化学平衡状态分析

化学平衡状态

一．可逆反应化学平衡状态

命题角度一化学平衡状态的特点

对点训练

1．下列关于化学反应限度的说法中正确的是()

A．一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度B．当一个可逆反应达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等都等于0 C．平衡状态是一种静止的状态，因为反应物和生成物的浓度已经不再改变D．化学反应的限度不可以通过改变条件而改变

命题角度二化学平衡状态的判断

[典例] (2014·衡水模拟)在一个不传热的固定容积的密闭容器中，发生可逆反应m A(g)＋n B(g) p C(g)＋q D(g)，当m、n、p、q为任意整数时，反应达到

平衡的标志是( )

①体系的压强不再改变②体系的温度不再改变

③各组分的浓度不再改变④各组分质量分数不再改变

⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q

⑥单位时间内m mol A断键反应，同时p mol C也断键反应

⑦体系的密度不再变化

A．③④⑤⑥B．②③④⑥C．①③④⑤D．③④⑥⑦

对点训练 1.一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应

2X(g)Y(g)＋Z(s)，以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是( )

A．混合气体的密度不再变化 B．反应容器中Y的质量分数不变

C．X的分解速率与Y的消耗速率相等

D．单位时间内生成1 mol Y的同时生成2 mol X

真题感悟

1.(双选)(2012·上海高考节选)用氮化硅(Si

3N

4

)陶瓷代替金属制造发动机的

耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：

3SiCl

4(g)＋2N

2

(g)＋6H

2

(g)高温Si

3

N

4

(s)＋12HCl(g) ΔH＝－Q(Q>0)

一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是（）A．3v逆(N2)＝v正(H2) B．v正(HCl)＝4v正(SiCl4)

C．混合气体密度保持不变 D．c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)＝1∶3∶6 二．化学平衡的移动

命题角度一化学平衡移动方向的判断

1．分析化学平衡移动的一般思路

1．，当反应达到平衡时，下列措施：①升温②恒容通入惰性气体③增加CO浓度④减压⑤加催化剂⑥恒压通入惰

转化率的是( )

性气体，能提高COCl

2

A．①②④ B．①④⑥ C．②③⑤ D．③⑤⑥

命题角度二根据化学平衡移动结果判断反应特点

对点训练1.一定量的混合气体在密闭容器中发生反应：m A(g)＋n B(g) p C(g)达到平衡时，维持温度不变，将气体体积缩小到原来的1/2，当达到新的平衡时，气体C的浓度变为原平衡时的1.9倍，则下列说法正确的是( ) A．m＋n＞p B．m＋n＜p

C．平衡向正反应方向移动 D．C的质量分数增加

真题感悟

1.(2013·全国高考)反应X(g)＋Y(g) 2Z(g) ΔH<0，达到平衡时，下列说法正确的是( )

A．减小容器体积，平衡向右移动 B．加入催化剂，Z的产率增大

C．增大c(X)，X的转化率增大 D．降低温度，Y的转化率增大

2.(双选)(2013·上海高考)某恒温密闭容器中，可逆反应A(s) B＋C(g)－Q达到平衡。缩小容器体积，重新达到平衡时，C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。以下分析正确的是( )

A．产物B的状态只能为固态或液态

B．平衡时，单位时间内n(A)消耗∶n(C)消耗＝1∶1

C．保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡可能向逆反应方向移动

D．若开始时向容器中加入1 mol B和1 mol C，达到平衡时放出热量Q 三．等效平衡

对于等效平衡，掌握“一个方法”和“一个口诀”

1.方法

极限转移法（将各反应和生成物按照反应的系数关系，尽量向可逆号一边转化，

即要么都转化成反应物或者都转化成生成物）

2.口诀

恒温且恒容，相同找比例不同找相同

（温度不变，容器的体积不变，对于有气体参与的反应，如果可逆号两边系数和相同，只要与原始成比例，就达到了等效；如果可逆号两边系数和不同，必须要与原始的物质的量相同，才达到了等效，）

恒温且恒压，直接找比例不管同不同

（温度不变，压强不变，对于有气体参与的反应，不用管可逆号两边的系数和，只要与原始的物质的量成比例，就能达到等效）

同T、V，△V≠0，建立等效平衡的条件是：反应物投料量相同

同T、V，△V＝0, 建立等效平衡的条件是：反应物投料成比例

同T、P，对于任意可逆反应，建立等效平衡的条件是：相同反应物的投料成比例

命题角度一同T、V，△V≠0，建立等效平衡的条件是：反应物投料量相当

1.某温度下，在1L的密闭容器中加入1molN2、3molH2，使反应N2＋3H22NH3达到平衡，测得平衡混合气体中N2、3H2、NH3分别为0.6mol、1.8mol、0.8mol，维持温度和容器体积不变，令x、y、z代表初始加入的N2、H2、NH3的物质的量（mol）。如果x、y、z取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的物质的量仍跟上述平衡时完全相同。请填写下列空白：

（1）若x=0，y=0，则z= 。

（2）若x=0.75，则y= ，z= 。

（3）x、y、z应满足的一般条件是（用含x、y、z的关系式表示）

命题角度二同T、V，△V＝0, 建立等效平衡的条件是：反应物投料比相当

2. 在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行如下反应A(g)+2B(g)3C(g)，已知起始时加入1molA(g)和3mol B(g)，达平衡后，生成amol C(g)。

（1）当反应达到平衡时，C(g)在反应混合气中的体积分数为___________(用字母a表示)

（2）相同实验条件下，若在同一容器中改为开始加入2molA和6mol B，达平衡时C的物质的量_______mol(用字母a表示)。此时C在反应混合物中的体积分数为_____________（填“增大”、“减少”、或“不变”）

（3）相同实验条件下，若在同一容器中改为开始加入2molA和8mol B，达平衡，要求C在混合物中体积分数与（2）相同，则开始时还需加入___________mol c 命题角度三同T、P，对于任意可逆反应，建立等效平衡的条件是：相同反应物的投料比相等

3.如图所示，在一定温度下，把2体积N

2和6体积H

2

通入一个带有活塞的容积

可变的容器中，活塞的一端与大气相通，容器中发生以下反应：

（正反应放热），若反应达到平衡后，测得混合气体的体积为7体积。据此回答下列问题：

（1）保持上述反应温度不变，设a、b、c分别代表初始加入的N

2、H

2

和NH

3

的体

积，如果反应达到平衡后混合气体中各气体的体积分数仍与上述平衡相同，那么：①若a=1，c=2，则b=_________。在此情况下，反应起始时将向_________（填“正”或“逆”）反应方向进行

②若需规定起始时反应向逆反应方向进行，则c的取值范围是_________

（2）在上述装置中，若需控制平衡后混合气体为6.5体积，则可采取的措施是_________，原因是

练习

1. 在1L密闭容器中加入2molA和1molB，在一定温度下发生下列反应：2A(g)＋B(g) 3C(g)＋D(g)，达到平衡时容器内D的百分含量为a%。若保持容器体积和温度不变，分别通入下列几组物质达到平衡时容器内D的百分含量也为a%的是

A．3molC和1molD B．2molA、1molB和3molC

C．4molC和1molD D．1.9molA、0.95molB、0.15molC和0.05molD

真题感悟

1.(双选)(2010·江苏高考)在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下

[已知N

2(g)＋3H

2

(g)2NH

3

(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol]：

下列说法正确的是( )

A．2c1＞c3 B．a＋b＝92.4 C．2p2＜p3 D．α1＋α3＜1 四．化学平衡图像

几种特殊图像

(1)对于化学反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，M点前，表示化学反应从反应物开始，则v正 >v逆；M点为刚达到的平衡点。M点后为平衡受温度的影响

情况，即升温，A%增大(C%减小)，平衡左移，ΔH <0

(2)对于化学反应m A(g)＋

n B(g)p C(g)＋q D(g)，L 线上所有的点都是平衡点

对点练习

1．(2014·江西新余质检)可逆反应m A(g)n B(g)＋p C(s) ΔH ＝Q ，温度和

压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合下图中的两个图像，以下叙述正确

的是( )

A ．m >n ，Q >0

B ．m >n ＋p ，Q >0

C ．m >n ，Q <0

D ．m

3．将I 2溶于KI 溶液中，能配制成浓度较大的碘水，主要是发生了反应：I 2(aq)

＋I －(aq)

I 3－

(aq)。该平衡体系中，I 3－

的物质的量浓度与温度(T )的关系

如图所示(曲线上的任何一点都代表平衡状态)。下列说法正确的是 ( ) A ．反应速率：v

M >v P B ．平衡常数：K N

C ．M 、N 两点相比，M 点的c (I －)大

D ．Q 点时，v 正>v 逆

4.如图所示是表示其他条件一定时，2NO(g)＋O 2(g)

2NO 2(g) ΔH <0反应中

NO 的转化率与温度的关系曲线，图中标有a 、b 、c 、d 四点，其中表示未达到平

衡状态，且v 正>v 逆的点是( )

A ．a 点

B ．b 点

C ．c 点

D ．d 点

一．化学平衡常数及其应用

命题角度一 化学平衡常数及其影响因素

1．对于3Fe(s)＋4H 2O(g)Fe 3O 4(s)＋4H 2(g)，反应的化学平衡常数的表达

式为( )

A ．K ＝c(Fe ·c(H2O c(Fe3O4·c(H2

B ．K ＝c3(Fe ·c4(H2O c(Fe3O4·c4(H2

C ．K ＝c4(H2c4(H2O

D ．K ＝c4(H2O c4(H2

2．(2014·湖北黄冈质检)在一定条件下，已达平衡的可逆反应： 2A(g)＋B(g)2C(g)，下列说法中正确的是( )

A ．平衡时，此反应的平衡常数K 与各物质的浓度有如下关系：K ＝c2(A ·c(

B c2(C

B ．改变条件后，该反应的平衡常数K 一定不变

C ．如果改变压强并加入催化剂，平衡常数会随之变化

D ．若平衡时增加A 和B 的浓度，则平衡常数会减小 命题角度二 化学平衡常数的应用 1.某温度下反应H 2(g)＋I 2(g) 2HI(g)的平衡常数K ＝57.0，现向此温度下的真空容器中充入0.2 mol/L H 2(g)、0.5 mol/L I 2(g)及0.3 mol/L HI(g)，则下列说法中正确的是( ) A ．反应正好达平衡 B ．反应向左进行 C ．反应向某方向进行一段时间后K <57.0 D ．反应向某方向进行一段时间后c (H 2)<0.2 mol/L 真题感悟

1．(1)(2012·江苏高考节选)一定条件下，NO 与NO 2存在下列反应：

NO(g)＋NO 2(g) N 2O 3(g)，其平衡常数表达式为K ＝_________________ (2)(2012·福建高考节选)在恒容绝热(不与外界交换能量)条件下进行2A(g)＋B(g)

2C(g)＋D(s)反应，按表中数据投料，反应达到平衡状态，测得体

系压强升高。简述该反应的平衡常数与温度的变化关系： ____ ______

(3)(2010·山东高考节选)

一定温度下，向1 L 密闭容器中加入1 mol HI(g)，发生 反应2HI H 2＋I 2，H 2物质的量随时间的变化如图

所示

该温度下，H

2(g)＋I

2

(g)2HI(g)的平衡常数K＝________

二．有关化学平衡的计算——三段式法

[典例1]在某温度下，向一个容积不变(设为V L)的密闭容器中通入2.5 mol CO

和7.5 mol H2，发生CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，达到平衡时CO的转化率为90%，则：此时容器内的压强为开始时的________倍；平衡常数为________ 真题感悟

1.(2013·四川高考)在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L 恒容密闭容器中，发生反应X(g)＋Y(g) 2Z(g) ΔH<0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如表所示：

下列说法正确的是 ( )

A．反应前2 min的平均速率v(Z)＝2.0×10－3 mol/(L·min)

B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v逆>v正

C．该温度下此反应的平衡常数K＝1.44

D．其他条件不变，再充入0.2 mol Z，平衡时X的体积分数增大

2.(2013·海南高考)

反应A(g)B(g)＋C(g)在容积为1.0 L的密闭容器中进行，

A的初始浓度为0.050 mol/L。温度T1和T2下A的浓度与时间关

系如图所示

回答下列问题：

(1)上述反应的温度T1________T2，平衡常数K(T1)________K(T2)。(填“大于”、“小于”或“等于”)

(2)若温度T2时，5 min后反应达到平衡，A的转化率为70%，则：

①平衡时体系总的物质的量为________。

②反应的平衡常数K＝________。

③反应在0～5 min区间的平均反应速率v(A)＝_____________________________