(guān)”：對(duì)某一可逆反應(yīng)，在建立平衡的條件相同時(shí)，不管通過(guò)什么途徑（從正反應(yīng)開(kāi)始、從逆反應(yīng)開(kāi)始、從反應(yīng)物和生成物共存的某一狀態(tài)開(kāi)始、或者是分次加入反應(yīng)物等），只要投料時(shí)各組成成分的含量相同，總質(zhì)量不變，最終都可達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。題型示例二：可逆反應(yīng)達(dá)平衡的標(biāo)志例題3：下列各組數(shù)據(jù)反映可逆反應(yīng)2A B + 3C 達(dá)到平衡狀態(tài)的是（ ）。 正反應(yīng)速率 逆反應(yīng)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：本題考查對(duì)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡實(shí)質(zhì)的理解。同一化學(xué)反應(yīng)用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率數(shù)值不同，但意義相同，速率之比等于方程式的系數(shù)之比；反應(yīng)達(dá)平衡的實(shí)質(zhì)是：同一物質(zhì)的V正 =V逆 。A中的VA 和VB雖然在數(shù)值上相同，但換算為同一種物質(zhì)的速率統(tǒng)一用A或B表示時(shí)，就不難看出它們的生成速率和反應(yīng)速率不相等；B中VA = 2 mol/LS 為正反應(yīng)速率，將其用B物質(zhì)來(lái)表示時(shí)：VB=VA/2 =2X（1/2）= 1mol/LS，與逆反應(yīng)速率VB= 1 mol/LS相等，符合達(dá)平衡的實(shí)質(zhì)，故B正確。同理判斷C錯(cuò)，D正確。故本題答案為BD。例題4：在一定溫度下，向aL密閉容器中加入1 molX氣體和2 molY氣體，發(fā)生如下反應(yīng)：X（g）+ 2Y(g) 2Z(g)，此反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是（ ）。A：容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化 B：容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時(shí)間變化C：容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比為122 D：?jiǎn)挝粫r(shí)間消耗0.1molX同時(shí)生成0.2molZ解析：本題考查化學(xué)反應(yīng)達(dá)平衡的等價(jià)標(biāo)志。只要能推出同一物質(zhì)的V正 =V逆的任何條件，都可作為判斷反應(yīng)達(dá)平衡的標(biāo)志。A中對(duì)前后氣體體積不等的可逆反應(yīng)，容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，即是各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變；B中各物質(zhì)的濃度不變，即單位時(shí)間內(nèi)同一物質(zhì)的消耗量等于生成量，都能得出V正 =V逆，故A、B正確。平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度比不一定是方程式的系數(shù)比，只有濃度的改變量之比等于方程式的系數(shù)比，故C不對(duì)；D中單位時(shí)間內(nèi)消耗0.1molX時(shí)，不論反應(yīng)是否達(dá)平衡一定生成0.2molZ，D不對(duì)。故本題答案為A和B。方法精要：1、要理解化學(xué)反應(yīng)達(dá)平衡的本質(zhì)原因（本質(zhì)標(biāo)志）：V正 =V逆，它是指同一物質(zhì)的消耗速率與生成速率相等。2：要能根據(jù)化學(xué)平衡的實(shí)質(zhì)推理并掌握一些反應(yīng)達(dá)平衡的等價(jià)標(biāo)志：（1）體系中各組分的濃度、物質(zhì)的量、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、氣體組分的體積分?jǐn)?shù)或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等保持一定時(shí)，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。（2）全是氣體參加的且反應(yīng)前后氣體體積不等的可逆反應(yīng)，當(dāng)恒溫恒容時(shí)壓強(qiáng)不變、恒溫恒壓時(shí)密度不變、氣體總物質(zhì)的量不變或混合物平均相對(duì)分子質(zhì)量保持一定時(shí)，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。（3）有固體（或液體）和氣體參與的反應(yīng)，在恒溫恒容時(shí)混合氣體的密閉不變或混合氣體的總質(zhì)量不變時(shí)，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。（4）體系中某物質(zhì)如果有顏色，當(dāng)顏色不隨時(shí)間發(fā)生變化時(shí)，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。 3：要注意反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng)，就不能用總壓強(qiáng)不變或平均相對(duì)分子質(zhì)量等不變作為判斷反應(yīng)是否達(dá)平衡的標(biāo)志。但如果有固體（或液體）與氣體共同參與的且前后氣體體積不變的可逆反應(yīng)，能用混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變作為平衡的標(biāo)志。題型示例三：化學(xué)平衡的移動(dòng)和勒沙特列原理例題5：在一密閉容器中，反應(yīng)aA(g) bB(g) 達(dá)平衡后，保持溫度不變，將容器體積增大一倍，當(dāng)達(dá)到新的平衡時(shí)，B的濃度是原來(lái)的60%，則（ ）。A：平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)了 B：物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率減少了C：物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了 D：a b解析：本題考查壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響。將容器體積增大一倍，相當(dāng)減少體系的壓強(qiáng)。若不考慮平衡移動(dòng)，體積增大一倍，B的濃度應(yīng)為原來(lái)的50%，現(xiàn)為原來(lái)的60%，大于50%，說(shuō)明增大體積減少壓強(qiáng)后平衡正向移動(dòng)了，A的轉(zhuǎn)化率應(yīng)增大，B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也增大，由勒沙特列原理可知應(yīng)有a b 。故本題的答案為A和C。例題6：密閉容器中進(jìn)行下述反應(yīng)：2A + B(g) C(g) + D(g),此反應(yīng)符合圖（一），則下列敘述正確的是（ ） B% 50 1106paA：正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，A為氣體 50 2105pa B：正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，A為固體 20 2105pa C：正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，A為固體 D：正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，A為氣體 t （圖一） 解析：本題結(jié)合圖象對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡移動(dòng)進(jìn)行綜合考查。此種題型應(yīng)先看懂圖象，清楚縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)的意義，然后依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的移動(dòng)規(guī)律進(jìn)行綜合分析推理和判斷。由圖可知，在相同溫度時(shí)，壓強(qiáng)越大，B%就越大，即增大壓強(qiáng)平衡向逆方向移動(dòng)，由平衡移動(dòng)原理和方程式系數(shù)可知A一定不能是氣體；在相同壓強(qiáng)時(shí)，溫度越高，B%就越大，即升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，由移動(dòng)原理可知正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。故本題答案為C。方法精要：1、 理解平衡發(fā)生移動(dòng)的原因：同一物質(zhì)的V正V逆；平衡移動(dòng)后的結(jié)果：各組成物質(zhì)的含量發(fā)生改變。2、 要理解平衡移動(dòng)原理（勒沙特列原理）的適用條件：是針對(duì)已達(dá)平衡的可逆反應(yīng)，用于判斷平衡移動(dòng)的方向。適用于化學(xué)平衡、溶解平衡、電離平衡和水解平衡等動(dòng)態(tài)平衡。3、 要正解理解條件改變平衡移動(dòng)的前提條件是正逆反應(yīng)速率不等，不能把V正增大與平衡向正方向移動(dòng)等同起來(lái)，只有V正V逆，平衡才正向移動(dòng)，只有V正 V1 =0.013mol/Lmin，所以V3V1 ，因正反應(yīng)速率不斷減慢，所以0至10分鐘內(nèi)的平均速率應(yīng)大于10至20分鐘內(nèi)的平均速率，即有： C30.092 0.920.75 即： C3 1.09mol/L 所以： C3 1.0mol/L（4）比較實(shí)驗(yàn)4和實(shí)驗(yàn)1，溫度越高，平衡時(shí)A的濃度越低，所以可推知該反應(yīng)是：吸熱反應(yīng)；原因是溫度升高，平衡向右移動(dòng)的程度增大，由移動(dòng)原理可知該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。例題11：人類(lèi)目前對(duì)煤和石油的過(guò)度應(yīng)用，使空氣中的CO2濃度增大，導(dǎo)致地球表面溫度升高，形成溫室效應(yīng)?？茖W(xué)家對(duì)CO2的增多帶來(lái)的負(fù)面影響較為擔(dān)憂，于是提出了將CO2通過(guò)管道輸送到海底，這可減緩空氣中CO2濃度的增加。請(qǐng)你根據(jù)CO2的性質(zhì)回答：（1）這樣長(zhǎng)期下去，將給海洋造成什么影響？（2）你認(rèn)為消除這些影響的最好方法是什么？解析：本題考查化學(xué)平衡與生態(tài)平衡的聯(lián)系。（1）根據(jù)氣體的溶解度受壓強(qiáng)影響的因素，CO2在海底的溶解度將大大增加，且可以液體的形式存在，這時(shí)CO2和水將發(fā)生如下變化：CO2 +H2O H2CO3 H+ + HCO3- 。根據(jù)平衡移動(dòng)原理，CO2的溶解度增大，與水發(fā)生反應(yīng)的程度會(huì)增大，生成的碳酸增多，即整個(gè)平衡向右移動(dòng)，所以海水的酸性將增大，這樣將破壞海洋的生態(tài)系統(tǒng)，帶來(lái)不堪設(shè)想的后果。（2）可采用減少對(duì)煤和石油產(chǎn)品的用量，開(kāi)發(fā)新能源，大量種植綠色植物，將會(huì)減少CO2在空氣中的含量。方法精要：1、對(duì)綜合題型應(yīng)認(rèn)真分析題意，如有圖表，要理解圖表中每一項(xiàng)的意義，特別是要認(rèn)真分析圖象和表格的特征。如縱橫坐標(biāo)、曲線的拐點(diǎn)、表格的橫行和縱行等表示的意義。2、要能把化學(xué)平衡與溶解平衡、電離平衡、水解平衡、生態(tài)平衡和環(huán)境保護(hù)等知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，能運(yùn)用平衡移動(dòng)原理解釋化學(xué)現(xiàn)象和選擇化工生產(chǎn)的適宜條件。3、與化學(xué)平衡相連接的跨學(xué)科的結(jié)合點(diǎn)有生態(tài)平衡、生物體內(nèi)平衡、物理學(xué)中有關(guān)氣體的性質(zhì)等，氣體定律與化學(xué)平衡相結(jié)合組成的有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算是平衡計(jì)算中的熱點(diǎn)。高分突破： 1、可逆反應(yīng)2NO2 2NO + O2在密閉容器中發(fā)生，達(dá)到平衡的標(biāo)志是（ ） 單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO2單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率的比為221的狀態(tài)混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不在改變的狀態(tài)A： B： C： D：2、二氧化氮存在下列平衡：2NO2（g） N2O4（g） +Q，在測(cè)定NO2的相對(duì)分子質(zhì)量時(shí)，下列條件中較為適宜的是（ ） A：溫度為130、壓強(qiáng)為3.03 x 105pa B: 溫度為25、壓強(qiáng)為1.01 x 105pa C: 溫度為130、壓強(qiáng)為5.05 x 104pa D: 溫度為0、壓強(qiáng)為5.05 x 104pa3、在一定條件下，向密閉容器中充入30mLCO和20mL水蒸氣，使其反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)CO+ H2O（g） CO2 + H2達(dá)平衡時(shí)，水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)與H2的相等，則下列述錯(cuò)誤的是（ ）A：平衡后CO的體積分?jǐn)?shù)為40% B：平衡后CO的轉(zhuǎn)化率為25%B：平衡后水的轉(zhuǎn)化率為50% C：平衡后混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為244、酸堿指示劑HIn存在下列平衡：HIn（紅色） H+ + In- （黃色），下列物質(zhì)的水溶液能使指示劑顯紅色的是（ ） A：NaCl B：Na2O C：SO3 D：HBr5、在反應(yīng)FeO（固）+ CO Fe（固） + CO2中，將生成的鐵分離出來(lái)后，平衡（ ）A：向右移動(dòng) B：向左移動(dòng) C：不移動(dòng) D：無(wú)法判斷 6、一定溫度下在密閉容器中可逆反應(yīng)N2（g） + 3H2（g） 2NH3（g）達(dá)平衡時(shí)，N2的轉(zhuǎn)化率為20%，H2的轉(zhuǎn)化率為50%，則平衡時(shí)體系的壓強(qiáng)為反應(yīng)前的（ ）A：1/2 B：1/5 C：3/4 D：9/117，反應(yīng)mA（g）+nB（g） PC（g） + qD（g）經(jīng)5min后達(dá)到平衡，則得此時(shí)A的濃度減少了amol/L，而C的濃度增加了2a/3mol/L。又測(cè)得平均反應(yīng)速率VC = 2VB，達(dá)平衡后，若保持溫度不變，給體系加壓，平衡不移動(dòng)，則該反應(yīng)可表示為（ ）進(jìn)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、 一個(gè)容積固定的密閉容器中加入amoLA和bmoLB，發(fā)生下列反應(yīng)：aA（g）+bB（g） cC（g），達(dá)平衡后測(cè)得物質(zhì)C的物質(zhì)的量為Wmol，若保持容器體積和溫度不變，起始時(shí)加X(jué)molA、YmolB、ZmolC，要使達(dá)平衡后C的物質(zhì)的量仍為Wmol，則X、Y、Z必須滿足的關(guān)系為-。9、 有兩個(gè)起始體積相同的密閉容器A和B，A容器有一個(gè)可移動(dòng)的活塞，能使容器內(nèi)保持恒壓；B容器的體積固定。起始時(shí)這兩個(gè)容器分別充入等量的體積比為21的SO2和O2的混合氣體，并使A、B容器中氣體體積相等。在保持400條件下發(fā)生下列反應(yīng)：2SO2 + O2 2SO3，并達(dá)平衡。（1） 達(dá)到平衡所需時(shí)間A容器比B容器-，兩容器中SO2的轉(zhuǎn)化率A比B-。（2） 達(dá)到（1）所述平衡后，若向容器中通入數(shù)量不多的等量氬氣，A容器中的化學(xué)平衡-移動(dòng)，B容器中的化學(xué)平衡-移動(dòng)。（3） 達(dá)到（1）所述平衡后，若向兩容器中通入等量的原混