高中化學(xué)平衡高考易錯經(jīng)典試題與總結(jié)

一、化學(xué)平衡狀態(tài)的推斷一個可逆反響是否到達化學(xué)平衡狀態(tài)，推斷依據(jù)主要有兩個方面：一是用同種物質(zhì)濃度變更表示的正反響速率和逆反響速率相等，或用不同種物質(zhì)濃度變更表示的正反響速率和逆反響速率相當(dāng)〔其比值等于化學(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計量之比〕；二是平衡混合物中各組分的濃度保持不變。例1在肯定溫度下，可逆反響A(g)+3B(g)2C(g)到達平衡的標(biāo)記是A．C的生成速率與C的分解速率相等B．單位時間生成nmolA，同時生成3nmolBC．A、B、C的濃度不再變更D．A、B、C的分子數(shù)比為1:3:2分析A選項中同一物質(zhì)C的生成速率與分解速率相等〔即正、逆反響速率相等〕和C選項中A、B、C的濃度不再變更，都是化學(xué)平衡的標(biāo)記。而B選項中的說法符合反響中任何時刻的狀況，D選項那么是反響中可能的一種特定狀況，不肯定是平衡狀態(tài)。所以答案為A、C。由于化學(xué)平衡時，平衡混合物中各組分的濃度保持不變，此時有氣體參與或生成的反響體系的壓強也保持不變。但在容積不變的狀況下，對于Δn(g)=0的反響，體系壓強始終不隨時間變更，只有對于Δn(g)≠0的反響，體系壓強不變才能作為到達化學(xué)平衡的標(biāo)記。例2在肯定溫度下，向aL密閉容器中參與1molX氣體和2molY氣體，發(fā)生如下反響：X(g)+2Y(g)2Z(g)，此反響到達平衡的標(biāo)記是A．容器內(nèi)壓強不隨時間變更B．容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時間變更C．容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比為1:2:2D．單位時間消耗0.1molX同時生成0.2molZ分析由于反響的Δn(g)≠0，容器內(nèi)壓強不隨時間變更是平衡的標(biāo)記，另外參照推斷可逆反響是否到達平衡的兩個主要依據(jù)，正確答案為A、B。二、化學(xué)平衡常數(shù)的初步相識高考對化學(xué)平衡常數(shù)的要求主要是初步相識其含義及影響因素，并能用化學(xué)平衡常數(shù)對反響是否處于平衡狀態(tài)進展定量的推斷。例3在肯定體積的密閉容器中，進展如下化學(xué)反響：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表：t℃701200K答復(fù)以下問題：〔1〕該反響的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K=______?！?〕該反響為______反響〔選填吸熱、放熱〕?！?〕〔略〕?！?〕某溫度下，平衡濃度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，試推斷此時的溫度為______℃。分析〔1〕對于化學(xué)計量數(shù)均為1的可逆反響，其平衡常數(shù)是生成物的濃度乘積除以反響物的濃度乘積所得的比；〔2〕可逆反響的平衡常數(shù)一般只隨溫度的變更而變更，吸熱反響的平衡常數(shù)隨溫度上升而增大，放熱反響的平衡常數(shù)隨溫度上升而減?。弧?〕當(dāng)c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)時，反響的平衡常數(shù)K=1。例4高爐煉鐵中發(fā)生的根本反響之一如下：FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)〔正反響是吸熱反響〕，其平衡常數(shù)可表示為K=c(CO2)/c(CO)，1100℃時K=0.263。〔1〕溫度上升，化學(xué)平衡移動后到達新的平衡，高爐內(nèi)CO2和CO的體積比值______；平衡常數(shù)K值______〔選填“增大〞“減小〞或“不變〞〕?！?〕1100℃時測得高爐中c(CO2)=0.025mol·L-1、c(CO)=0.1mol·L-1，在這種狀況下，該反響是否處于化學(xué)平衡狀態(tài)______〔選填“是〞或“否〞〕，此時，化學(xué)反響速率是v正______v逆〔選填“大于〞“小于〞或“等于〞〕，其緣由是______。分析〔1〕由于正反響是吸熱反響，平衡常數(shù)將隨溫度的上升而增大；〔2〕由于此時c(CO2)/c(CO)=[0.025mol·L-1]/[0.1mol·L-1]=0.25≠K=0.263，所以反響不處于平衡狀態(tài)，又因為0.25<0.263，那么v正>v逆，平衡向右移動。三、化學(xué)平衡移動的分析1．依據(jù)外界條件的變更推斷化學(xué)平衡的移動狀況影響化學(xué)平衡的外界條件主要有濃度、壓強和溫度，依據(jù)這些條件的變更推斷化學(xué)平衡移動方向的依據(jù)是勒夏特列原理〔化學(xué)平衡移動原理〕。例5Fe3+和I-在水溶液中的反響如下：2I-+2Fe3+2Fe2++I2〔水溶液〕?！?〕〔略〕。當(dāng)上述反響到達平衡后，參與CCl4萃取I2，且溫度不變，上述平衡______移動〔選填“向右〞“向左〞“不〞〕。〔2〕〔略〕。分析用CCl4萃取I2，削減了反響體系中生成物I2的濃度，平衡向右移動。例6在一密閉的容器中，反響aA(g)bB(g)達平衡后，保持溫度不變，將容器體積增加一倍，當(dāng)?shù)竭_新的平衡時，B的濃度是原來的60%，那么A．平衡向正反響方向移動了B．物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率削減了C．物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了D．a(chǎn)>b分析保持溫度不變，容器體積增大一倍，即為減小壓強的過程，平衡向氣體體積增大的方向移動。到達新的平衡時，B的濃度不是原來的1/2〔50%〕而是60%，因此平衡向生成B的方向移動。答案為A、C。例7在某溫度下，反響ClF(g)+F2(g)ClF3(g)〔正反響為放熱反響〕在密閉容器中到達平衡。以下說法正確的選項是A．溫度不變，縮小體積，ClF的轉(zhuǎn)化率增大B．溫度不變，增大體積，ClF3的產(chǎn)率提高C．上升溫度，增大體積，有利于平衡向正反響方向移動D．降低溫度，體積不變，F(xiàn)2的轉(zhuǎn)化率降低分析題中反響是一個正反響為放熱、體積縮小的可逆反響?！睞〕溫度不變，縮小體積〔即增大壓強〕，平衡向正反響方向移動，ClF的轉(zhuǎn)化率增大；〔B〕溫度不變，增大體積〔即減小壓強〕，平衡向逆反響方向移動，ClF3的產(chǎn)率降低；〔C〕上升溫度，增大體積〔即減小壓強〕，平衡向逆反響方向移動；〔D〕降低溫度，體積不變，平衡向正反響方向移動，F(xiàn)2的轉(zhuǎn)化率增大。所以答案為A。值得留意的是，對于反響前后氣體體積不變的反響，壓強變更不能使其平衡發(fā)生移動；催化劑只能以同等程度變更正、逆反響的速率，而變更反響到達平衡所須要的時間，但不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動。例8壓強變更不會使以下化學(xué)反響的平衡發(fā)生移動的是A．H2(g)+I2(g)2HI(g)B．3H2(g)+N2(g)2NH3(g)C．2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)D．C(s)+CO2(g)2CO(g)分析4個反響中，只有A對應(yīng)的化學(xué)反響前后氣體體積不變，所以答案為A。例9二氧化氮在加熱條件下能夠分解成一氧化氮和氧氣。該反響進展到45s時，到達平衡〔NO2濃度約為0.0125mol·L-1〕。圖1中的曲線表示二氧化氮分解反響在前25s內(nèi)的反響進程。圖1〔1〕〔略〕；〔2〕假設(shè)反響持續(xù)至70s，請在圖中用實線畫出25s至70s的反響進程曲線；〔3〕假設(shè)在反響開場時參與催化劑〔其他條件都不變〕，請在圖上用虛線畫出加催化劑的反響進程曲線；〔4〕〔略〕。分析〔2〕從25s到45s，NO2的濃度從0.016mol·L-1減小到0.0125mol·L-1，45s以后，NO2的濃度不再變更；〔3〕參與催化劑，反響速率增大，NO2的濃度下降較快，但平衡時混合物的組成不變，即NO2濃度仍為0.0125mol·L-1〔答案如圖2〕。圖22．依據(jù)化學(xué)平衡的移動推斷外界條件的變更這類試題往往須要依據(jù)勒夏特列原理進展逆向推理。圖3例10反響2X(g)+Y(g)2Z(g)〔正反響為放熱反響〕，在不同溫度〔T1和T2〕及壓強〔p1和p2〕下，產(chǎn)物Z的物質(zhì)的量n〔Z〕與反響時間t的關(guān)系如圖3所示。下述推斷正確的選項是圖3A．T1<T2，p1<p2B．T1<T2，p1>p2C．T1>T2，p1>p2D．T1>T2，p1<p2分析題中反響是一個正反響方向為放熱、體積縮小的反響，降低溫度或增大壓強都能使平衡向正反響方向移動，n〔Z〕增大。由圖可知，壓強為p2時，從T2到T1〔圖3中下面兩條曲線〕，n〔Z〕減小，說明平衡逆向移動，所以從T2到T1應(yīng)是升溫過程，T1>T2；溫度為T2時，從p1到p2〔圖3中上面兩條曲線〕，n〔Z〕減小，所以從p1到p2是減壓過程，p1>p2。因此答案為C。3．依據(jù)平衡移動的意向選擇反響條件這類試題往往也須要依據(jù)勒夏特列原理進展逆向推理。例11二氧化氮存在以下平衡：2NO2(g)N2O4(g)〔正反響為放熱反響〕。在測定NO2的相對分子質(zhì)量時，以下條件中較為相宜的是A．溫度130℃、壓強3.03×105PaB．溫度25℃、壓強1.01×105PaC．溫度130℃、壓強5.05×104PaD．溫度0℃、壓強5.05×104Pa分析要測定NO2的相對分子質(zhì)量，應(yīng)盡量使N2O4轉(zhuǎn)化為NO2，即使化學(xué)平衡向左移動。依據(jù)反響的特點應(yīng)選擇較高溫度和較低壓強，答案為C。例12反響2A(g)2B(g)+E(g)〔正反響為吸熱反響〕到達平衡時，要使正反響速率降低，A的濃度增大，應(yīng)實行的措施是A．加壓B．減壓C．減小E的濃度D．降溫分析加壓，正反響速率增大；減壓，A的濃度減??；減小E的濃度，正反響速率和A的濃度均減??；降溫，正反響速率減小，平衡逆向移動，A的濃度增大。答案為D。例13在一個容積固定的反響器中，有一個可左右滑動的密封隔板，兩側(cè)分別進展如圖4所示的可逆反響。各物質(zhì)的起始參與量如下：A、B和C均為4.0mol，D為6.5mol，F(xiàn)為2.0mol，設(shè)E為xmol。當(dāng)x在肯定范圍內(nèi)變更時，均可以通過調(diào)整反響器的溫度，使兩側(cè)反響都到達平衡，并且隔板恰好處于正中位置。請?zhí)顚懸韵驴瞻祝骸?〕假設(shè)x=4.5，那么右側(cè)反響在起始時向______〔填“正反響〞或“逆反響〞〕方向進展。欲使起始反響維持向該方向進展，那么x的最大取值應(yīng)小于______?！?〕〔略〕。分析〔1〕左側(cè)是氣體體積不變的反響，按題意共有氣體12mol，而右側(cè)當(dāng)x=4.5時，起始共有氣體6.5mol+2.0mol+4.5mol=13mol>12mol，因此，要保持隔板位于中間，只能向氣體體積減小的方向〔即正反響方向〕進展，使平衡時的總物質(zhì)的量也為12mol。假設(shè)要維持這個方向，應(yīng)有6.5mol+2.0mol+xmol>12mol，即x>3.5mol，這是x的最小值。x的最大值可由到達平衡時右側(cè)總物質(zhì)的量為12mol求得。設(shè)平衡時E物質(zhì)消耗2amol，那么有：D+2E2F起始〔mol〕6.5xax-2a2.0+2aa〕+〔x-2a〕+〔2.0+2a〕=12，而且x-2a>0，所以x<7.0。4．依據(jù)平衡的移動推想可逆反響的性質(zhì)依據(jù)平衡的移動推想可逆反響性質(zhì)的依據(jù)也是勒夏特列原理，被推想的性質(zhì)包括化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)、物質(zhì)的聚集狀態(tài)以及反響的熱效應(yīng)。例14、1molX氣體跟amolY氣體在體積可變的密閉容器中發(fā)生如下反響：X(g)+aY(g)bZ(g)，反響到達平衡后，測得X的轉(zhuǎn)化率為50%，而且同溫同壓下還測得反響前混合氣體的密度是反響后混合氣體密度的3/4，那么a和b的數(shù)值可能是A．a(chǎn)=1，b=1B．a(chǎn)=2，b=1C．a(chǎn)=2，b=2D．a(chǎn)=3，b=2abmol，由于反響前后混合氣體的密度之比為3/4，物質(zhì)的量之比那么為4/3，那么有〔1+aa+0.5b〕=4/3，整理得1+a=2b。經(jīng)檢驗，答案為A、D。例15將等物質(zhì)的量的A、B、C、D四種物質(zhì)混合，發(fā)生如下反響：aA+bBcC(s)+dD，當(dāng)反響進展肯定時間后，測得A削減了nmol，B削減了n/2mol，C增加了3n/2mol，D增加了nmol，此時到達化學(xué)平衡。〔1〕該化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)為a=______、b=______、c=______、d=______；〔2〕假設(shè)只變更壓強，反響速率發(fā)生變更，但平衡不發(fā)生移動，該反響中各物質(zhì)的聚集狀態(tài)：A______、B______、D______。〔3〕假設(shè)只上升溫度，反響一段時間后，測知四種物質(zhì)的物質(zhì)的量又到達相等，那么該反響為______反響〔填“放熱〞或“吸熱〞〕。分析〔1〕由化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比等于反響中各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變更之比可知，a:b:c:d=n:n/2:3n/2:n=2:1:3:2。〔2〕變更壓強，反響速率發(fā)生變更，說明反響體系中有氣態(tài)物質(zhì)；而平衡不移動，說明反響前后氣態(tài)物質(zhì)的體積一樣；又因為C為固體，那么B為固體或液體，A、D均為氣體?！?〕上升溫度后各物質(zhì)的量又復(fù)原至起始狀態(tài)，那么平衡向逆反響方向移動，即逆反響方向是吸熱方向，正反響是放熱反響。5．用平衡的觀點說明試驗事實這類試題主要是要求用化學(xué)平衡移動原理〔勒夏特列原理〕說明生產(chǎn)和生活中遇到的相關(guān)事實，屬于STS類試題。例16近年來，某些自來水廠在用液氯進展消毒處理時還參與少量液氨，其反響的化學(xué)方程式：NH3+HClOH2O+NH2Cl〔一氯氨〕，NH2Cl較HClO穩(wěn)定，試分析加液氨能延長液氯殺菌時間的緣由是______。分析參與液氨，平衡NH3+HClOH2O+NH2Cl正向移動，使HClO以較穩(wěn)定的NH2Cl的形式存在。當(dāng)須要HClO〔即消耗HClO〕時，平衡左移，產(chǎn)生起殺菌作用的HClO。四、化學(xué)平衡狀態(tài)的比擬這一般要求比擬不同條件下的同一反響，在到達化學(xué)平衡時反響進展程度〔轉(zhuǎn)化率〕的大小。例17體積一樣的甲、乙兩個容器中，分別充有等物質(zhì)的量的SO2和O2，在一樣溫度下發(fā)生反響：2SO2+O22SO3并到達平衡。在這過程中，甲容器保持體積不變，乙容器保持壓強不變，假設(shè)甲容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為p%，那么乙容器中SO2的轉(zhuǎn)化率A．等于p%B．大于p%C．小于p%D．無法推斷分析2SO2+O22SO3為氣體體積縮小的反響，甲保持體積不變，乙保持壓強不變，這樣乙相對甲來說相當(dāng)于加壓，那么平衡右移，SO2的轉(zhuǎn)化率增大，答案為B。另外，對于肯定條件下的某一可逆反響，無論從正反響開場還是從逆反響開場，都能到達平衡狀態(tài)。在其他條件不變的狀況下，假設(shè)要到達一樣的平衡狀態(tài)，主要取決于起始時反響物和生成物的配比。假如將所給各物質(zhì)配比按化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比折合成原來所給的物質(zhì)時，配比與原先完全一樣，就能到達一樣的平衡狀態(tài)。例18在肯定溫度下，把2molSO2和1molO2通入一個肯定容積的密閉容器里，發(fā)生如下反響：2SO2+O22SO3，當(dāng)此反響進展到肯定程度時，反響混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)?，F(xiàn)在該容器中，維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始參與的SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量。假如a、b、c取不同的數(shù)值，它們必需滿意肯定的關(guān)系，才能保證到達平衡時，反響混合物中三種氣體的體積分?jǐn)?shù)仍跟上述平衡時的完全一樣。請?zhí)顚懸韵驴瞻祝骸?〕假設(shè)a=0，b=0，那么c=______。〔2〕假設(shè)a=0.5，那么b=______和c=______?！?〕a、b、c取值必需滿意的一般條件是〔用兩個方程式表示，其中一個只含a和c，另一個只含b和c〕：______，______。分析〔1〕將2molSO2和1molO2折合成SO3時為2mol?！?〕2SO2+O22SO3原配比〔mol〕210那么有b=0.25，c=1.5。〔3〕2SO2+O22SO3原配比〔mol〕210變化〔mol〕cc/2c新配比〔mol〕abc那么有a+c=2，b+c/2=1。五、化學(xué)平衡的計算可逆反響發(fā)生至平衡狀態(tài)過程中各物質(zhì)的變更量，反響體系壓強和密度等的變更，平衡時各組分的物質(zhì)的量及體積分?jǐn)?shù)等，都是有關(guān)化學(xué)平衡計算的重要依據(jù)。但一般不涉及化學(xué)平衡常數(shù)。詳細(xì)計算的內(nèi)容包括以下幾個方面：1．計算反響的起始用量例19某體積可變的密閉容器，盛有適量A和B的混合氣體，在肯定條件下發(fā)生反響：A+3B2C，假設(shè)維持溫度和壓強不變，當(dāng)?shù)竭_平衡時，容器的體積為VL，其中C氣體的體積分?jǐn)?shù)為10%，以下推斷正確的選項是VLVLVLVLA．②③B．②④C．①③D．①④分析由于平衡時容器體積為VVL，A、B共〔VVVL。因為反響A+3BVVVVVVVVVL。答案為A。2．計算反響物的轉(zhuǎn)化率例20X、Y、Z為三種氣體，把amolX和bmolY充入一密閉容器中，發(fā)生反響X+2Y2Z，到達平衡時，假設(shè)它們的物質(zhì)的量滿意n(X)+n(Y)=n(Z)，那么Y的轉(zhuǎn)化率為A．[(a+b)/5]×100%B．[2(a+b)/5b]×100%C．[2(a+b)/5]×100%D．[(a+b)/5b]×100%分析設(shè)參與反響的Y的物質(zhì)的量為n，那么有X+2Y2Z起始〔mol〕ab0平衡〔mol〕a-n/2b-nn由于n(X)+n(Y)=n(Z)，那么有〔a-n/2〕+〔b-n〕=n，n=2(a+b)/5，所以Y的轉(zhuǎn)化率為：[2(a+b)/5]/b×100%=[2(a+b)/5b]×100%。例21在5L的密閉容器中充入2molA氣體和1molB氣體，在肯定條件下發(fā)生反響：2A(g)+B(g)2C(g)，達平衡時，在一樣溫度下測得容器內(nèi)混合氣體的壓強是反響前的5/6，那么A的轉(zhuǎn)化率為A．67%B．50