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第21讲化学平衡考点1判断可逆反应是否达到平衡状态判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据续表续表续表例1一定温度下，在某固定容积的密闭容器中发生可逆反应A(g)+3B(g)===2C(g)，能标志该反应达到平衡的是()A．A、B、C的浓度之比为1∶3∶2B．单位时间内生成nmolA的同时生成3nmolBC．单位时间内生成nmolA的同时生成2nmolCD．混合气体的密度不变C【解析】虽说A、B、C的转化浓度之比为1∶3∶2，但是反应开始时A、B的浓度不知，无法确定平衡浓度比值，A错误；B选项指的都是单一反应——逆反应的速率，在反应过程不管是否达到平衡都成立，B错误；而C描述的是正逆反应速率相等，故C正确；由于反应容积不变、质量不变，在反应过程不管是否达到平衡，其密度都是保持不变，D错。考点2化学平衡常数及其应用1．计算某反应达平衡后的平衡常数。2．利用某一时刻反应的浓度商和该温度下的平衡常数比较，判断可逆反应的进行状态：对于可逆反应：mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g)，在一定的温度下的任意时刻，反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系：Qc=cp(C)×cq(D)/[cm(A)×cn(B)]，Qc叫该反应的浓度商。当Qc＜K时，反应向正反应方向进行；当Qc=K时，反应处于平衡状态；当Qc＞K时，反应向逆反应方向进行。3．利用K可判断反应的热效应若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应。若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。例2在密闭容器中进行的如下反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。SO2的起始浓度是0.4mol/L，O2的起始浓度是1mol/L，当SO2的转化率为80%时，反应达到平衡状态。(1)求反应的平衡常数；(2)试运用平衡常数及有关计算，判断下列条件下化学平衡是否移动？如何移动？①若将平衡时反应混合物的压强增大1倍；②若将平衡时反应混合物的压强减少1倍；③平衡时保持体积不变，向平衡混合气体中充入稀有气体Ar，使体系总压变为原来的3倍。【解析】平衡常数K=0.322/(0.84×0.082)=400/21；压强增大1倍，各组分的浓度增大1倍；Qc=0.642/(1.68×0.162)=200/21＜400/21，即Qc＜K，所以平衡向正方向移动。同理压强减少1倍，各组分的浓度减少1倍，经过计算Qc＞K，所以平衡向逆方向移动；向平衡混合气体中充入稀有气体Ar，总压强增大，但反应混合物中的各组分的浓度不发生改变，所以平衡不发生移动。【答案】(1)400/21(2)①平衡正向移动②平衡逆向移动③平衡不移动哪些物理量能作为化学平衡状态的判断依据，关键要遵循“正逆相等，变量不变”的原则，具体情况具体分析，例如，对于反应A(s)B(g)+C(g)，初始加入A物质，则B、C的百分含量不变也不能作平衡的判断依据，因为在此情况下B、C的百分含量始终均为50%，是恒量。压强、密度、平均相对分子质量等都要具体分析。1.在某一容积为2L的密闭容器内，加入0.2mol的CO和0.2mol的H2O，在催化剂存在的条件下高温加热，发生如下反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)DH=-akJ/mol(a＞0)，反应达到平衡后，测得c(CO)∶c(CO2)=3∶2。下列说法正确的是()BA．反应放出的热量为0.2akJB．平衡时H2O的转化率为40%C．若升高温度，v(正)加快，v(逆)减慢，平衡正向移动D．若将容器的体积压缩为1L，有利于该反应平衡正向移动COH2OCO2H20.5mol8.5mol2.0mol2.0mol2.反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)DH=-41.2kJ×mol-1，在800℃时的化学平衡常数K=1.0。某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表：此时反应中正、逆反应速率的关系式是()A．v(正)＞v(逆)B．v(正)＜v(逆)C．v(正)=v(逆)D．无法判断A3.在体积和温度不变的密闭容器中充入1molH2O蒸气和足量铁粉，建立平衡3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)之后，测得H2O蒸气的分解率为x%，浓度为c1mol/L。若再充入1molH2O蒸气，建立新的平衡后．又测得H2O蒸气的分解率为y%，浓度为c2mol/L。则下列关系正确的是()A．xy，c1c2B．xy，c1c2C．x=y，c1=c2D．x=y，c1c2D4.(2011·福建卷)25℃时，在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中，加入过量金属锡(Sn)，发生反应：Sn(s)+Pb2+(aq)Sn2+(aq)+Pb(s)，体系中c(Pb2+)和c(Sn2+)变化关系如下图所示。下列判断正确的是()A．往平衡体系中加入金属铅后，c(Pb2+)增大B．往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后，c(Pb2+)变小C．升高温度，平衡体系中c(Pb2+)增大，说明该反应DH0D．25℃时，该反应的平衡常数K=2.2D【解析】由于铅是固体状态，往平衡体系中加入金属铅后，平衡不移动，c(Pb2+)不变；往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后，平衡向左移动，c(Pb2+)变大；升高温度，平衡体系中c(Pb2+)增大，平衡向左移动，说明该反应是放热反应，即DH0；25℃2+2+c(Sn)c(Pb)=2.2，故D项正确。时，该反应的平衡常数K==0.22/0.105.(2011·天津卷)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下所示。由图可得出的正确结论是()A.反应在c点达到平衡状态C.反应物的总能量低于生成物的总能量D.Dt1=Dt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段B.反应物浓度：a点小于b点D【解析】绝热容器，体系温度随着反应的进行会逐渐变化。续表6.温度下，反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的平衡常数为400。此温度下，在容积一定的密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：物质CH3OHCH3OCH3H2O浓度/(mol·L-1)0.440.60.6下列说法正确的是()A．CH3OH的起始浓度为1.04mol/LB．此时逆反应速率大于正反应速率C．平衡时CH3OH的浓度为0.04mol/LD．平衡时CH3OH的转化率小于80%C7.在盛有足量A的体积可变的密闭容器中，加入B，发生反应：A(s)+2B(g)4C(g)+D(g)DH0。在t℃、pkPa下达到平衡。平衡时C的物质的量与加入的B的物质的量的变化关系如图。下列说法正确的是()A．平衡时B的转化率为33.3%B．若再加入B，则再次达到平衡时，正、逆反应速率均增大，但仍然相等C．若再加入4molC和1molD，则再次达到平衡时体系气体密度减小，平均摩尔质量不变D．若温度变为(t+10)℃，则q＜45°D