高二化學(xué)教案：《化學(xué)平衡的移動教學(xué)案》教學(xué)設(shè)計

　　本文題目：高二化學(xué)教案：化學(xué)平衡的移動教學(xué)案

　　第1課時　影響化學(xué)平衡狀態(tài)的因素

　　[目標(biāo)要求]　1.知道濃度、溫度、壓強(qiáng)等條件改變時，化學(xué)平衡狀態(tài)將會被打破。2.掌握濃度、溫度、壓強(qiáng)等條件對化學(xué)平衡影響的結(jié)果以及有關(guān)的解釋�！�3.理解勒夏特列原理。

　　1.濃度的變化對化學(xué)平衡的影響

　　實驗探究

　　實驗原理：Cr2O2-7+H2O 2CrO2-4+2H+

　　橙色　　　　　黃色

　　實驗步驟：①取兩支試管各加入5 mL 0.1 mol?L-1K2Cr2O7溶液。

　　②向一支試管中滴加1 mol?L-1HNO3溶液，觀察并記錄溶液的顏色。

　�、巯蛄硪恢г嚬苤械渭�1 mol?L-1NaOH溶液，觀察并記錄溶液顏色的變化。

　　實驗現(xiàn)象：如下表所示。

　　步驟 滴加1 mol?L-1 HNO3溶液 滴加1 mol?L-NaOH溶液

　　溶液顏色 溶液橙色加深 溶液黃色加深

　　實驗結(jié)論：增加H+的濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，溶液橙色加深;增加OH-的濃度，減小H+的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動，溶液黃色加深。

　　基本規(guī)律：增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動;減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動。

　　2.壓強(qiáng)的變化對化學(xué)平衡的影響

　　其他條件不變時，對于有氣體參加的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，會使平衡向著氣體體積減小的方向移動;減小壓強(qiáng)，會使平衡向著氣體體積增大的方向移動。但是壓強(qiáng)改變，對于有氣體參與而反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)不變的反應(yīng)來說，平衡不移動。

　　3.溫度的變化對化學(xué)平衡的影響

　　實驗探究

　　實驗原理：Co2++4Cl- CoCl2-4　ΔH>0

　　粉紅色　　　藍(lán)色

　　實驗步驟：取3支試管，向其中各加入適量CoCl2的鹽酸溶液，將試管分別置于熱水、冰水和室溫下。

　　實驗現(xiàn)象及結(jié)論：

　　溶液的顏色 平衡移動的方向

　　室溫 粉紅色 平衡不移動

　　熱水 溶液藍(lán)色加深 升溫，平衡向正反應(yīng)方向移動

　　冰水 溶液粉紅色加深 降溫，平衡向逆反應(yīng)方向移動

　　基本規(guī)律：其他條件不變時，升高溫度，平衡向著吸熱方向移動;降低溫度，平衡向著放熱方向移動。

　　4.勒夏特列原理

　　如果改變影響平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng)以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度)，平衡將向著減弱這種改變的方向移動。

　　知識點(diǎn)一　外界條件的改變對化學(xué)平衡的影響

　　1.在新制的氯水中存在平衡：Cl2+H2O H++Cl-+HClO，若向氯水中投入少量碳酸鈣粉末，溶液中發(fā)生的變化是(　　)

　　A.H+濃度減小，HClO濃度減小

　　B.H+濃度增大，HClO濃度增大

　　C.H+濃度減小，HClO濃度增大

　　D.H+濃度增大，HClO濃度減小

　　答案　C

　　解析　碳酸的酸性弱于鹽酸而強(qiáng)于次氯酸，向氯水中投入少量碳酸鈣粉末后，它與鹽酸反應(yīng)，而不與次氯酸反應(yīng)。又由于H+濃度減小，平衡Cl2+H2O H++Cl-+HClO向正反應(yīng)方向移動，故HClO濃度增大。

　　2.對已達(dá)化學(xué)平衡的下列反應(yīng)2X(g)+Y(g) 2Z(g)減小壓強(qiáng)時，對反應(yīng)產(chǎn)生的影響是(　　)

　　A.逆反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)速率減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動

　　B.逆反應(yīng)速率減小，正反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動

　　C.正、逆反應(yīng)速率都減小，平衡向逆反應(yīng)方向運(yùn)動

　　D.正、逆反應(yīng)速率都增大，平衡向正反應(yīng)方向移動

　　答案　C

　　解析　減小壓強(qiáng)、體系中各組分濃度都減小，所以正、逆反應(yīng)速率都減小，平衡向氣體體積增大的方向移動。

　　3.關(guān)節(jié)炎是因為在關(guān)節(jié)滑液中形成了尿酸鈉晶體，尤其是在寒冷季節(jié)易誘發(fā)關(guān)節(jié)疼痛，其化學(xué)機(jī)理如下：

　�、貶Ur+H2O Ur-+H3O+，

　　尿酸　　　　尿酸根離子

　　②Ur-(aq)+Na+(aq) NaUr(s)。下列對反應(yīng)②的敘述正確的是(　　)

　　A.正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

　　B.正反應(yīng)為放熱反應(yīng)

　　C.升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動

　　D.降低溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動

　　答案　B

　　解析　題意中明確指出“尤其是在寒冷季節(jié)易誘發(fā)關(guān)節(jié)疼痛”，說明溫度降低，反應(yīng)②Ur-(aq)+Na+(aq) NaUr(s)的平衡向正反應(yīng)方向移動，可知其正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。

　　知識點(diǎn)二　勒夏特列原理

　　4.下列事實中，不能用勒夏特列原理解釋的是(　　)

　　A.在溴水中存在如下平衡：Br2+H2O HBr+HBrO，當(dāng)加入NaOH溶液后顏色變淺

　　B.對2H2O2 2H2O+O2的反應(yīng)，使用MnO2可加快制O2的反應(yīng)速率

　　C.反應(yīng)CO+NO2 CO2+NO　ΔH<0，升高溫度使平衡向逆反應(yīng)方向移動

　　D.合成氨反應(yīng)：N2+3H2 2NH3　ΔH<0，為使氨的產(chǎn)率提高，理論上應(yīng)采取低溫高壓的措施

　　答案　B

　　5.可逆反應(yīng)A(g)+B C(g)+D的反應(yīng)式中A和C都是無色氣體。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，下列敘述錯誤的是(　　)

　　A.若增大A的濃度，平衡體系顏色加深，則說明D是有顏色的氣體

　　B.若升高溫度，C的百分含量減小，則說明逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

　　C.若增大壓強(qiáng)，平衡不發(fā)生移動，則說明B和D一定都是氣體

　　D.如果B是氣體，則增大A的濃度會使B的轉(zhuǎn)化率增大

　　答案　C

　　6.在密閉容器中，一定條件下，進(jìn)行如下反應(yīng)：NO(g)+CO(g) 1/2N2(g)+CO2(g)　ΔH=-373.2 kJ?mol-1，達(dá)到平衡后，為提高該反應(yīng)的速率和NO的轉(zhuǎn)化率，采取的正確措施是(　　)

　　A.加催化劑同時升高溫度

　　B.加催化劑同時增大壓強(qiáng)

　　C.升高溫度同時充入N2

　　D.降低溫度同時增大壓強(qiáng)

　　答案　B

　　解析　降低溫度雖然能提高NO的轉(zhuǎn)化率，但也降低了反應(yīng)速率，D選項同時采取了降溫和增壓措施，對提高NO的轉(zhuǎn)化率是一致的，但對加快反應(yīng)速率是矛盾的，故D項不能保證滿足題中條件。

　　練基礎(chǔ)落實

　　1.在某溫度下，反應(yīng)：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))在密閉容器中達(dá)到平衡，下列說法中正確的是(　　)

　　A.溫度不變，縮小體積，N2的轉(zhuǎn)化率增大

　　B.溫度不變，增大體積，NH3的產(chǎn)率提高

　　C.升高溫度，增大體積，有利于平衡向正反應(yīng)方向移動

　　D.降低溫度，體積不變，H2的轉(zhuǎn)化率降低

　　答案　A

　　解析　本題主要考查溫度對化學(xué)平衡的影響。題給反應(yīng)是一個氣體體積縮小的、放熱的可逆反應(yīng)。溫度不變，縮小體積，平衡向氣體體積縮小(正反應(yīng))方向移動，N2的轉(zhuǎn)化率將增大;溫度不變，增大體積，平衡向氣體體積擴(kuò)大(逆反應(yīng))方向移動，NH3的產(chǎn)率降低;升高溫度，增大體積，均使平衡向逆反應(yīng)方向移動;降低溫度，體積不變，平衡向正反應(yīng)方向移動，會提高H2的轉(zhuǎn)化率。

　　2.COCl2(g) CO(g)+Cl2(g);ΔH>0。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，下列措施：①升溫　②恒容通入惰性氣體�、墼黾覥O的濃度�、軠p壓�、菁哟呋瘎��、藓銐和ㄈ攵栊詺怏w，能提高COCl2轉(zhuǎn)化率的是(　　)

　　A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑥ D.③⑤⑥

　　答案　B

　　解析　要提高COCl2的轉(zhuǎn)化率，平衡需正向移動。已知可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是一個氣體化學(xué)計量數(shù)之和增大、吸熱的反應(yīng)。故①升溫符合。②恒容通入惰性氣體平衡不移動，不符合要求。③增加CO濃度，平衡逆向移動。④減壓平衡正向移動。⑤催化劑不影響化學(xué)平衡。⑥恒壓下通入惰性氣體相當(dāng)于減壓，平衡正移，故正確答案為B。

　　3.下列說法正確的是(　　)

　　A.其他條件不變，增大某一反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定都增大

　　B.對于有氣體參加的反應(yīng)，其他條件不變，增大壓強(qiáng)，體積縮小，體系中各氣體的濃度一定增大

　　C.對于有氣體參加的反應(yīng)，改變壓強(qiáng)使平衡向右移動，生成的氣體的濃度一定增大

　　D.增大反應(yīng)物的濃度，平衡向右移動，生成物的體積分?jǐn)?shù)一定增大

　　答案　B

　　解析　在平衡體系中，增大某一反應(yīng)物的濃度，該反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率降低，對于有氣體參加的反應(yīng)，只要增大壓強(qiáng)，各組分濃度同時增大，而減小壓強(qiáng)，各組分濃度同時減小。

　　4.對于密閉容器中的可逆反應(yīng)：mX(g)+nY(s) pZ(g)　ΔH<0，達(dá)化學(xué)平衡后，改變條件，下列表述不正確的是(　　)

　　A.增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡不一定發(fā)生移動

　　B.通入氦氣，化學(xué)平衡不一定發(fā)生移動

　　C.增加X或Y的物質(zhì)的量，化學(xué)平衡一定發(fā)生移動

　　D.其它條件不變，升高溫度，化學(xué)平衡一定發(fā)生移動

　　答案　C

　　解析　由于該反應(yīng)體積變化不明確，故改變壓強(qiáng)不能確定化學(xué)平衡是否移動，A項正確;在恒容條件下充入氦氣，沒有改變平衡體系各物質(zhì)的濃度，平衡不移動，B項正確;由于Y為固體，改變其用量不影響化學(xué)平衡，C項不正確;對任何反應(yīng)改變溫度，均改變平衡狀態(tài)，故D正確。

　　5.一定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，達(dá)到平衡后，溫度不變，將氣體體積縮小到原來的一半，當(dāng)達(dá)到新平衡時，C的濃度變?yōu)樵瓉淼?.1倍，則下列敘述正確的是(　　)

　　A.m+n>p+q B.m+n

　　C.平衡向逆反應(yīng)方向移動 D.C的體積分?jǐn)?shù)不變

　　答案　A

　　練方法技巧

　　6.在一體積可變的密閉容器中，加入一定量的X、Y，發(fā)生反應(yīng)mX(g) nY(g)　ΔH=Q kJ?mol-1。反應(yīng)達(dá)到平衡時，Y的物質(zhì)的量濃度與溫度、氣體體積的關(guān)系如下表所示：

　　下列說法正確的是(　　)

　　A.m>n

　　B.Q<0

　　C.溫度不變，壓強(qiáng)增大，Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少

　　D.體積不變，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動

　　答案　C

　　解析　由表知，體積不變升高溫度，c(Y)增大，平衡右移，因升高溫度，平衡向吸熱方向移動，說明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，Q>0，B、D錯;溫度不變，容器體積增大，即由1 L變?yōu)? L，若平衡不移動，此時c(Y)應(yīng)減小為原來一半，現(xiàn)c(Y)比原來的一半大，即減壓，平衡向右移動，向氣體體積增大的方向移動，所以m

　　7.下列顏色的變化不能用勒夏特列原理解釋的是(　　)

　　A.紅棕色NO2加壓后顏色先變深，后逐漸變淺

　　B.在H2、I2和HI組成的平衡體系加壓后，混合氣體顏色變深

　　C.FeCl3溶液加熱后顏色變深

　　D.FeCl3和KSCN的混合溶液中加入無色KSCN溶液，顏色變深

　　答案　B

　　解析　A項中2NO2?紅棕色? N2O4?無色?加壓后c(NO2)變大，顏色加深，但加壓使平衡向右移動，顏色又變淺，A正確;B項中H2(g)+I2(g) 2HI(g)是反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，加壓后，平衡不移動，但體積變小，c(I2)增大，顏色變深，故B錯;C項中Fe3++3H2O Fe(OH)3+

　　3H+是吸熱反應(yīng)，加熱平衡正移，C正確;D項Fe3++3SCN- Fe(SCN)3，加入SCN-，增大反應(yīng)物濃度，平衡正移，D正確。

　　8.對于xA(g)+yB(g) zC(g)+wD(g)的平衡體系，當(dāng)升高溫度時，體系的平均相對分子質(zhì)量從26變?yōu)?9，則下列說法中正確的是(　　)

　　A.x+y>z+w，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)

　　B.x+y>z+w，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)

　　C.x+y

　　D.x+y>z+w，逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)

　　答案　B

　　解析　M=mn，m為定值，M增大，則n減小，若x+y>z+w，升溫，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng);若x+y

　　練綜合拓展

　　9.現(xiàn)有反應(yīng)：mA(g)+nB(g) pC(g)，達(dá)到平衡后，當(dāng)升高溫度時，B的轉(zhuǎn)化率變大;當(dāng)減小壓強(qiáng)時，混合體系中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，則：

　　(1)該反應(yīng)的逆反應(yīng)為________熱反應(yīng)，且m+n______p(填“>”、“=”或“<”)。

　　(2)減壓時，A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)__________。(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)

　　(3)若容積不變加入B，則A的轉(zhuǎn)化率__________，B的轉(zhuǎn)化率__________。

　　(4)若升高溫度，則平衡時B、C的濃度之比c(B)/c(C)將__________。

　　(5)若加入催化劑，平衡時氣體混合物的總物質(zhì)的量__________。

　　(6)若B是有色物質(zhì)，A、C均無色，則加入C(體積不變)時混合物顏色__________;而維持容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入氖氣時，混合物顏色__________。(填“變深”、“變淺”或“不變”)

　　答案　(1)放　>　(2)增大　(3)增大　減小

　　(4)減小　(5)不變　(6)變深　變淺

　　解析　升高溫度，B的轉(zhuǎn)化率增大，說明正反應(yīng)吸熱，則逆反應(yīng)放熱;減小壓強(qiáng)，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，則說明平衡左移，則m+n>p。據(jù)此可對以下諸問題作出分析。

　　10.可逆反應(yīng)3A(g) 3B(?)+C(?)　ΔH<0達(dá)到化學(xué)平衡后，升高溫度。用“變大”、“變小”、“不變”或“無法確定”填空。

　　(1)若B、C都是氣體，氣體的平均相對分子質(zhì)量________;

　　(2)若B、C都不是氣體，氣體的平均相對分子質(zhì)量____________;

　　(3)若B是氣體，C不是氣體，氣體的平均相對分子質(zhì)量__________;

　　(4)若B不是氣體，C是氣體：

　　①如果A的摩爾質(zhì)量大于C的摩爾質(zhì)量，氣體的平均相對分子質(zhì)量________;

　�、谌绻鸄的摩爾質(zhì)量小于C的摩爾質(zhì)量，氣體的平均相對分子質(zhì)量________。

　　答案　(1)變大　(2)不變　(3)變大　(4)①變大�、谧冃�

　　解析　混合氣體的平均摩爾質(zhì)量在以g?mol-1為單位時數(shù)值上等于其平均相對分子質(zhì)量，因此可用氣體的m(總)/n(總)來推算平均相對分子質(zhì)量的變化，(1)(3)可用此法;對于(2)氣體只有一種，所以不變;對于(4)屬于兩組分氣體混合物，則只要看兩種氣體的比例及摩爾質(zhì)量大小。

　　第2課時　化學(xué)平衡中的數(shù)形結(jié)合問題

　　[目標(biāo)要求]　1.能根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的建立和化學(xué)平衡移動原理畫出常見的圖象�！�2.會分析常見的關(guān)于化學(xué)平衡的圖象題。

　　一、表示平衡建立的圖象

　　1.速率—時間圖

　　2.濃度—時間圖

　　以H2(g)+I2(g) 2HI(g)為例，按要求畫出如下圖象：

　　要求：(1)容積為1 L不變的密閉容器中加入H2(g)、I2(g)各1 mol，平衡時HI為1.2 mol。(2)在1 L密閉容器中加入2 mol HI。

　　二、表示平衡移動的圖象

　　1.速率—時間圖

　　(1)如圖①，該平衡向正反應(yīng)方向移動。

　　此圖是增加反應(yīng)物濃度引起的平衡移動。

　　(2)如圖②，可能是改變什么條件引起的平衡移動?并判斷其對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)�？赡苁巧�高溫度引起的平衡移動，如果是升高溫度，則該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng);也可能是增大壓強(qiáng)引起的平衡移動，如果是增大壓強(qiáng)，則該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)。

　　(3)下列哪個反應(yīng)一定不符合圖②__D__。

　　A.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0

　　B.NH4Cl(aq)+H2O(l) NH3?H2O(aq)+HCl(aq)　ΔH>0

　　C.C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH>0

　　D.H2(g)+I2(g)===2HI(g)　ΔH<0

　　2.溫度、壓強(qiáng)、轉(zhuǎn)化率、時間等之間三重關(guān)系的圖象

　　由此圖可判斷該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，理由是p1時反應(yīng)達(dá)到平衡所用時間短，故p1>p2，從p1、p2的關(guān)系又看出當(dāng)壓強(qiáng)大時，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率α小，故知該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體總體積增大的反應(yīng)。

　　知識點(diǎn)一　速率、濃度與時間圖象

　　1.對于可逆反應(yīng)mA(g)+nB(s) pC(g)+qD(g)，反應(yīng)過程中，其他條件不變時，產(chǎn)物D的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)D%與溫度T或壓強(qiáng)p的關(guān)系如下圖，下列說法正確的是(　　)

　　A.降溫可使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動

　　B.使用合適的催化劑可使D%有所增加

　　C.化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)：m>p+q

　　D.B的顆粒越小，正反應(yīng)速率越快，有利于平衡向正反應(yīng)方向移動

　　答案　A

　　2.合成氨反應(yīng)：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ?mol-1，在反應(yīng)過程中，正反應(yīng)速率的變化如下圖：

　　下列說法正確的是(　　)

　　A.t1時升高了溫度 B.t2時使用了催化劑

　　C.t3時增大了壓強(qiáng) D.t4時降低了溫度

　　答案　B

　　3.在容積固定的密閉容器中存在如下反應(yīng)：A(g)+3B(g) 2C(g)　ΔH<0。某研究小組A研究了其他條件不變時，改變某一條件對上述反應(yīng)的影響，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出下列關(guān)系圖，下列判斷一定錯誤的是(　　)

　　A.圖Ⅰ研究的是不同催化劑對反應(yīng)的影響，且乙使用的催化劑效率較高

　　B.圖Ⅰ研究的是壓強(qiáng)對反應(yīng)的影響，且乙的壓強(qiáng)較高

　　C.圖Ⅱ研究的是溫度對反應(yīng)的影響，且甲的溫度較高

　　D.圖Ⅲ研究的是不同催化劑對反應(yīng)的影響，且甲使用的催化劑效率較高

　　答案　A

　　解析　本題考查學(xué)生的識圖能力和知識分析能力。催化劑只能改變反應(yīng)速率，改變到達(dá)平衡的時間，不能改變平衡，即在一樣的前提條件下，到達(dá)平衡時各組分的濃度、各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不變，所以A錯;壓強(qiáng)增大，速率提高，且壓強(qiáng)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，B對;溫度升高，速率增大，縮短到達(dá)平衡的時間，且溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動，那么B的轉(zhuǎn)化率降低，所以C對;催化劑只能改變速率，不能改變平衡的移動，催化劑效率越高，到達(dá)平衡的時間越短，所以D對。

　　知識點(diǎn)二　速率、濃度、轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的圖象

　　4.可逆反應(yīng)mA(g) nB(g)+pC(s)　ΔH=Q kJ?mol-1，溫度和壓強(qiáng)的變化對正、逆反應(yīng)速率的影響分別符合下圖中的兩個圖象，以下敘述正確的是(　　)

　　A.m>n，Q>0 B.m>n+p，Q>0 C.m>n，Q<0 D.m

　　答案　C

　　解析　找準(zhǔn)平衡點(diǎn)，即兩曲線交叉點(diǎn)，然后條件改變后，根據(jù)v正與v逆的關(guān)系確定平衡移動的方向，得出結(jié)論。

　　5.在某一容積可變的密閉容器中，可逆反應(yīng)A(g)+B(g) xC(g)　ΔH，符合圖象(Ⅰ)所示關(guān)系。由此推斷，對圖象(Ⅱ)的說法不正確的是(　　)

　　A.p3>p4，Y軸表示A的轉(zhuǎn)化率

　　B.p3>p4，Y軸表示B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

　　C.p3>p4，Y軸表示混合氣體的密度

　　D.p3>p4，Y軸表示混合氣體的平均相對分子質(zhì)量

　　答案　B

　　解析　根據(jù)圖Ⅰ中三個狀態(tài)下到達(dá)平衡的時間可知T1>T2，p1

　　6.I2在KI溶液中存在下列平衡：

　　I2(aq)+I-(aq) I-3(aq)

　　某I2、、KI混合溶液中，I-3的物質(zhì)的量濃度c(I-3)與溫度T的關(guān)系如圖所示(曲線上任何一點(diǎn)都表示平衡狀態(tài))。下列說法不正確的是(　　)

　　A.反應(yīng)I2(aq)+I-(aq)===I-3(aq)的ΔH<0

　　B.若溫度為T1、T2，反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2，則K1>K2

　　C.若反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)D時，一定有v正>v逆

　　D.狀態(tài)A與狀態(tài)B相比，狀態(tài)A的c(I2)大

　　答案　D

　　解析　由圖象知：c(I-3)隨溫度升高而減小，故該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0，A正確;升高溫度，可逆反應(yīng)逆向移動，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)減小，即K1>K2，B正確;反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)D時，c(I-3)v逆，C正確;狀態(tài)A―→狀態(tài)B，c(I-3)減小，化學(xué)平衡逆向移動，c(I2)增大，即狀態(tài)B的c(I2)大，D錯誤。

　　練基礎(chǔ)落實

　　1.如圖是可逆反應(yīng)A+2B 2C+3D的化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡隨外界條件改變(先降溫后加壓)而變化的情況。由此可推斷(　　)

　　A.正反應(yīng)是放熱反應(yīng) B.D可能是氣體

　　C.逆反應(yīng)是放熱反應(yīng) D.A、B、C、D均為氣體

　　答案　A

　　解析　降溫后v′正>v′逆，平衡向正反應(yīng)方向移動，證明正反應(yīng)放熱，加壓后v″正>v″逆，平衡向正反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)體積減小，D不可能是氣體。

　　2.有一化學(xué)平衡：mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，如圖是表示A的轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)、溫度的關(guān)系，分析下圖可以得出的正確結(jié)論是(　　)

　　A.正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，且m+n>p+q

　　B.正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，且m+n

　　C.正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，且m+n>p+q

　　D.正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，且m+n

　　答案　A

　　解析　此題是兩個條件同時對化學(xué)平衡產(chǎn)生影響的圖象。先固定一個條件不變，分析另一個條件變化對平衡的影響，得出一個結(jié)論，然后再固定這個條件不變，分析另一條件變化對平衡的影響。溫度不變，壓強(qiáng)越大，A的轉(zhuǎn)化率越高，得出：m+n>p+q;壓強(qiáng)不變，溫度越高，A的轉(zhuǎn)化率越大，得出：正反應(yīng)吸熱。

　　3.汽車尾氣凈化中的一個反應(yīng)如下：

　　NO(g)+CO(g) 12N2(g)+CO2(g)

　　ΔH=-373.4 kJ?mol-1

　　在恒容的密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變某一條件，下列示意圖正確的是(　　)

　　答案　C

　　解析　對于放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，K值減小，CO的轉(zhuǎn)化率降低，A、B錯誤;溫度不變，K值不變，C正確;增加N2的量，平衡向逆反應(yīng)方向移動，NO的轉(zhuǎn)化率降低，D錯誤。

　　4.反應(yīng)N2O4(g) 2NO2(g)　ΔH=+57 kJ?mol-1，在溫度為T1、T2時，平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖所示。下列說法正確的是(　　)

　　A.A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率：A>C

　　B.A、C兩點(diǎn)氣體的顏色：A深，C淺

　　C.由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法

　　D.A、C兩點(diǎn)氣體的平均相對分子質(zhì)量：A>C

　　答案　C

　　解析　A、C兩點(diǎn)溫度相同而壓強(qiáng)不同，增壓平衡逆向移動，NO2的體積分?jǐn)?shù)減小，但增壓也會增大濃度，反應(yīng)速率：A

　　練方法技巧

　　5.取五等份NO2，分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：

　　2NO2(g) N2O4(g)　ΔH<0

　　反應(yīng)相同時間后，分別測定體系中NO2的百分含量(NO2%)，并作出其隨反應(yīng)溫度(T)變化的關(guān)系圖。下列示意圖中，可能與實驗結(jié)果相符的是(　　)

　　A.①② B.②③ C.①③ D.②④

　　思路點(diǎn)撥：解答時注意以下兩點(diǎn)：

　　(1)反應(yīng)相同時間，反應(yīng)可能達(dá)平衡或未達(dá)平衡。

　　(2)該反應(yīng)為氣體體積減小的放熱反應(yīng)。

　　答案　D

　　解析　在恒容狀態(tài)下，在五個相同的容器中同時通入等量的NO2，反應(yīng)相同時間。那么則有兩種可能，一是已達(dá)到平衡狀態(tài)，二是還沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，仍然在向正反應(yīng)方向移動。假若，5個容器在反應(yīng)相同時間下，均已達(dá)到平衡，因為該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動，NO2的百分含量隨溫度升高而升高，所以B正確;假若，5個容器中有未達(dá)到平衡狀態(tài)的，那么溫度越高，反應(yīng)速率越大，會出現(xiàn)溫度高的NO2轉(zhuǎn)化得快，導(dǎo)致NO2的百分含量少的情況。在D中，圖中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)為平衡狀態(tài)，轉(zhuǎn)折點(diǎn)左側(cè)為未平衡狀態(tài)，右側(cè)為平衡狀態(tài)，D正確。

　　6.反應(yīng)aM(g)+bN(g) cP(g)+dQ(g)達(dá)到平衡時，M的體積分?jǐn)?shù)y(M)與反應(yīng)條件的關(guān)系如下圖所示。其中z表示反應(yīng)開始時N的物質(zhì)的量與M的物質(zhì)的量之比。下列說法正確的是(　　)

　　A.同溫同壓z時，加入催化劑，平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)增加

　　B.同壓同z時，升高溫度，平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)增加

　　C.同溫同z時，增加壓強(qiáng)，平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)增加

　　D.同溫同壓時，增加z，平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)增加

　　答案　B

　　解析　由圖象可知M的體積分?jǐn)?shù)隨著溫度升高而減小，因此正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。催化劑只能改變反應(yīng)達(dá)到平衡所需的時間，而對化學(xué)平衡移動無影響。升高溫度平衡正向移動，因此Q的體積分?jǐn)?shù)增加。比較兩圖可知同溫時增加壓強(qiáng)，化學(xué)平衡逆向移動，Q的體積分?jǐn)?shù)減小。同溫同壓時增加z，平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)不一定減小，因為N的物質(zhì)的量增加不定，因此A、C、D選項錯誤，只有B正確。

　　練綜合拓展

　　7.如圖，甲、乙、丙分別表示在不同條件下可逆反應(yīng)A(g)+B(g) xC(g)的生成物C在反應(yīng)混合物中的百分含量w(C)和反應(yīng)時間(t)的關(guān)系。

　　(1)若甲圖中兩條曲線分別表示有催化劑和無催化劑的情況，則________曲線表示無催化劑時的情況，原因是__________________________________________________________

　　________________________________________________________________________;

　　(2)若乙圖表示反應(yīng)達(dá)到平衡后分別在恒溫恒壓條件下和恒溫恒容條件下充入氦氣后的情況，則________曲線表示恒溫恒容的情況，原因是

　　________________________________________________________________________

　　________________________________________________________________________;

　　(3)根據(jù)丙圖可以判斷該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是________(填“吸”或“放”)熱反應(yīng)，化學(xué)計量數(shù)x的值________。

　　答案　(1)b　b達(dá)到平衡所用時間長，說明b的反應(yīng)速率小于a

　　(2)a　a中充入氦氣，w(C)不變，平衡不移動

　　(3)吸　大于2(>2)或大于等于3(≥3)

　　解析　(1)催化劑能夠加快反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)達(dá)到平衡時的時間，所以a曲線表示有催化劑時的情況，b曲線表示無催化劑時的情況。

　　(2)恒溫恒容條件下，向平衡體系中通入稀有氣體，平衡不移動;恒溫恒壓條件下，向平衡體系中通入稀有氣體，平衡向體積增大的方向移動。

　　(3)由丙圖可知，恒壓條件下，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng);恒溫條件下，增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，所以正反應(yīng)為體積增大的反應(yīng)，x>2。

　　8.在一容積為2 L的密閉容器內(nèi)加入0.2 mol的N2和0.6 mol 的H2，在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：

　　N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0。反應(yīng)中NH3的物質(zhì)的量濃度的變化情況如圖所示：

　　(1)根據(jù)圖示，計算從反應(yīng)開始到平衡時，平均反應(yīng)速率v(NH3)為

　　________________________________________________________________________。

　　(2)反應(yīng)達(dá)到平衡后，第5分鐘末，保持其它條件不變，若改變反應(yīng)溫度，則NH3的物質(zhì)的量濃度不可能為___________________________________________________________。

　　a.0.20 mol?L-1 b.0.12 mol?L-1 c.0.10 mol?L-1 d.0.08 mol?L-1

　　(3)反應(yīng)達(dá)到平衡后，第5分鐘末，保持其它條件不變，若只把容器的體積縮小一半，平衡______________________移動(填“向逆反應(yīng)方向”、“向正反應(yīng)方向”或“不”)，化學(xué)平衡常數(shù)________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

　　(4)在第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，若在第8分鐘末達(dá)到新的平衡(此時NH3的濃度約為0.25 mol?L-1)。請在圖中畫出第5分鐘末到達(dá)新平衡時NH3濃度的變化曲線。

　　答案　(1)0.025 mol?L-1?min-1　(2)ac

　　(3)向正反應(yīng)方向　不變

　　(4)

　　解析　(1)由圖象知：v(NH3)=Δct=0.1 mol?L-14 min=0.025 mol?L-1?min-1。

　　(2)合成氨的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，不可能進(jìn)行到底，根據(jù)反應(yīng)方程式和題給數(shù)據(jù)，NH3濃度的最大值為：0.4 mol2 L=0.2 mol?L-1，在改變溫度后，平衡要移動，達(dá)新的平衡后NH3的濃度肯定不是0.1 mol?L-1。

　　(3)縮小體積，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，由于溫度未變，平衡常數(shù)不變。

　　(4)在5分鐘末將容積減小一半，c(NH3)瞬間增大為原來的二倍，在8分鐘末建立新平衡，圖象見答案。

　　9.某溫度時，在2 L密閉容器中氣態(tài)物質(zhì)X和Y反應(yīng)生成氣態(tài)物質(zhì)Z，它們的物質(zhì)的量隨時間的變化如下表所示。

　　t/min X/mol Y/mol Z/mol

　　0 1.00 1.00 0.00

　　1 0.90 0.80 0.20

　　3 0.75 0.50 0.50

　　5 0.65 0.30 0.70

　　9 0.55 0.10 0.90

　　10 0.55 0.10 0.90

　　14 0.55 0.10 0.90

　　(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在該題圖中相應(yīng)位置上畫出X、Y、Z的物質(zhì)的量(n)隨時間(t)變化的曲線：

　　(2)體系中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________;

　　(3)列式計算該反應(yīng)在0～3 min時間內(nèi)產(chǎn)物Z的平均反應(yīng)速率：

　　__________________________;

　　(1) 該反應(yīng)達(dá)到平衡時反應(yīng)物X的轉(zhuǎn)化率α等于__________________________;

　　(5)如果該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。改變實驗條件(溫度、壓強(qiáng)、催化劑)得到Z隨時間變化的曲線①、②、③(如上圖所示)，則曲線①、②、③改變的實驗條件分別是：

　�、賍_______;②________;③________。

　　答案

　　(1)

　　(2)X+2Y 2Z

　　(3)v(Z)=Δc?Z?Δt=Δn?Z?V?Δt=0.5 mol2 L×3 min=0.083 mol?L-1?min-1

　　(4)45%

　　(5)升高溫度　加入催化劑　增大壓強(qiáng)

　　解析　(1)畫出對應(yīng)的點(diǎn)直接連接起來即可。

　　(2)由0～1 min時，Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)=1∶2∶2知該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：X+2Y 2Z。

　　(3)v(Z)=Δc?Z?Δt=Δn?Z?V?Δt=0.5 mol2 L×3 min=0.083 mol?L-1?min-1

　　(4)X的轉(zhuǎn)化率α=Δn?X?n?X?初×100%=?1.00-0.55?mol1.00 mol×100%=45%。

　　(5)由題中圖象知：平衡時，①曲線平衡時所用時間比原平衡時(9 min)短，且生成Z的量減少，故①曲線改變的條件是升高溫度;②曲線的Z的物質(zhì)的量與原平衡時相同，但達(dá)到平衡的時間縮短為1 min，故②曲線改變的條件是加入催化劑;③曲線平衡時所用時間比原平衡時(9 min)短，且生成Z的量增加，故③曲線改變的條件是增大壓強(qiáng)。

　　第3課時　等效平衡

　　[目標(biāo)要求]　1.理解等效平衡的概念。2.能夠判斷并建立等效平衡。

　　一、等效平衡的含義

　　在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)，對同一可逆反應(yīng)體系，起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，而達(dá)到化學(xué)平衡時，同種物質(zhì)的百分含量相同，這樣的平衡稱為等效平衡。

　　二、等效平衡的分類

　　(1)對于恒溫、恒容條件下的體積可變的反應(yīng)

　　如果按方程式中的化學(xué)計量關(guān)系轉(zhuǎn)化為方程式同一半邊的物質(zhì)，其物質(zhì)的量與對應(yīng)組分的起始加入量相同，則建立的化學(xué)平衡狀態(tài)是等效的。

　　結(jié)果：達(dá)到平衡后，各組分的百分含量及各組分的濃度都是相等的。

　　例如，一定條件下的可逆反應(yīng)：

　　2SO2　+　O2　 　2SO3

　�、� 2 mol 1 mol 0 mol

　�、� 0 mol 0 mol 2 mol

　�、� 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol

　　上述三種配比，按方程式的計量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，則SO2均為2 mol、O2均為1 mol，三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。

　　(2)對于恒溫、恒容條件下的體積不變反應(yīng)以及恒溫、恒壓的可逆反應(yīng)(無論體積可變或不變)

　　如果按方程式的化學(xué)計量關(guān)系轉(zhuǎn)化為方程式同一半邊的物質(zhì)，其物質(zhì)的量比與對應(yīng)組分的起始加入量比相同，則建立的化學(xué)平衡狀態(tài)是等效的。

　　結(jié)果：達(dá)到平衡后，各組分的百分含量相同，但各組分的濃度并不一定相同。

　　例如：

　　H2(g)+ I2(g) 2HI(g)

　　① 1 mol 1 mol 0 mol

　�、� 2 mol 2 mol 1 mol

　　上述兩種配比，按方程式中化學(xué)計量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，兩種情況下H2(g)與I2(g)的物質(zhì)的量比均為1∶1，因此上述兩種情況建立的化學(xué)平衡狀態(tài)是等效的。

　　知識點(diǎn)一　恒溫、恒容條件下的等效平衡

　　1.已知在等溫、等容條件下，有如下可逆反應(yīng)：2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(g)�，F(xiàn)分別從兩條途徑建立平衡，途徑Ⅰ：A、B的起始濃度均為2 mol?L-1;途徑Ⅱ：C、D的起始濃度分別為6 mol?L-1和2 mol?L-1。下列敘述正確的是(　　)

　　A.Ⅰ、Ⅱ兩種途徑最終達(dá)到平衡時，體系內(nèi)混合氣體的濃度相同

　　B.Ⅰ、Ⅱ兩種途徑最終達(dá)到平衡時，體系內(nèi)混合氣體的百分組成相同

　　C.達(dá)到平衡時，Ⅰ途徑的反應(yīng)速率v1等于Ⅱ途徑的反應(yīng)速率v2

　　D.達(dá)到平衡時，Ⅰ途徑混合氣體的密度與Ⅱ途徑混合氣體的密度相等

　　答案　B

　　解析　該反應(yīng)的條件是在等溫等容條件下，且該反應(yīng)前后氣體體積不變。由于途徑Ⅱ相當(dāng)于A、B的起始濃度均為4 mol?L-1建立平衡體系，故平衡時各組分的體積百分含量應(yīng)與Ⅰ相同，但各組分的濃度以及混合氣體的密度則為Ⅰ的兩倍。

　　2.在1 L密閉容器中通入2 mol NH3，在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)：2NH3 N2+3H2，達(dá)平衡時，N2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為a%，維持容器的體積和溫度不變，分別通入下列幾組物質(zhì)，達(dá)到平衡時，容器內(nèi)N2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)仍為a%的是(　　)

　　A.3 mol H2和1 mol NH3

　　B.2 mol NH3和1 mol N2

　　C.2 mol N2和3 mol H2

　　D.0.1 mol NH3、0.95 mol N2、2.85 mol H2

　　答案　D

　　解析　由題意可知，是在恒溫恒容下的等效平衡，應(yīng)滿足投料相等，利用極限轉(zhuǎn)化法可將各項中物質(zhì)轉(zhuǎn)化成第一種情況中NH3的物質(zhì)的量來比較：

　　A.1 mol NH3　3 mol H2　 B.2 mol NH3　1 mol N2

　　C.2 mol NH3　1 mol N2　 D中2 mol NH3，故答案為D。

　　3.一定溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：2A(g)+B(g) 3C(g)，若反應(yīng)開始時充入2 mol A和2 mol B，達(dá)平衡后A的體積分?jǐn)?shù)為a%。其他條件不變時，若按下列四種配比作為起始物質(zhì)，平衡后A的體積分?jǐn)?shù)大于a%的是(　　)

　�、�2 mol C

　�、�2 mol A、1 mol B和1 mol He(不參加反應(yīng))

　�、�1 mol B和1 mol C

　�、�2 mol A、3 mol B和3 mol C

　　A.①② B.②③ C.①④ D.③④

　　答案　A

　　解析　將選項中的各種配比全部轉(zhuǎn)化為起始時A和B的物質(zhì)的量并與題給平衡進(jìn)行對比分析：

　　起始時物質(zhì)的量?mol?　2A(g)+　B(g) 3C(g)　平衡時φ?A?

　　已知 2 2 0 a%

　　A 43 23 0 >a%

　　B 2 1 0 >a%

　　C 23 43 0

　　D 4 4 0 =a%

　　由于是在恒容條件下，所以②選項中的1 mol He對平衡無影響。由于反應(yīng)2A(g)+B(g) 3C(g)是一個氣體體積不變的反應(yīng)，因此當(dāng)n(A)∶n(B)=1∶1時即與“已知”構(gòu)成等效平衡，平衡時φ(A)=a%，如選項④;當(dāng)n(A)∶n(B)>1時，必然A的體積分?jǐn)?shù)增加，φ(A)>a%，如選項①、②;當(dāng)n(A)∶n(B)<1時，B的體積分?jǐn)?shù)增加，φ(A)

　　知識點(diǎn)二　恒溫、恒壓條件下的等效平衡

　　4.將3 mol A和1 mol B混合于一體積可變的密閉容器P中，以此時的溫度、壓強(qiáng)和體積作為起始條件，發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g)+B(g) 2C(g)+D(g)，達(dá)到平衡時C的濃度為ω mol?L-1。保持溫度和壓強(qiáng)不變，按下列四種配比充入容器P中，平衡后C的濃度仍為ω mol?L-1的是(　　)

　　A.6 mol A+2 mol B

　　B.3 mol A+1 mol B+2 mol C

　　C.2 mol C+1 mol B+1 mol D

　　D.1 mol C+2 mol D

　　答案　A

　　解析　在恒溫恒壓下，只要n(A)∶n(B)=3∶1或n(C)∶n(D)=2∶1，達(dá)到平衡時就均為同一平衡狀態(tài)，即滿足等效平衡的條件。答案為A。

　　5.某溫度下，在一容積可變的容器中，反應(yīng)2A(g)+B(g) 2C(g)達(dá)到平衡時，A、B和C的物質(zhì)的量分別為4 mol、2 mol和4 mol。保持溫度和壓強(qiáng)不變，對平衡混合物中三者的物質(zhì)的量做如下調(diào)整，可使平衡右移的是(　　)

　　A.均減半 B.均加倍 C.均增加1 mol D.均減少1 mol

　　答案　C

　　解析　由題意可知，本題為恒溫恒壓的等效平衡，要求投料時為等比。由于A、B等比例加入各物質(zhì)，則平衡不移動。將C、D拆解分析。

　　若按比例增加、減少投料：

　　C增加：2A(g)　+　B(g)　 2C(g)

　　1 mol 0.5 mol 1 mol

　　再加0.5 mol B平衡右移。

　　D減少：2A(g)　+　B(g)　 　2C(g)

　　1 mol 0.5 mol 1 mol

　　再減少0.5 mol B，則平衡左移。

　　6.恒溫、恒壓下，在一個可變?nèi)莘e的容器中發(fā)生反應(yīng)：A(g)+B(g) C(g)

　　(1)若開始時放入1 mol A和1 mol B，達(dá)到平衡后，生成a mol C，這時n(A)為________ mol。

　　(2)若開始時放入3 mol A和3 mol B，達(dá)到平衡后，生成n(C)為________ mol。

　　(3)若開始時放入x mol A、2 mol B和1 mol C，達(dá)到平衡后，A和C的物質(zhì)的量分別是y mol和3a mol，則x=________，y=________。平衡時，n(B)________(選填一個編號)，并寫出作出此判斷的理由________________________________________________________。

　　(甲)大于2 mol　(乙)等于2 mol　(丙)小于2 mol

　　(丁)可能大于、等于或小于2 mol

　　(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3 mol C，待再次到達(dá)平衡后，C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是________。

　　答案　(1)1-a　(2)3a　(3)2　3-3a　(丁) 若3a>1，B的物質(zhì)的量小于2 mol;若3a=1，B的物質(zhì)的量等于2 mol;若3a<1，B的物質(zhì)的量大于2 mol (4)a2-a

　　練基礎(chǔ)落實

　　1.在相同溫度和壓強(qiáng)下，對反應(yīng)CO2(g)+H2(g)??CO(g)+H2O(g)進(jìn)行甲、乙、丙、丁四組實驗，實驗開始時放入容器內(nèi)各組分的物質(zhì)的量見下表

　　上述四種情況達(dá)到平衡后，n(CO)的大小順序是(　　)

　　A.乙=丁>丙=甲 B.乙>丁>甲>丙

　　C.丁>乙>丙=甲 D.丁>丙>乙>甲

　　答案　A

　　解析　本題主要考查外界條件對化學(xué)平衡的影響及等效平衡問題。解題時應(yīng)注意該反應(yīng)及反應(yīng)的特點(diǎn)，即反應(yīng)前后氣體體積不變，同時要明確等效平衡的條件。把丙中a mol CO和a mol H2O按化學(xué)計量數(shù)轉(zhuǎn)成CO2和H2也分別為a mol，則甲與丙是等量等效，則達(dá)平衡時，n(CO)應(yīng)相等;把丁中a mol CO和a mol H2O按化學(xué)計量數(shù)轉(zhuǎn)成CO2和H2，則起始時丁中CO2為2a mol、H2為a mol，則與乙等量等效，到達(dá)平衡時n(CO)相等。乙與甲相比相當(dāng)于在甲的平衡中又加入了a mol的CO2，導(dǎo)致平衡正移，則平衡時n(CO)乙>n(CO)甲，故選A。

　　2.對反應(yīng)2NO2(g) N2O4(g)，在恒溫的容器中，欲使c?NO2?c?N2O4?比值增大，在溫度不變時應(yīng)采取(　　)

　　A.體積不變，增加NO2的物質(zhì)的量

　　B.體積不變，增加N2O4的物質(zhì)的量

　　C.使體積擴(kuò)大到原來的2倍

　　D.使體積不變充入N2

　　答案　C

　　解析　體積不變無論是增加NO2物質(zhì)的量還是增加N2O4的物質(zhì)的量，從效果上來講，都相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡右移，NO2相對含量減小，N2O4相對增多，故A、B錯;C項等效于減小壓強(qiáng)，C正確;需要注意的是B項單從平衡移動角度看，因c(N2O4)變大，使v正

　　3.在一密閉的容器中充入2 mol A和1 mol B發(fā)生反應(yīng)：2A(g)+B(g) xC(g)，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)為w%;若維持容器的容積和溫度不變，按起始物質(zhì)的量A：0.6 mol、B：0.3 mol、C：1.4 mol充入容器，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)仍為w%，則x的值為(　　)

　　A.只能為2 B.只能為3

　　C.可能為2，也可能為3 D.無法確定

　　答案　C

　　解析　這是一道關(guān)于在恒溫恒容條件下的等效平衡問題，應(yīng)該包括兩種情況。若x等于3，則這一反應(yīng)是一個前后氣體體積不變的類型，因此只要滿足第二種投料方式中按化學(xué)計量數(shù)換算成平衡式左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與第一種投料方式相等即可達(dá)到等效平衡。若x不等于3，則須滿足第二種投料方式中通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)比換算成平衡式左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與第一種投料方式完全相等，才能使兩平衡等效。

　　4.在一真空密閉容器中盛有1 mol PCl5，加熱到200 ℃，發(fā)生反應(yīng)：PCl5(g) PCl3(g)

　　+Cl2(g)，反應(yīng)達(dá)到平衡時，PCl5在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)為m%，若在相同的溫度和相同的容器中，起始時加入2 mol PCl5，反應(yīng)達(dá)到平衡時，PCl5在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)為n%，則m和n的關(guān)系正確的是(　　)

　　A.m>n B.m

　　答案　B

　　解析　設(shè)計如下等效平衡模型：

　　在上述模型中，①和②互為等效平衡，平衡混合氣體中PCl5的體積分?jǐn)?shù)為m%。③達(dá)到平衡時，PCl5體積分?jǐn)?shù)為n%，從②到③，由于增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以，PCl5在平衡混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)增大。即：n>m，B選項正確。

　　練方法技巧

　　5.一定溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：2A(g)+B(g) 3C(g)，若反應(yīng)開始時充入2 mol A和2 mol B，達(dá)平衡后A的體積分?jǐn)?shù)為a%。其他條件不變時，若按下列四種配比作為起始物質(zhì)，平衡后A的體積分?jǐn)?shù)小于a%的是(　　)

　　A.2 mol C

　　B.2 mol A和1 mol B

　　C.1 mol B和1 mol C

　　D.2 mol A、3 mol B和3 mol C

　　答案　C

　　解析　由于壓強(qiáng)改變對平衡移動無影響，故平衡后A的體積分?jǐn)?shù)只與起始加入的A、B物質(zhì)的量之比有關(guān)。假設(shè)反應(yīng)都向逆反應(yīng)進(jìn)行到底，按四種配比加入起始物質(zhì)，可等效轉(zhuǎn)換成起始加入A、B的物質(zhì)的量之比為：

　　A.n(A)∶n(B)=2∶1 B.n(A)∶n(B)=2∶1

　　C.n(A)∶n(B)=1∶2 D.n(A)∶n(B)=1∶1

　　平衡后A的體積分?jǐn)?shù)為a%時，起始加入的A、B物質(zhì)的量之比為1∶1。若平衡后A的體積分?jǐn)?shù)小于a%，則起始加入A、B的物質(zhì)的量之比應(yīng)小于1∶1。

　　點(diǎn)撥：等效平衡問題一般涉及的是氣體參加的反應(yīng)。解決問題時同學(xué)們?nèi)菀壮霈F(xiàn)下面兩個錯誤：(1)忽略了反應(yīng)條件對等效平衡的限制作用。(2)不注意反應(yīng)類型的特殊性，即等體反應(yīng)和非等體反應(yīng)的等效平衡建立的限制條件是不同的。

　　6.已知：H2(g)+I2(g) 2HI(g)　ΔH<0。有相同容積的定容密閉容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，相同溫度下分別達(dá)到平衡。欲使甲中HI的平衡濃度大于乙中HI的平衡濃度，應(yīng)采取的措施是(　　)

　　A.甲、乙提高相同溫度

　　B.甲中加入0.1 mol He，乙不變

　　C.甲降低溫度，乙不變

　　D.甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2

　　答案　C

　　解析　0.2 mol HI相當(dāng)于H2、I2各0.1 mol，所以甲、乙在題述情況下達(dá)到的平衡是等效的。A項，甲、乙提高相同溫度，仍等效;B項，甲中加入0.1 mol He對反應(yīng)無影響;C項，甲降低溫度，平衡右移，HI的濃度增大;D項，甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2，平衡都向右移動，HI的濃度都增大。

　　點(diǎn)撥：任何一個可逆反應(yīng)體系，在相同條件下從不同的狀態(tài)開始，只要達(dá)到平衡時的條件(溫度、壓強(qiáng)、濃度)完全相同，則可以形成等效平衡。我們在解題中若遇到將兩個狀態(tài)進(jìn)行比較這類問題，可以“虛擬”一個中間過程，如一個容器、一個隔板等，然后再進(jìn)行比較。

　　綜合拓展

　　7.某溫度下，密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2，使之反應(yīng)合成NH3，平衡后，測得NH3的體積分?jǐn)?shù)為n0，如果溫度不變，只改變起始加入量，使反應(yīng)平衡后NH3的體積分?jǐn)?shù)為n0，若N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別用x、y、z表示。

　�、�.恒溫恒容條件下

　　①若x=0，y=0，則z=________。

　�、谌魓=0.75 mol，則y=______，z=________。

　�、踴、y、z滿足的一般條件是______________________________________________。

　�、�.恒溫恒壓條件下，上述結(jié)論又如何?

　　答案�、�.①2 mol�、�2.25 mol　0.5 mol

　�、�2x+z=2,2y+3z=6

　　Ⅱ.①z為大于0的任意值�、�2.25 mol　z為任意值

　�、踴∶y=1∶3，z為任意值，或x或y均等于0，z為大于0的任意值。

　　解析　本題起始狀態(tài)不同，但最終NH3的百分含量相同，即最終各平衡是等效的。恒溫恒容條件下，“一邊倒”后，對應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量相等即可，例如“左倒”后，都是1 mol N2和3 mol H2，故①x=0，y=0，則z=2 mol;②若x=0.75 mol，則y=2.25 mol，z=0.5 mol;③“左倒”后，生成的N2為z2 mol，生成的H2為3z2 mol，所以x+z2=1，y+3z2=3。還可以用原子守恒：2x+z=2(N守恒);2y+3z=6(H守恒)。恒溫恒壓下，“一邊倒”后，求得N2、H2物質(zhì)的量之比為1∶3即可。因為N2、H2、NH3的計量數(shù)之比為1∶3∶2，所以x=0，y=0，則z為大于0的任意值;x=0.75 mol，則y=2.25 mol，z為任意值;x∶y=1∶3;z為任意值，若x與y均等于0，z為大于0的任意值。

　　8.在恒溫容器中加入1 mol N2和3 mol H2，達(dá)到平衡時NH3的體積分?jǐn)?shù)為m%。若N2、H2、NH3的起始加入量分別為x mol、y mol、z mol，達(dá)到平衡時NH3的體積分?jǐn)?shù)仍為m%。

　　(1)該容器恒容，則x、y、z應(yīng)滿足的關(guān)系是

　　________________________________________________________________________。

　　(2)該容器恒壓，則x、y、z應(yīng)滿足的關(guān)系是

　　________________________________________________________________________，

　　設(shè)前者達(dá)到平衡時生成NH3 a mol，則后者達(dá)到平衡時生成NH3________mol(用a、x、z表示)。

　　答案　(1)x+z/2=1且y+3z/2=3

　　(2)(2x+z)/(2y+3z)=1/3　(x+z/2)a mol

　　解析　解法一：極限法

　　N2　　　+　　3H2　 　2NH3

　　起點(diǎn)1: 1 mol 3 mol 0

　　起點(diǎn)2: x mol y mol z mol

　　逆推： (x+z/2) mol (y+3z/2) mol 0

　　(1)根據(jù)題意，兩起點(diǎn)達(dá)到平衡時，NH3的量相等，而化學(xué)平衡的建立只與條件(溫度、濃度、壓強(qiáng))有關(guān)，與途徑無關(guān)，故將起點(diǎn)2“推回”至與起點(diǎn)1相同時(即將z mol NH3完全分解，如上所示)，N2與H2的量應(yīng)分別與起點(diǎn)1完全相同，這樣兩者達(dá)到平衡時N2、H2、NH3的量才完全相同，故x、y、z應(yīng)滿足的關(guān)系如下：x+z/2=1且y+3z/2=3。

　　(2)根據(jù)題意，兩起點(diǎn)達(dá)到平衡時，NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相等，故只需“一邊推”后，兩者的投料比相等即可，故x、y、z應(yīng)滿足的關(guān)系如下：

　　1 mol∶3 mol=(x+z/2)mol∶(y+3z/2)mol

　　即：(x+z/2)mol/(y+3z/2)mol=1/3

　　因為“一邊推”后，后者的N2為前者的(x+z/2)倍，故平衡時生成的NH3也為前者的(x+z/2)倍，即(x+z/2)a mol

　　解法二：原子守恒法

　　(1)因為起點(diǎn)1與起點(diǎn)2達(dá)到平衡時各組分的量分別相等，故各原子的物質(zhì)的量也應(yīng)分別相等，利用原子守恒有：

　　2x+z=1×2(N原子守恒)

　　2y+3z=3×2(H原子守恒)

　　(2)因為起點(diǎn)1與起點(diǎn)2達(dá)到平衡時各組分的體積分?jǐn)?shù)分別相等，故各原子的物質(zhì)的量之比也應(yīng)分別相等，故：

　　起點(diǎn)1中：n(N)/n(H)=(1×2)/(3×2)=1/3

　　起點(diǎn)2中：n(N)/n(H)=(2x+z)/(2y+3z)得(2x+z)/(2y+3z)=1/3

　　又因為后者N原子是前者N原子的(2x+z)/2倍，所以生成NH3為(x+z/2)a mol。