化學(xué)平衡知識點歸納與經(jīng)典習(xí)題賞析

化學(xué)平衡知識點歸納與經(jīng)典習(xí)題賞析知識點一：“稀有”氣體與化學(xué)平衡(1)充入稀有（包括與平衡混合體系不反應(yīng)）氣體在恒溫、恒容條件下，平衡不發(fā)生移動。因為恒容時各氣體組分的濃度不變，可認為各氣體體積“分壓”不變，對平衡無影響。(2)在恒溫、恒壓條件下充入稀有氣體，平衡一般發(fā)生移動。因為恒壓，充入稀有氣體，體積一定增大，各氣體組分的濃度減小，平衡向著使氣體體積增大的方向移動。但對于反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，平衡不發(fā)生移動。知識點二：反應(yīng)物用量的改變對平衡轉(zhuǎn)化率的影響（1）若反應(yīng)物只有一種時，如：aA(g)bB(g)+cC(g)增加A的量，平衡向正反應(yīng)的方向移動，但反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率的變化與氣體物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)有關(guān)：Ⅰ若a＝b＋c則A的轉(zhuǎn)化率不變Ⅱ若a＞b＋c則A的轉(zhuǎn)化率增大Ⅲ若a＜b＋c則A的轉(zhuǎn)化率減小知識點二：反應(yīng)物用量的改變對平衡轉(zhuǎn)化率的影響（2）若反應(yīng)物不止一種時，如:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)①若只增加A的量，平衡向正反應(yīng)的方向移動，但反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率減小，B的轉(zhuǎn)化率增大。②若按原比例同倍數(shù)地增加反應(yīng)物A和B的量，則化學(xué)平衡向正反應(yīng)的方向移動，這時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率的變化與氣體反應(yīng)物的化學(xué)計量數(shù)有關(guān)：Ⅰ若a＋b＝c＋d則A、B的轉(zhuǎn)化率都不變Ⅱ若a＋b＞c＋d則A、B的轉(zhuǎn)化率都增大Ⅲ若a＋b＜c＋d則A、B的轉(zhuǎn)化率都減小知識點三：解決化學(xué)平衡問題常用的方法(1)可逆反應(yīng)“不為零”原則可逆反應(yīng)是化學(xué)平衡的前提，達到平衡時，應(yīng)是反應(yīng)物和生成物共存的狀態(tài)，每種物質(zhì)的物質(zhì)的量都不為零。(2)“一邊倒”原則可逆反應(yīng)，在外界條件相同時（如恒溫、恒容），若達到相同的平衡狀態(tài)，其初始狀態(tài)必須能互變，從極限角度看，就是各物質(zhì)的物質(zhì)的量要相當(dāng)。因此，可以采用“一邊倒”原則來處理平衡問題，例如，對于可逆反應(yīng)：aA(g)+bB(g)cC(g)來說，如果開始投入cmolC(g)，則相當(dāng)于開始投入amolA(g)和bmolB(g)；如果開始時投入xmolA(g)、ymolB(g)、zmol

C(g)，則相當(dāng)于開始投入(x+az/c)molA(g)、(y+bz/c)molB(g)。1.［2012·安徽理綜化學(xué)卷9］一定條件下，通過下列反應(yīng)可實現(xiàn)燃煤煙氣中硫的回收：催化劑SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l)△H＜0若反應(yīng)在恒容的密閉容器中進行，下列說法正確的是A.平衡前，隨著反應(yīng)的進行，容器內(nèi)壓強始終不變B.平衡時，其它條件不變，分離出硫，正反應(yīng)速率加快C.平衡時，其他條件不變，升高溫度，可提高SO2的轉(zhuǎn)化率D.其它條件不變，使用不同催化劑，該反應(yīng)的平衡常數(shù)不變解析：由于硫為液態(tài)，因此反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等，達平衡前容器內(nèi)壓強逐漸變小，分離出硫?qū)瘜W(xué)反應(yīng)速率及平衡無影響，即A、B錯；根據(jù)平衡移動原理知升溫平衡向吸熱方向移動即向左移動，SO2的轉(zhuǎn)化率降低，C錯；平衡常數(shù)只受溫度的影響，與催化劑無關(guān)?！?.［2012·全國大綱理綜化學(xué)卷8］合成氨所需的氫氣可用煤和水作原料經(jīng)多步反應(yīng)制得，其中的一步反應(yīng)為：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H＜0，反應(yīng)達到平衡后，為提高CO的轉(zhuǎn)化率，下列措施中正確的是A.增加壓強B.降低溫度C.增大CO的濃度D.更換催化劑催化劑解析：該反應(yīng)是一個氣體總體積不發(fā)生改變的反應(yīng)，增大壓強平衡不移動，因此CO的轉(zhuǎn)化率不變，故，A選項錯誤；該反應(yīng)又是一個放熱反應(yīng)，降低溫度平衡向放熱方向移動，因此，B選項正確；增大CO的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動，但CO的轉(zhuǎn)化率降低，但水蒸氣的轉(zhuǎn)化率提高了，因此，C選項錯誤；催化劑對化學(xué)平衡沒有影響，故，D選項錯誤?！?.［2012·江蘇化學(xué)卷14］溫度為T時，向2.0L恒容密閉容器中充入1.0molPCl5，反應(yīng)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)經(jīng)過一段時間后達到平衡。反應(yīng)過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表：t/s050150250350n(PCl3)/mol00.160.190.200.20下列說法正確的是A.反應(yīng)在前50s的平均速率v(PCl3)＝0.0032mol·L－1·s－1B.保持其他條件不變，升高溫度，平衡時c(PCl3)＝0.11mol·L－1，則反應(yīng)的△H＜0C.相同溫度下，起始時向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2，反應(yīng)達到平衡前v(正)＞v(逆)D.相同溫度下，起始時向容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2，達到平衡時，PCl3的轉(zhuǎn)化率小于80%√解析：A項，v(PCl3)＝0.16mol÷2L÷50s＝0.0016mol·L－1·s－1，錯；B項，從表中看，平衡時c(PCl3)＝0.1mol/L，升高溫度時，PCl3的濃度增大，即平衡正向移動，說明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，錯；C項，原平衡時，K＝0.1×0.1÷0.4＝0.025，充入物質(zhì)后，Qc（濃度商）＝0.1×0.1÷0.5＝0.02，因為Q＜K，所以平衡為正向移動，故v(正)＞v(逆)，正確；D項，題干中充入1molPCl5，相當(dāng)于充入1molPCl3和1molCl2，平衡時各組分的量相等，則PCl3的轉(zhuǎn)化率為(1－0.2)÷1×100％＝80％，現(xiàn)充入2molPCl3和2molCl2，可看成是兩部分平衡后再加壓（即虛擬成兩個題干平衡），加壓向體積減小的方向移動，即逆向移動，PCl3的轉(zhuǎn)化率應(yīng)增大，大于80％，錯。4.［2012·天津理綜化學(xué)卷6］已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)；ΔH＝－197kJ·mol－1。向同溫、同體積的三個密閉容器中分別充入氣體：(甲)2molSO2和1molO2；(乙)1molSO2和0.5molO2；(丙)2molSO3。恒溫、恒容下反應(yīng)達平衡時，下列關(guān)系一定正確的是A.容器內(nèi)壓強P：P甲＝P丙＞2P乙

B.SO3的質(zhì)量m：m甲＝m丙＞2m乙C.c(SO2)與c(O2)之比k：k甲＝k丙＞k乙D.反應(yīng)放出或吸收熱量的數(shù)值Q：Q甲＝Q丙＞2Q乙催化劑√解析：本題考查化學(xué)平衡中等效平衡知識。等溫等容時反應(yīng)前后氣體體積變化的反應(yīng)規(guī)律：將起始投料量按化學(xué)計量系數(shù)之比換算成同一半邊的物質(zhì)，其物質(zhì)的量與對應(yīng)組分的起始投料量相等，則建立的化學(xué)平衡是等效的，簡稱“等量等效”。這種情況下的等效平衡中的“等效”指平衡體系中的各種性質(zhì)(各對應(yīng)物的濃度、體積分數(shù)、轉(zhuǎn)化率、物質(zhì)的量)是完全相同的。類似于數(shù)學(xué)中的全等三角形，也可叫“全等平衡”。甲和丙容器內(nèi)的平衡是完全相同的平衡（全等平衡）。甲和假設(shè)乙（體積分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)相等）是等效平衡，這種情況下的等效可理解為相似等效。2molSO21molO21molSO20.5molO2虛擬乙變化平衡向體積增大的方向移動，SO2、O2含量增大甲假設(shè)乙乙解析：考查化學(xué)平衡中等效平衡知識。甲和丙達到的平衡是同種平衡，所以壓強p甲＝p丙，SO3的質(zhì)量m甲＝m丙，乙可看做是甲達平衡后，取出一半物質(zhì)，濃度變?yōu)樵瓉淼?/2，壓強降為原來的1/2后形成的，平衡向氣體增多的方向移動，壓強在減小后的基礎(chǔ)上增大，SO3的量減小，所以2p乙＞p甲，SO3質(zhì)量2m乙＜m甲，A項錯誤，B項正確；在三個過程中，甲、乙中SO2和O2投料比為2∶1，又按照2∶1反應(yīng)，而丙中SO2和O2按2∶1生成，所以三者達平衡時SO2和O2的濃度比均為2∶1，C項錯誤；甲和丙達平衡時生成的SO3和分解的SO3物質(zhì)的量不一定相等，所以吸放熱數(shù)值不一定相等，D項錯誤。溫度℃70090083010001200平衡常數(shù)1.71.11.00.60.45.［2012·海南化學(xué)卷15］已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下：回答下列問題：（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K＝

，△H

0（填“＜”“＞”“＝”）；催化劑解析：（1）因反應(yīng)中的物質(zhì)都是氣體，據(jù)平衡常數(shù)的定義可知其K＝c(C)·c(D)/c(A)·c(B)

；由表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高，K值減小，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH＜0。（2）830℃時，向一個5L的密閉容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反應(yīng)初始6s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率υ(A)＝0.003mol·L－1·s－1。，則6s時c(A)＝_____mol·L－1，C的物質(zhì)的量為_______mol；若反應(yīng)經(jīng)一段時間后，達到平衡時A的轉(zhuǎn)化率為________，如果這時向該密閉容器中再充入1mol氬氣，平衡時A的轉(zhuǎn)化率為______________；解析：（2）υ(A)＝0.003mol·L－1·s－1

，則A減少的濃度c(A)＝υ(A)×t＝0.018mol·L－1，故剩余的A的濃度為0.2mol÷5L－0.018mol·L－1＝0.022mol·L－1；A減少的物質(zhì)的量為0.018mol·L－1×5L＝0.09mol，根據(jù)方程式的系數(shù)關(guān)系，生成的C的物質(zhì)的量也為0.09mol。0.0220.0980%仍然是80%設(shè)830℃達平衡時，轉(zhuǎn)化的A的濃度為x，則：A(g)+B(g)C(g)+D(g)

起始濃度(mol·L－1)0.040.1600轉(zhuǎn)化濃度(mol·L－1)x

x

x

x平衡濃度(mol·L－1)0.04－x0.16－x

x

x有：x·x/(0.04－x)·(0.16－x)＝1，解得x＝0.032，故A的轉(zhuǎn)化率:α(A)＝0.032mol/L0.04mol/L×100%＝80%；由于容器的體積是固定的，通入氬氣后各組分的濃度不變，反應(yīng)速率不改變，平衡不移動。（3）判斷該反應(yīng)是否達到平衡的依據(jù)為

(填正確選項前的字母)：a.壓強不隨時間改變b.氣體的密度不隨時間改變c.c(A)不隨時間改變d.單位時間里生成C和D的物質(zhì)的量相等

解析：(3)由于該反應(yīng)是氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，容器中壓強、氣體的密度都永遠不變，故a、b錯；c(A)隨反應(yīng)的進行要減小，故c可以；不論是否達平衡，單位時間里生成C和D的物質(zhì)的量永遠相等，故d錯。c（4）1200℃時反應(yīng)C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常數(shù)的值為

。

解析：（4）反應(yīng)“C(g)+D(g)A(g)+B(g)”與“A(g)+B(g)C(g)+D(g)”互為逆反應(yīng)，平衡常數(shù)互為倒數(shù)關(guān)系，故1200℃時，C(g)+D(g)A(g)+B(g)的K＝1/0.4＝2.5。解析：(1)因平衡常數(shù)隨溫度的升高而降低，因而ΔH<0；(2)c(A)起＝0.20mol/5L＝0.04mol·L－1，由v(A)可得Δc(A)＝0.018mol·L－1，c(A)末＝c(A)起－Δc(A)＝0.022mol·L－1；或直接寫“三段式”可得計算所需數(shù)據(jù)；因體積沒變，加入的氬氣不引起各物質(zhì)濃度變化，因而轉(zhuǎn)化率不變；(3)a、b、d三項本來就是不會隨反應(yīng)變化的量，不能作為平衡的標志；(4)逆反應(yīng)的平衡常數(shù)與正反應(yīng)的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。2.5(2011四川高考)可逆反應(yīng)①X(g)+2Y(g)2Z(g)、②2M(g)N(g)+P(g)分別在密閉容器的兩個反應(yīng)室中進行，反應(yīng)室之間有無摩擦、可滑動的密封隔板。反應(yīng)開始和達到平衡狀態(tài)時有關(guān)物理量的變化如圖所示：

下列判斷正確的是A.反應(yīng)①的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B.達平衡（I）時體系的壓強與反應(yīng)開始時體系的壓強之比為14:15C.達平衡（I）時，X的轉(zhuǎn)化率為5/11D.在平衡（I）和平衡（II）中M的體積分數(shù)相等2molM1molX2molYMNPXYZ恒溫降溫MNPXYZ隔板隔板隔板反應(yīng)開始平衡（I）平衡（Ⅱ）12345123452.62.812345解析：A：降低溫度時，反應(yīng)①中氣體的物質(zhì)的量減少，說明平衡向正反應(yīng)方向移動。因此正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；B：反應(yīng)①在恒溫時前后的物質(zhì)的量發(fā)生了變化，根據(jù)PV=nRT，T不變，V看圖可知，n是變量，故不能求出達平衡（I）時體系的壓強與反應(yīng)開始時體系的壓強之比，因此用反應(yīng)②求：反應(yīng)②是反應(yīng)前后物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，由PV=nRT知在n、R、T不變的情況下有：P1V1=P2V2，得出P2/P1=V1/V2=2/2.2=10/11；C：對于反應(yīng)①T是定值，根據(jù)PV=nRT，得PV/n=RT

為常數(shù)，推出P1V1/n1=P2V2/n2，因此n2=P2V2n1/P1V1=P2/P1×V2/V1×n1=10/11×2.8/3×3=28/11。即28/11是平衡（I）中反應(yīng)①中X、Y、Z這三種氣體物質(zhì)的量的和，這時有(1－m)＋(2－2m)＋2m＝28/11，m=5/11，因此C正確。D：由于溫度變化平衡發(fā)生移動，故平衡（I）和平衡（II）中M的體積分數(shù)不相等。通過變化途徑尋解題捷徑：例1：在某合成氨廠合成氨的反應(yīng)中，測得合成塔入口處氣體N2、H2、NH3的體積比為6:8:1，出口處N2、H2、NH3的體積比為9:27:8，則氮氣的轉(zhuǎn)化率為A.75%B.50%C.25%D.20%入口處：N2:H2:NH36:8:1，出口處：N2:H2:NH3=9:27:8。設(shè)出口處N2為9mol，則nN=9×2+8=26mol，設(shè)入口處N2為6mol，則nN=6×2+1=13mol。據(jù)N守恒，則入口處N2必為12mol(氮原子為12×2+2=26)，轉(zhuǎn)化的氮氣為：12mol－9mol＝3mol∴N2變化3mol?！噢D(zhuǎn)化率＝答案：Ｃ例2：在一密閉容器中，用等物質(zhì)的量的A和B發(fā)生如下反應(yīng)：A(g)+2B(g)2C(g)反應(yīng)達到平衡時，若混合氣體中A和B的物質(zhì)的量之和與C的物質(zhì)的量相等，則這時Ａ的轉(zhuǎn)化率為A.40%B.50%C.60%D.70%用基本方法可以算出答案為A。若設(shè)計另外的途徑通過B求A的轉(zhuǎn)化率顯得更加簡單。因為A和B按1:2反應(yīng)，而A、B又是等物質(zhì)的量，∴A必過量，設(shè)B完全轉(zhuǎn)化則A只轉(zhuǎn)化一半，故轉(zhuǎn)化率為50%，但可逆反應(yīng)的特點反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化，∴A的實際轉(zhuǎn)化率＜50%，故A正確。答案：A例3：在一個固定容積的密閉容器中放入3molX氣體和2molY氣體