化學(xué)平衡題目解析

PAGEPAGE4化學(xué)平衡題目解析歸納總結(jié)：一、極端假設(shè)法解“化學(xué)平衡等同性”的問題對一可逆反應(yīng)，在一定條件下，反應(yīng)無論從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，都可以建立等同平衡狀態(tài)。也就是說，不同的起始條件可以達到等同平衡狀態(tài)。這里所說的等同平衡狀態(tài)有兩種情況：1.當(dāng)溫度和體積一定(即恒溫恒容)時，指平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量相同，此時各不同的起始狀態(tài)實際上是同一起始狀態(tài)。判斷的方法是：將生成物按方程式中各物質(zhì)的系數(shù)完全歸至反應(yīng)物(極端假設(shè)法)，若對應(yīng)物質(zhì)的數(shù)值(物質(zhì)的量)相同即等同平衡狀態(tài)；若不同，則不是等同平衡狀態(tài)。【注意】各不同的起始狀態(tài)，對應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量相同，其濃度相同或百分含量也相同?！昂銣睾闳荨碧乩?HI(g)H2(g)＋I2(g)，因為該類型反應(yīng)的特點是反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變，所以也是“恒溫恒壓”。2.當(dāng)溫度和壓強一定(體積可變，即恒溫恒壓)時，指平衡時各物質(zhì)的濃度相同或百分含量相同。此時各不同的起始狀態(tài)，經(jīng)過將生成物按方程式中各物質(zhì)的系數(shù)完全歸至反應(yīng)物(極端假設(shè)法)后,只要對應(yīng)反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比相同,就會達到等同平衡狀態(tài)?！咀⒁狻扛鞑煌钠鹗紶顟B(tài)，對應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量可能不同，但是其濃度相同或百分含量相同。二、反應(yīng)物用量的改變對轉(zhuǎn)化率的一般規(guī)律Ⅰ、若反應(yīng)物只有一種：aA(g)bB(g)＋cC(g)，在不改變其他條件時，增加A的量平衡向正反應(yīng)方向移動，但是A的轉(zhuǎn)化率與氣體物質(zhì)的計量數(shù)有關(guān)：(可用等效平衡的方法分析)。①若a＝b＋c：A的轉(zhuǎn)化率不變；②若a＞b＋c：A的轉(zhuǎn)化率增大；③若a＜b＋c：A的轉(zhuǎn)化率減小。Ⅱ、若反應(yīng)物不只一種：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，①在不改變其他條件時，只增加A的量，平衡向正反應(yīng)方向移動，但是A的轉(zhuǎn)化率減小，而B的轉(zhuǎn)化率增大。②若按原比例同倍數(shù)地增加A和B，平衡向正反應(yīng)方向移動，但是反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與氣體物質(zhì)的計量數(shù)有關(guān)：如a＋b＝c＋d，A、B的轉(zhuǎn)化率都不變；如a＋b＞c＋d，A、B的轉(zhuǎn)化率都增大；如a＋b＜c＋d，A、B的轉(zhuǎn)化率都減小。三、充入“惰性氣體”增大壓強判斷各反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率變化對于可逆反應(yīng)aA(g)＋bB(g)

cC(g)＋dD(g)，（a＋b≠c＋d，）在壓強變化導(dǎo)致平衡移動時，學(xué)生感到困惑的是充入“惰性氣體”化學(xué)平衡朝哪個方向移動？轉(zhuǎn)化率如何變化？可歸納為以下兩方面：1.恒溫恒容條件下充入“惰性氣體”，化學(xué)平衡不移動。因平衡體系的各組分濃度均未發(fā)生變化，故各反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率不變。2.恒溫恒壓條件下充入“惰性氣體”，化學(xué)平衡向氣體體積增大的方向移動。因為此時容器容積必然增大，相當(dāng)于對反應(yīng)體系減壓，繼而可判斷指定物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率變化。四、NO2、N2O4平衡問題2NO2（g）N2O4（g）（1）恒溫、恒容的條件下，若分別向容器中通入一定量的NO2氣體或N2O4氣體，重新達到平衡后：可視為加壓，平衡都向右移動，達到新平衡時NO2的轉(zhuǎn)化率都增大，N2O4的轉(zhuǎn)化率將減小。NO2體積分?jǐn)?shù)減小，N2O4體積分?jǐn)?shù)增大，混合氣體相對分子質(zhì)量增大。（2）壓強減小，容器體積會擴大，不管平衡是否移動，向何方向移動，平衡體系中各物質(zhì)的濃度都會減小，由于氣體質(zhì)量不變，所以密度減小。（3）保持容器體積不變，充入“惰氣”，各組分的物質(zhì)的量不變，容器體積不變，故各組分濃度均無改變，平衡不發(fā)生移動。（4）保持壓強不變，充入“惰氣”，容器容積增大，參加反應(yīng)的各組分濃度減小，參加反應(yīng)的各組分的總壓強減小，平衡向氣體體積增大的方向移動五、用極限假設(shè)法解化學(xué)平衡取值范圍題目的方法和步驟：1.分析參照條件的特征；2.判定所研究反應(yīng)的進行方向；3.確定基準(zhǔn)物質(zhì)：若研究的反應(yīng)維持正方向，則以最易不足量（系數(shù)最大）的反應(yīng)物為基準(zhǔn)物質(zhì)；若維持逆方向，則以最易不足量（系數(shù)最大）的產(chǎn)物為基準(zhǔn)物質(zhì)。4.假設(shè)兩個極限點，即假設(shè)基準(zhǔn)物質(zhì)完全消耗和完全沒有消耗兩個極限點，列出兩個方程式，求出最小和最大的極限值，由此確定所求量的取值范圍?！纠?】下列說法正確的是A.可逆反應(yīng)的特征是正反應(yīng)速率總是和逆反應(yīng)速率相等；B.在其他條件不變時，使用催化劑既能變反應(yīng)速率，又能改變化學(xué)平衡狀態(tài)；C.在其他條件不變時，升高溫度可以使化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動；D.在其他條件不變時，增大壓強一定會破壞氣體反應(yīng)的平衡狀態(tài)?！痉治觥恐痦椗袛嗫梢圆扇〖傧肭闆r予以批駁，駁得倒，找到了例外，就可予以否定。選項A，在未達到平衡前，正反應(yīng)速率往往大于逆反應(yīng)速率，所以予以否定；選項B，在其他條件不變時，使用催化劑只能改變反應(yīng)速率，而不能改變化學(xué)平衡狀態(tài)；選項D，如果一個反應(yīng)，反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量不變，總體積不變，那么增大壓強雖然可以增加各組分氣體的濃度，也可以同時增加正向和逆向的反應(yīng)速率，但并不改變平衡狀態(tài)，應(yīng)予否定?！敬鸢浮緾【例2】在一恒容的密閉容器中A(g)＋B(g)C(g)的平衡體系中，若增大A的濃度而使平衡向右移動，達到新的平衡時，則下列說法不正確的是A.C的平衡濃度一定比原來平衡時大B.B的平衡濃度一定比原來平衡時小C.C的體積分?jǐn)?shù)一定比原來平衡時小D.A的轉(zhuǎn)化率一定比原來平衡時大【分析】對于氣態(tài)反應(yīng)來說，保持容器體積不變而向原來平衡體系中增加某反應(yīng)物的量，可以使其它反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大，可以使生成物的量也增加，由于增加的反應(yīng)物只有少量轉(zhuǎn)化，所以該物質(zhì)總的轉(zhuǎn)化率反而降低，又由于體系中總的物質(zhì)的量增大，所以生成物的體積分?jǐn)?shù)一般也是減小的?！敬鸢浮緿【例3】在一個固定體積的密閉容器中，加入2molA和1molB，發(fā)生反應(yīng)2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)，達到平衡時，C的濃度為wmol/L。若維持容器體積和溫度不變，按下列四種方法改變起始物質(zhì)，達到平衡后，C的濃度仍為wmol/L的是A.4molA＋2molBB.2molA＋1molB＋3molC＋1molDC.1molB＋3molC＋1molDD.3molC＋1molD【分析】在等溫條件下平衡時，正向和逆向速率相等，平衡才發(fā)生移動。在氣態(tài)反應(yīng)中，各氣體之間物質(zhì)的量之比也就是濃度比。既然如此，要想得到混合氣體中C的濃度仍為wmol/L，則投入的原料既可以是原料氣的配比2molA和1molB，也可以是生成物的配比3molC和1molD，因為題目說的是可逆反應(yīng)達到平衡時的情況。若選(B)，則這樣投料將使C的濃度發(fā)生變化，不合要求。【答案】D【例4】在一恒容密閉容器中，反應(yīng)A(g)＋B(g)C(g)達到平衡，若增大A的濃度，使平衡右移，并達到新的平衡，下列說法正確的是A.A的濃度一定比原平衡大B.A的轉(zhuǎn)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的轉(zhuǎn)化率一定減小【分析】增大A的濃度，盡管平衡右移，但加入的A不可能全部轉(zhuǎn)化。平衡時A的濃度一定比原平衡大，而A的轉(zhuǎn)化率不一定增大。因為A的總量在增大。同理C的百分含量也不一定增大。而平衡右移B的轉(zhuǎn)化率一定增大?！敬鸢浮緼.【例5】在一個容積不變的容器內(nèi)，有一左右可滑動的隔板，在該密封容器隔板兩側(cè)分別進行如圖所示的可逆反應(yīng)。各物質(zhì)的起始量如下：A、B、C均為4.0mol，D為2.0mol，E為3.0mol。設(shè)F的物質(zhì)的量為x。當(dāng)x在一定范圍內(nèi)變化時，均可以通過調(diào)節(jié)容器的溫度使兩側(cè)反應(yīng)達到平衡，并且隔板恰好處在正中位置，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝海?）若x＝6.0mol，則右側(cè)反應(yīng)在起始反應(yīng)時應(yīng)向_____（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向進行。（2）欲使起始反應(yīng)維持向該方向進行，則x的取值范圍為__________________________?！痉治觥勘绢}是一個恒容恒壓的過程，且左側(cè)是一個參照條件。左側(cè)是氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，已知共有氣體12mol，而右側(cè)當(dāng)x＝6.0mol時，起始共有氣體2.0＋3.0＋6.0＝11（mol）＜12mol，因此要保持隔板位于中間，只能向逆反應(yīng)進行，使右側(cè)體系中氣體為12mol。若起始維持這個方向（逆反應(yīng)方向），極限值有兩個點：①F完全消耗；②F完全沒有消耗?！纠?3】在容積固定不變的4L密閉容器中，存在可逆反應(yīng)：X(g)＋2Y(g)2Z(g)，并達到平衡，在此過程中，以Y的濃度改變表示的反應(yīng)速率v正、v逆與時間t的關(guān)系如圖2所示，則圖中陰影部分面積表示：A.X的濃度的減少B.Y物質(zhì)的量的減少C.Z的濃度增加D.X物質(zhì)的量的減少【分析】本題借鑒物理學(xué)中常見的速率～時間圖像v＝f(t)和t所圍成的面積的大小在數(shù)值上等于質(zhì)點的位移?，F(xiàn)將化學(xué)反應(yīng)速率類比為質(zhì)點運動，則可把物理知識遷移到化學(xué)問題中去，解決有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率圖像問題。因為可逆反應(yīng)式中Y和Z的化學(xué)計量數(shù)相等，所以根據(jù)圖像可得，oabd和obd圍成的面積大小在數(shù)值上分別等于正反應(yīng)Z濃度的增加量和逆反應(yīng)Z濃度的減少量，由此可見，圖中陰影部分面積即為在時間t內(nèi)Z濃度的凈增量。故答案選C。(也是Y濃度的減少量)【答案】C【例14】在一個6L的密閉容器中，放入3LX（g）和2LY（g）在一定條件下發(fā)生下列反應(yīng)：4X（g）＋3Y（g）2Q（g）＋nR（g），達到平衡后，容器溫度不變，混合氣體壓強比原來增加5％，X的