化学平衡---考点归纳例题详解

一、化学平衡的理解及平衡的判定例1：对可逆反应A2(g)＋B2(g)2AB(g)在一定条件下，达到平衡状态的标志是（）A．平衡时容器内各物质的物质的量比为1∶1∶2B．平衡时容器内的总压强不随时间而变化C．单位时间内生成2nmolAB的同时，生成nmol的B2D．单位时间内，生成nmolA2的同时，生成nmol的B2解析：平衡时容器内各物质的物质的量之比是没有规律的,只是各物质的物质的量浓度保持不变是一般规律，A错；对于反应前后气体不变的反应，容器内的总压强不随时间的变化而改变，无论是否平衡！B不能选择；对于C，对于D，如果反应向左进行，单位时间内，本来就是生成nmolA2的同时，一定生成了nmol的B2；对于C，表示反应向左进行的同时也在向右进行，而且程度相同！所以是正确的。答案：C例2：能够充分说明在恒温恒容下的密闭容器中，反应2SO2+O22SO3已达平衡状态的标志是()。A．容器中SO2、O2、SO3的物质的量之比为2∶1∶2B．SO2和SO3的物质的量浓度相等C．反应容器内压强不随时间变化而变化D．单位时间内生成2molSO3时，即生成1molO2解析：由于题目中没有给出各物质的起始量，也没有给出反应的具体条件，所以无法知道容器中SO2、O2、SO3的物质的量之比为2∶1∶2时，及SO2和SO3的物质的量浓度相等时反应是否达到平衡，也就是说无法知道达到平衡后，SO2和SO3的物质的量浓度上否相等。所以A、B选项不能选为答案。由于此反应是气体非等体积反应，在恒温恒容下，压强不变，说明各物质的浓度不变，故C选项正确。由于单位时间内生成2molSO3时，即消耗了1molO2，此时又生成1molO2，即意味着正反应速率等于逆反应速率，所以D选项也正确。答案：C、D例4．在一定温度下，反应A2(g)＋B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是（）A.单位时间内生成nmolA2，同时生成nmolABB.容器内总压强不随时间改变C.单位时间内生成2nmolAB同时生成nmolB2D.任何时间内A2、B2的物质的量之比为定值。分析：因为左边化学计量数之和为2，右边也为2，所以无论从左边反应开始，还是从右边加入生成物开始，总过程，气体压强始终不变，所以B是错误的。根据化学计量数关系，如果正反应速率看作单位时间AB生成为2mol的话，逆反应生成B2或A2各1mol，是平衡状态，即正反应速率等于逆反应速率了。（C）是正确的，任何时间内A2和B2反应的化学计量数之比都是1:1，但初始加的A2和B2如果不同，那么它们在反应混合物中物量的量之比不可能为定值。答：C。例2在一定条件下可逆反应A(气)+3B(气)2C(气)达到平衡的标志是（1998年全国高考题）A.C生成的速率与C分解的速率相等B.单位时间生成nmolA，同时生成3nmolBC.A、B、C浓度不再变化D.A、B、C的分子数之比为1:3:2思路分析：化学平衡是指在一定的条件下，可逆反应中正逆反应速率相等，反应混合物各组成成分百分含量不再改变时，反应所处的状态。A中：同一物质的生成速率和分解速率即表示为正、逆反应速率A正确；C中：A、B、C浓度不变即其百分含量不变(如反应前后体积不变的气相反应例外)，该选项也正确。而B中的说法符合反应中的任何时刻的情况；D是反应的一种特定情况，分子数比等于化学计量数比与正逆反应速率是否相等没有必然联系，不一定是平衡状态。答案：A、C方法要领：只有对可逆反应达到平衡的标志充分理解，才能顺利完成该题。判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据例举反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定平衡②各物质的质量或各物质质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总体积、总压力、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA，即V(正)=V(逆)平衡②在单位时间内消耗了nmolB同时消耗了pmolC，则V(正)=V(逆)平衡③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q，V(正)不一定等于V(逆)不一定平衡④在单位时间内生成nmolB，同时消耗了qmolD，因均指V(逆)不一定平衡压强①m+n≠p+q时，总压力一定（其他条件一定）平衡②m+n=p+q时，总压力一定（其他条件一定）不一定平衡混合气体平均相对分子质量Mr①Mr一定时，只有当m+n≠p+q时平衡②Mr一定时，但m+n=p+q时不一定平衡温度任何反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时（其他不变）平衡体系的密度密度一定不一定平衡其他如体系颜色不再变化等平衡二、化学平衡的影响因素及勒夏特列原理例3：（08天津卷）对平衡CO2(g)CO2(aq)；△H=－19.75kJ/mol，为增大二氧化碳气体在水中的溶解度，应采用的方法是（）。A．升温增压B．降温减压C．升温减压D．降温增压解析：增大二氧化碳气体在水中的溶解度,即使平衡向正向移动，而正向为一气体体积减少同时放热，因此可以降低温度，同时还可增大压强。答案：D。特别提醒：改变固本或纯液体的量，化学平衡不移动；恒温、恒容时，通入稀有气体，化学平衡不移动；恒温、恒压时，通入稀有气体，化学平衡向着气体分子数增大的方向移动；加入一种反应物后另一种反应物的转化率会增大，其本身的转化率反而减小；对于等体积反应，改变体系压强对化学平衡无影响。例4：各可逆反应达平衡后，改变反应条件，其变化趋势正确的是（）。解析：A项CH3COOH溶液中加入CH3COONa固体，CH3COOH溶液中CH3COO—浓度增加，电离平衡逆向移动，c(H+)减小，pH逐渐增大，A错误；B项加入KCl对平衡体系无影响，化学平衡不移动，B错误；C项恒温恒压，加入Ar，各反应物的物质的量不变，体积变大，各物质的量浓度成倍减小（等效于减压），化学平衡向体积增大的方向移动，H2的改变量减小，起始量不变，转化率减小，C错误21世纪教育网答案：D三、化学平衡图像例5：（08全国Ⅰ卷）已知：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2(g)△H=—1025kJ/mol该反应是一个可逆反应。若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是()。解析：根据“先拐先平，数值大”的原则，选项A、B正确；根据升高温度，平衡向吸热反应方向移动（即逆反应方向移动），可确定A、B正确；根据使用催化剂只能改变化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但对化学平衡的移动无影响，所以选项D正确。正反应为放热反应，升高温度，反应速率增大，平衡左移，NO含量降低，A项正确，C项错误；正反应是体积增大的反应，增大压强平衡左移，NO含量降低，B项正确；加入催化剂可加快反应速率，缩短到达平衡的时间，D项正确答案：C方法技巧：化学平衡经常会以图像来考查，不仅要掌握影响化学平衡的因素及勒夏特列原理，同时还要掌握识图的方法和一些规律，如“先拐先平数值大”和“定一议二”等原则。例6：气态可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，符合下图，试用“＞”或“＜”填(1)～(3)题。(1)温度T1T2(2)压强p1p2(3)m＋np＋q(4)正反应为反应(填“放热”或“吸热”)解析：（1）根据“先拐先平，数值大”的原则，T1先出现拐点，说明T1反应温度高，速率快，先达到平衡，故T1＞T2。(2)P2先出现拐点，说明P2压强大，反应速率快，先达到平衡，因此P1＜P2。(3)根椐右图可知，由P1到P2，压强增大，B%降低。又根据化学反应方程式，B%降低，说明反应向正反应方向移动了，所以，正反应方向是气体体积缩小的方向，故m＋n＞p＋q。(4)根椐左图可知，由T2到T1，温度升高，C%升高。而由方程式得，C%升高，说明反应向正反应方向移动了，所以正反应方向是吸热方向。答案：（1）＞（2）＜（3）＞（4）吸热四、等效平衡规律例7：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-1，若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为wmol·L-1的是()。A．4molA和2molBB．3molC+1molD+1molBC．2molA+1molB+3molC+1molDD．3molC+1molD解析：根据“C的浓度仍为wmol·L-1”及“维持容器体积和温度不变”知这是等温等容下的等效平衡，故利用极端转化的方法知D符合。答案：D例8：向某密闭容器中充入1molCO和2molH2O（g），发生反应：CO+H2O(g)CO2+H2。当反应达到平衡时，CO的体积分数为x。若维持容器的体积和温度不变，起始物质按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO的体积分数大于x的是()。A．0.5molCO+2molH2O(g)+1molCO2+1molH2B．1molCO+1molH2O(g)+1molCO2+1molH2C．0.5molCO+1.5molH2O(g)+0.4molCO2+0.4molH2D．0.5molCO+1.5molH2O(g)+0.5molCO2+0.5moH2解析：题中反应前后气体的体积不变，因此在恒温和恒容条件下是等效平衡的条件是CO和H2O(g)的物质的量之比与起始时加入的CO和H2O(g)的物质的量之比相等即可。因此只要将各个选项中的投料转化为CO和H2O(g)的物质的量，并与原平衡进行对比即可。对于A选项中的配料相当于CO有1.5mol、H2O(g)有3mol，即二者之比为1︰2，所以此情况下的平衡与原平衡等效，即CO的体积分数仍为x；对于B选项中的配料相当于CO有2mol、H2O(g)有2mol，相对于原平衡可以认为是在原平衡的基础上又加入了1molCO，相当于平衡向右移动，但是CO的体积分数增大，即大于x；对于C选项中的配料相当于CO有0.9mol、H2O(g)有1.9mol，此投料相当于在0.9molCO和1.8molH2O(g)的平衡体系中再加入0.1molH2O(g)，而0.9molCO和1.8molH2O(g)的平衡与原平衡是等效平衡，再加入0.1molH2O(g)时平衡向右移动，CO的体积分数减小，即小于x；对于D选项中的配料相当于CO有1mol、H2O(g)有2mol，此平衡与平衡相同，所以CO的体积分数也为x。因此达到平衡时CO的体积分数大于x的只有B选项。答案：B规律总结：定温、定容时：①对于一般的可逆反应只改变起始时加入物质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。②对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡相同，两平衡等效。例5．在一恒定的容器中，充入2molA和1molB发生反应：2A(g)+B(g)xC(g)，达到平衡后，C的体积分数为w%，若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量A:0.6mol，B:0.3mol，C:1.4mol充入容器。达到平衡后，C的体积分数仍为w%，则x值为（）A．只能为2B．只能为3C．可能为2，也可能为3D．无法确定分析：①对于反应：2A(g)+B(g)xC(g)只要有相同的起始条件则会达到同一平衡。已知起始A为2mol，B为1mol，平衡时C的体积分数为W%。现起始时A、B、C物质的量分别为0.6mol、0.3mol、1.4mol，只要将C变为0，A和B分别为2mol、1mol即可使平衡时C体积分数为W%。用A、C列式：204.1)6.02(2xmolxmol，.24.1)3.01(1xmolxmolCB列式、或用②若x=3，方程两边气体体积相等，只要A、B起始物质的量之比等于其化学计量数之比（2:1）都可达同一平衡，因此x=3也符合题目要求。例6．在一定温度下，把2molSO2和1molO2通入一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO2＋O22SO3，当此反应进行到一定程度时，反应混合物就处于