高中化學--化學平衡狀態(tài)及計算(doc 14頁).doc

化學平衡狀態(tài)及計算化學平衡及有關計算是每年高考必考查的熱點問題。為了便于自學，下面通過題型示例的方法歸納和總結相關知識點及此類題型的解題方法，供參考。題型示例一：化學平衡狀態(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到平衡：反應為：N2 + 3H2 2NH3 下列哪一狀態(tài)一定是平衡狀態(tài)（ ）A：N2 、 H2 、 NH3的總質量不隨時間的延長而改變的狀態(tài)B：單位時間內有1molNH3分解的同時，有0.5molN2和1.5molH2反應生成NH3的狀態(tài)C：H2和N2體積百分含量之比不隨時間的延長而改變的狀態(tài)D：H2減少的速率等于NH3增加的速率的狀態(tài)解析：本題是對化學平衡狀態(tài)實質的考查。A：由質量守恒定律可知，全部是氣體參與的反應氣體的總質量恒定，任何時候不隨時間的延長而改變；B：重點強調0.5molN2和1.5molH2反應生成NH3，實際為正反應生成1molNH3,同時已知又有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V（H2）=V（NH3）時，平衡向逆反應方向移動，不是平衡狀態(tài)。故本題答案為B。例題2：對于在SO2 + O2 2SO2的平衡體系中加入由18O構成的氧氣，當平衡發(fā)生移動后，SO2中18O的含量-（填“增加”、“減少”、“不變”）；其原因是-。解析：本題考查化學平衡狀態(tài)的特征?；瘜W平衡是動態(tài)平衡，在平衡體系中加入由18O構成的氧氣時，即增大了反應物的濃度，平衡向正反應方向移動，生成更多含18O的SO3，與此同時，逆反應也在不斷進行，含18O的SO3分解，達新的平衡時，SO2中18O的含量增加。故本題的答案為：增加；在SO2與18O2反應生成S18O3的同時，S18O3又分解生成S18O2。方法精要：1、要理解化學平衡狀態(tài)涵義的四要點：（1）在一定條件下；（2）可逆反應中；（3）正反應速率和逆反應速率相等；（4）反應混合物中各組成成分的含量保持不變。2、要理解化學平衡狀態(tài)的四特征：（1）“動”：化學平衡是動態(tài)平衡，V正 = V逆 0。平衡是有條件的、相對的，條件改變，平衡要發(fā)生移動。（2）“等”：同一物質的V正 = V逆，這是反應達平衡的實質。（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途徑無關”：對某一可逆反應，在建立平衡的條件相同時，不管通過什么途徑（從正反應開始、從逆反應開始、從反應物和生成物共存的某一狀態(tài)開始、或者是分次加入反應物等），只要投料時各組成成分的含量相同，總質量不變，最終都可達到相同的平衡狀態(tài)。題型示例二：可逆反應達平衡的標志例題3：下列各組數據反映可逆反應2A B + 3C 達到平衡狀態(tài)的是（ ）。 正反應速率 逆反應速率 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：本題考查對反應速率和化學平衡實質的理解。同一化學反應用不同物質表示的反應速率數值不同，但意義相同，速率之比等于方程式的系數之比；反應達平衡的實質是：同一物質的V正 =V逆 。A中的VA 和VB雖然在數值上相同，但換算為同一種物質的速率統(tǒng)一用A或B表示時，就不難看出它們的生成速率和反應速率不相等；B中VA = 2 mol/LS 為正反應速率，將其用B物質來表示時：VB=VA/2 =2X（1/2）= 1mol/LS，與逆反應速率VB= 1 mol/LS相等，符合達平衡的實質，故B正確。同理判斷C錯，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：X（g）+ 2Y(g) 2Z(g)，此反應達到平衡的標志是（ ）。A：容器內壓強不隨時間變化 B：容器內各物質的濃度不隨時間變化C：容器內X、Y、Z的濃度之比為122 D：單位時間消耗0.1molX同時生成0.2molZ解析：本題考查化學反應達平衡的等價標志。只要能推出同一物質的V正 =V逆的任何條件，都可作為判斷反應達平衡的標志。A中對前后氣體體積不等的可逆反應，容器內壓強不變，即是各物質的物質的量不變；B中各物質的濃度不變，即單位時間內同一物質的消耗量等于生成量，都能得出V正 =V逆，故A、B正確。平衡時各物質的濃度比不一定是方程式的系數比，只有濃度的改變量之比等于方程式的系數比，故C不對；D中單位時間內消耗0.1molX時，不論反應是否達平衡一定生成0.2molZ，D不對。故本題答案為A和B。方法精要：1、要理解化學反應達平衡的本質原因（本質標志）：V正 =V逆，它是指同一物質的消耗速率與生成速率相等。2：要能根據化學平衡的實質推理并掌握一些反應達平衡的等價標志：（1）體系中各組分的濃度、物質的量、物質的量分數、氣體組分的體積分數或反應物的轉化率等保持一定時，反應處于平衡狀態(tài)。（2）全是氣體參加的且反應前后氣體體積不等的可逆反應，當恒溫恒容時壓強不變、恒溫恒壓時密度不變、氣體總物質的量不變或混合物平均相對分子質量保持一定時，反應處于平衡狀態(tài)。（3）有固體（或液體）和氣體參與的反應，在恒溫恒容時混合氣體的密閉不變或混合氣體的總質量不變時，反應處于平衡狀態(tài)。（4）體系中某物質如果有顏色，當顏色不隨時間發(fā)生變化時，反應處于平衡狀態(tài)。 3：要注意反應前后氣體體積不變的可逆反應，就不能用總壓強不變或平均相對分子質量等不變作為判斷反應是否達平衡的標志。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，能用混合氣體平均相對分子質量不變作為平衡的標志。題型示例三：化學平衡的移動和勒沙特列原理例題5：在一密閉容器中，反應aA(g) bB(g) 達平衡后，保持溫度不變，將容器體積增大一倍，當達到新的平衡時，B的濃度是原來的60%，則（ ）。A：平衡向正反應方向移動了 B：物質A的轉化率減少了C：物質B的質量分數增加了 D：a b解析：本題考查壓強對平衡的影響。將容器體積增大一倍，相當減少體系的壓強。若不考慮平衡移動，體積增大一倍，B的濃度應為原來的50%，現(xiàn)為原來的60%，大于50%，說明增大體積減少壓強后平衡正向移動了，A的轉化率應增大，B的質量分數也增大，由勒沙特列原理可知應有a b 。故本題的答案為A和C。例題6：密閉容器中進行下述反應：2A + B(g) C(g) + D(g),此反應符合圖（一），則下列敘述正確的是（ ） B% 50 1106paA：正反應是吸熱反應，A為氣體 50 2105pa B：正反應是吸熱反應，A為固體 20 2105pa C：正反應是放熱反應，A為固體 D：正反應是放熱反應，A為氣體 t （圖一） 解析：本題結合圖象對化學反應速率和化學平衡移動進行綜合考查。此種題型應先看懂圖象，清楚縱坐標和橫坐標的意義，然后依據化學反應速率和化學平衡的移動規(guī)律進行綜合分析推理和判斷。由圖可知，在相同溫度時，壓強越大，B%就越大，即增大壓強平衡向逆方向移動，由平衡移動原理和方程式系數可知A一定不能是氣體；在相同壓強時，溫度越高，B%就越大，即升高溫度平衡向逆反應方向移動，由移動原理可知正反應為放熱反應。故本題答案為C。方法精要：1、 理解平衡發(fā)生移動的原因：同一物質的V正V逆；平衡移動后的結果：各組成物質的含量發(fā)生改變。2、 要理解平衡移動原理（勒沙特列原理）的適用條件：是針對已達平衡的可逆反應，用于判斷平衡移動的方向。適用于化學平衡、溶解平衡、電離平衡和水解平衡等動態(tài)平衡。3、 要正解理解條件改變平衡移動的前提條件是正逆反應速率不等，不能把V正增大與平衡向正方向移動等同起來，只有V正V逆，平衡才正向移動，只有V正 V1 =0.013mol/Lmin，所以V3V1 ，因正反應速率不斷減慢，所以0至10分鐘內的平均速率應大于10至20分鐘內的平均速率，即有： C30.092 0.920.75 即： C3 1.09mol/L 所以： C3 1.0mol/L（4）比較實驗4和實驗1，溫度越高，平衡時A的濃度越低，所以可推知該反應是：吸熱反應；原因是溫度升高，平衡向右移動的程度增大，由移動原理可知該反應為吸熱反應。例題11：人類目前對煤和石油的過度應用，使空氣中的CO2濃度增大，導致地球表面溫度升高，形成溫室效應?？茖W家對CO2的增多帶來的負面影響較為擔憂，于是提出了將CO2通過管道輸送到海底，這可減緩空氣中CO2濃度的增加。請你根據CO2的性質回答：（1）這樣長期下去，將給海洋造成什么影響？（2）你認為消除這些影響的最好方法是什么？解析：本題考查化學平衡與生態(tài)平衡的聯(lián)系。（1）根據氣體的溶解度受壓強影響的因素，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CO2和水將發(fā)生如下變化：CO2 +H2O H2CO3 H+ + HCO3- 。根據平衡移動原理，CO2的溶解度增大，與水發(fā)生反應的程度會增大，生成的碳酸增多，即整個平衡向右移動，所以海水的酸性將增大，這樣將破壞海洋的生態(tài)系統(tǒng)，帶來不堪設想的后果。（2）可采用減少對煤和石油產品的用量，開發(fā)新能源，大量種植綠色植物，將會減少CO2在空氣中的含量。方法精要：1、對綜合題型應認真分析題意，如有圖表，要理解圖表中每一項的意義，特別是要認真分析圖象和表格的特征。如縱橫坐標、曲線的拐點、表格的橫行和縱行等表示的意義。2、要能把化學平衡與溶解平衡、電離平衡、水解平衡、生態(tài)平衡和環(huán)境保護等知識聯(lián)系起來，能運用平衡移動原理解釋化學現(xiàn)象和選擇化工生產的適宜條件。3、與化學平衡相連接的跨學科的結合點有生態(tài)平衡、生物體內平衡、物理學中有關氣體的性質等，氣體定律與化學平衡相結合組成的有關化學平衡的計算是平衡計算中的熱點。高分突破： 1、可逆反應2NO2 2NO + O2在密閉容器中發(fā)生，達到平衡的標志是（ ） 單位時間內生成nmolO2的同時生成2nmolNO2單位時間內生成nmolO2的同時生成2nmolNO用NO2、NO、O2的物質的量濃度變化表示的反應速率的比為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分子質量不在改變的狀態(tài)A： B： C： D：2、二氧化氮存在下列平衡：2NO2（g） N2O4（g） +Q，在測定NO2的相對分子質量時，下列條件中較為適宜的是（ ） A：溫度為130、壓強為3.03 x 105pa B: 溫度為25、壓強為1.01 x 105pa C: 溫度為130、壓強為5.05 x 104pa D: 溫度為0、壓強為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，當反應CO+ H2O（g） CO2 + H2達平衡時，水蒸氣的體積分數與H2的相等，則下列述錯誤的是（ ）A：平衡后CO的體積分數為40% B：平衡后CO的轉化率為25%B：平衡后水的轉化率為50% C：平衡后混合氣體的平均相對分子質量為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FeO（固）+ CO Fe（固） + CO2中，將生成的鐵分離出來后，平衡（ ）A：向右移動 B：向左移動 C：不移動 D：無法判斷 6、一定溫度下在密閉容器中可逆反應N2（g） + 3H2（g） 2NH3（g）達平衡時，N2的轉化率為20%，H2的轉化率為50%，則平衡時體系的壓強為反應前的（ ）A：1/2 B：1/5 C：3/4 D：9/117，反應mA（g）+nB（g） PC（g） + qD（g）經5min后達到平衡，則得此時A的濃度減少了amol/L，而C的濃度增加了2a/3mol/L。又測得平均反應速率VC = 2VB，達平衡后，若保持溫度不變，給體系加壓，平衡不移動，則該反應可表示為（ ）進制 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、 一個容積固定的密閉容器中加入amoLA和bmoLB，發(fā)生下列反應：aA（g）+bB（g） cC（g），達平衡后測得物質C的物質的量為Wmol，若保持容器體積和溫度不變，起始時加XmolA、YmolB、ZmolC，要使達平衡后C的物質的量仍為Wmol，則X、Y、Z必須滿足的關系為-。9、 有兩個起始體積相同的密閉容器A和B，A容器有一個可移動的活塞，能使容器內保持恒壓；B容器的體積固定。起始時這兩個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：2SO2 + O2 2SO3，并達平衡。（1） 達到平衡所需時間A容器比B容器-，兩容器中SO2的轉化率A比B-。（2） 達到（1）所述平衡后，若向容器中通入數量不多的等量氬氣，A容器中的化學平衡-移動，B容器中的化學平衡-移動。（3） 達到（1）所述平衡后，若向兩容器中通入等量的原混