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化学平衡中常用的几种解题方法全解

化学平衡中常用的几种解题方法全解
化学平衡中常用的几种解题方法全解

化学平衡中常用的几种解题方法一.等价转化(等效平衡)法

(一)等效平衡的概念和含义

体积为1L的两个密闭容器中均发生反应:CO(g)+ H

2O(g)≒CO

2

(g)+ H

2

(g),在一个容器中充

入0.01molCO(g)和0.01molH

2O(g),在另一个容器中充入0.01molCO

2

(g)和0.01molH

2

(g),

在温度为800℃,均达到化学平衡。

恒温恒容 CO(g) + H

2O(g) ≒ CO

2

(g) + H

2

(g)

途径1:起始 0.01mol 0.01mol 0 0 平衡 0.004mol 0.004mol 0.006mol 0.006mol 途径2:起始 0 0 0.01mol 0.01mol 平衡 0.004mol 0.004mol 0.006mol 0.006mol

恒温恒压可逆反应N

2(g)+3H

2

(g)≒2NH

3

(g)

第一种投料开始 1mol 3mol 0 平衡态Ⅰ

第二种投料开始 1.5mol 4.5mol 1mol 平衡态Ⅱ

在每个平衡状态中,NH

3

在平衡混合物中都有个百分含量,这两个百分含量在平衡Ⅰ和

平衡Ⅱ中相等。

在相同条件下,同一可逆反应,不管从正反应开始,还是从逆反应开始或从正反应和逆

反应同时开始达到平衡时,同种物质的百分含量

....(体积分数、质量分数或物质的量分数)相同的化学平衡互称等效平衡,

(二)建立等效平衡应满足的条件以及等效平衡的特征

可逆反应mA(g)+nB(g)≒ pC(g)

第一种投料开始 a b 0 平衡态Ⅰ

第二种投料开始 x y z 平衡态Ⅱ

x+mz/p y+nz/p 0

采用极限转化法,将两种不同起始投料,根据化学计量,转换成方程式同一边物质的用量. 第一种类型,恒温恒容条件,对于不等体积(反应前后气体化学计量数和不等)的可逆反应。

(1)建立等效平衡,两种起始投料应满足的条件:

若同种物质的用量相等即x+mz/p=a 同时,y+nz/p=b,可逆反应达到的两个平衡属于等量平衡。

(2)其特点是:

在这两个平衡中,同种物质的物质的量、浓度、百分含量对应相等(反应起始的温度等的,容积是等的,同种物质的浓度是等的)。

第二种类型,恒温恒容条件时,对于等体积(反应前后气体化学计量数和相等)的可逆反应。

(1)建立等效平衡,两种起始投料应满足的条件:

若对应物质用量的比值相等即(x+mz/p):(y+nz/p)=a:b,可逆反应达到的两个平衡属于比

例平衡(相当于恒温恒压下的等效平衡,其原因是平衡不受压强影响).

(2)其特点是:

在两个平衡中,同种物质的百分含量相等,同种物质的物质的量和浓度成比例存在倍数关系或相等(反应起始的温度等的,压强是等的,对应物质的浓度是存在倍数关系)。

例1.在一固定体积的密闭容器中,充入2molA和1molB,发生反应2A(g)+B(g)≒xC(g),达平衡后,C的体积分数为W%,若维持容器容积和温度不变,按0.6molA、0.3molB和1.4molC 为起始配比投入,达平衡后,C的体积分数也为W%,则x的值为()

A.1

B.2

C.3

D.4

【解析】看题意多数学生认为这是“恒温恒容”条件下的等效平衡问题,常用极端假设法,即完全推算到A、B这两种反应物一端,即有0.6+1.4×2/x=2,或0.3+1.4×1/x=1,得x=2,应选B。然而还应考虑到等效平衡的另一种情况,即定温、定容条件下对于反应前后气体

化学计量数不变的可逆反应,只要反应物(或生成物)的物质的量之比与原起始量之比对应相同,则两平衡等效,即为当x=3时的情况,因此本题正确答案应为B、C。

例2.在恒温恒容的条件下,有反应2A(g)+2B(g)≒C(g)+3D(g),现从两条途径分别建立平衡。途径I:A、B的起始浓度均为2mol·L-1;途径II:C、D的起始浓度分别为2mol/L和6mol/L,则以下下叙述正确的是( )

A.两途径最终达到平衡时,体系内混合气的百分组成相同

B.两途径最终达到平衡时,体系内混合气的百分组成不同

C.达平衡时,途径I的反应速率v(A)等于途径II的反应速率v(A)

D.达平衡时,途径I所得混合气的密度为途径II所得混合气密度的1/2.

【解析】在恒温恒容下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,只要反应物(或生成物)的物质的量比例与原平衡的相同,途径Ⅰ、Ⅱ所建立的两平衡就是等效平衡(相当于恒温恒压下的等效平衡,其原因是反应前后气体体积不变,压强对该平衡无影响)。

第三种类型,恒温恒压时,任意(不论反应前后气体化学计量数是否相等)的可逆反应。(1)建立等效平衡,两种起始投料应满足的条件:

若对应物质用量的比值相等,即(x+mz/p):(y+nz/p)=a:b,可逆反应达到的两个平衡时属于比例平衡,

(2)其特点是:

在两个平衡中,同种物质的含量、物质的量浓度相等。同种物质的物质的量存在倍数关系。例3.(03年全国)某温度下,在容器可变的容器中,反应2A(g)+B(g)≒2C(g)达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量作如下调整,可使平衡右移的是()

A.均减半

B.均加倍

C.均增加1mol

D.均减小1mol

【解析】本题考查了上述规律中“定温定压”条件下的等效平衡问题,选项A、B中均减半、均加倍时,各物质的物质的量的比值不变,三者比例为2:1:2,与题中比例一致,故为等效平衡,平衡不移动。选项C均增加1mol时,可把B物质分成两次增加,即先增加0.5mol,第一次加入1molA、0.5molB、1molC,则A、B、C按物质的量5: 2.5:5=4:2:4,故与已知条件等效,此时平衡不移动,再在此基础上再增加0.5molB,提高反应物B的浓度,则平衡右移。选项D中均减少1mol时,可把B物质分成两次减少,即先减少0.5mol,将A减小1mol,B减小0.5mol,C减小1mol,则A、B、C按物质的量3: 1.5:3=4:2:4,故与已知条件等效,此时平衡不移动,再在此基础上再减少0.5molB,降低反应物B的浓度,平衡向左移动,故本题应选C。

【归纳总结】

1.判断两种起始投料所建立的平衡是否为等效平衡的方法

一是看外界条件是恒温恒容,还是恒温恒压;二是看反应前后气体分子化学计量数是否相等;三是使用极限转化的方法将两种不同起始投料按化学计量数转换为方程式同一半边的物质的用量,再观察相关物质的用量是否相等或成比例。

2.平衡等效,转化率不一定相同.

①若是从不同方向建立的等效平衡,物质的转化率一定不同,如在某温度下的密闭定容容

器中发生反应2M(g)+N(g)=2E(g),若起始时充入2molE,达到平衡时气体的压强比起始时

增大了20%,则E的转化率是40%;若开始时充入2molM和1molN,达到平衡后,M的转化率是60%。

②若是从一个方向建立的等效平衡,物质的转化率相同,如恒温恒压容器中发生反应

2E(g)=2M(g)+N(g),若起始时充入2molE,达到平衡时M的物质的量为0.8mol,则E的转化率是40%;若开始时充入4molE,达到平衡后M的物质的量为1.6mol,则E的转化率仍为40%。

(三).等效平衡的应用(运用等效平衡解决非等效平衡的问题)

可以先虚构一个等效平衡,在等效平衡的基础上再回到题设条件,问题就迎刃而解了。

例4.(05年江苏)一定温度下,在恒容密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)≒3C(g),若反应开始时充入2molA和2molB,达到平衡后A的体积分数为a%。其他条件不变时,若按下列四种配比作为起始物质,平衡后A的体积分数大于a%的是( )

A.2molC

B.2molA、1molB和1molHe(不参加反应)

C.1molB和1molC

D.2molA、3molB和3 molC

【解析】本题考查了上述“定温、定容”条件下的等效平衡规律中的第2类等效平衡问题。首先把各选项中的C都折算成A和B,再与题干相比较。选项A中把“2molC”完全转化为“4/3molA和2/3molB”,可设想分两步进行,第一次先加入4/3molA和4/3molB,与题干中比例一致,与原平衡等效,平衡后A的体积分数为a%,第二次再移走2/3molB,会使平衡逆向移动,A的物质的量增加(但总物质的量减小),故平衡后A的体积分数大于a%;选项B中所充入的“1molHe”不能改变各组分分压,对平衡无影响,只需分析加入

“2molA、1molB”的情况即可,其分析原理与选项A类似,故平衡后A的体积分数也大于a%;选项C中把“1molB和1molC” 完全转化为“4/3molA和5/3molB”,也可假设分批加入,第一次先加入4/3molA和4/3molB,与原平衡等效,平衡后A的体积分数为a%,第二次再加入1/3molB,会使平衡正向移动,A的物质的量减小(但总物质的量增加),故平衡后A的体积分数小于a%;选项D中把“2molA、3molB和3 molC” 完全转化为“4molA和4molB”,与原平衡等效,平衡后A的体积分数为a%。故符合题意的为AB。

例5.在一定温度下,向容积固定不变的密闭容器中充入a molNO

2发生如下反应2NO

2

(g)≒

N 2O

4

(g),达平衡后再向容器中充入amolNO

2

,达到新平衡后,与原来的平衡比较错误的是()

A.相对平均分子质量增大

B.NO

2

的转化率提高

C.体系的颜色变深

D.NO

2

的质量分数增大

【解析】有关“等效平衡”问题,一般都假设过程:设原平衡在建立前初始时,只放入NO

2

其物质的量是amol,此时容器的体积为VL,再加入的NO

2

是amol,此时容器的体积为2VL,

两种情况下在等温等压条件下建立的平衡状态是相同的(即等效平衡),此时NO

2

的体积分数相同。再把容器的体积由2VL压缩为VL时(因为题设条件是等温等容,所以需把假设过程的虚设体积恢复至原体积),该可逆反应的原平衡会发生正向移动,再建立新的平衡状态,

此时反应物NO

2的体积分数会比原平衡减小,NO

2

的转化率比原平衡增大,混合气体的平均相

对分子质量增大,故D选项错误.

【归纳总结】

此题的解题方法为放大缩小法,该方法适用于:起始投入的物质的量存在一定的倍数关系,它指的是将反应容器的体积扩大一定的倍数,让起始物质的浓度相同,则在一定的条件下,可建立相同的平衡态。然后,在此基础上,进行压缩,使其还原为原来的浓度,分析在压缩过程中,平衡如何移动,再依据勒沙特列原理,分析相关量的变化情况。现就“图示”法构建

等效平衡,在化学平衡习题中的运用分析如下,可逆反应2SO

2(g)+O

2

(g)≒2SO

3

(g)

(2)C到D加压,因为2SO

2(g)+O

2

(g)≒2SO

3

(g)反应前后气体系数和不相等,所以平衡将发

生移动,所以A和D不互为等效平衡。又如可逆反应H

2(g)+I

2

(g)≒2HI(g)

百分含量相等,所以A 、C 互为等效平衡,C 各组分物质的量是A 中的2倍。

(2)C 到D 加压,因为H 2(g)+I 2(g)≒2HI(g)反应前后气体化学计量数之和相等所以C 中平衡不移动,所以A 和D 互为等效平衡,且D 中各组分物质的量是A 中的2倍。

例6.两个体积相同的密闭容器A 、B ,在A 中充入SO 2和O

2各

1mol ,在B 中充入SO 2和O 2各2 mol,加热到相同温度,有如下反应2SO 2(g)+ O 2(g)≒2SO 3(g),对此反应,下述不正确的是( )

A .反应速率

B >A B.SO 2的转化率B >A

C .平衡时各组分含量B=A B >A 【解析】

可构建A 的等效平衡状态1和状态2(状态1和状态2完全相同),A 中SO 2的转化率与状态2相同,状态2到B 相当与加压,由于此可逆反应反应前后气体计量数之和不等,所以平衡右移。所以SO 2的转化率: B >A 中反应速率:B >A ,容器的压强:B >A 。再利用减弱不等于消除原理可判断C 错误。 二.极值法(大于零原则)

对于可逆反应,不论在什么情况下,一定是反应物与生成物共存的状态,即任何物质的物质的量均大于零。

例9.在一个密闭容器中发生反应:CO 2(g)+H 2(g)≒CO(g)+H 2O(g),充入1molCO 2 和3molH 2,在850℃ 时,达到平衡时生成0.75molCO,那么当H 2改为9mol,在上述条件下达到平衡时生成CO 和H 2O 的物质的量之和可能为( )

A 1.2mol

B 1.5mol

C 1.8mol

D 2.5mol 〖解析〗 CO 2 + H 2 CO + H 2O 起始 1 3 0 0

变化 x x x x 平衡 0.25 2.25 0.75 0.75

在此基础上,增加H 2的用量,平衡右移,CO 2的转化率增大,CO. H 2O 的物质的量均增大。设平衡移动后,CO. H 2O 的物质的量为a ,则a>0.75+0.75=1.5。但CO 2不能完全转化,(若CO 2完全转化,则a=2),故a<2。因而a 的取值范围:1.5

例10.一定条件下,将10molH 2(g)和1molN 2(g)充入一密闭容器中,使其反N 2(g)+3H 2(g)≒2NH 3(g),并达到平衡,则H 2(g)的转化率可能是( )

A.25%;

B.30%;

C.35%;

D.75% 三.原子守恒法

例11.将2mol H 2O 和2molCO 置于1L 容器中,在一定条件下,加热至高温,发生如下可逆反应:2H 2O(g)≒2H 2+O 2 2CO +O 2≒2CO 2

(1)当上述系统达到平衡时,欲求其混合气体的平衡组成,则至少还需要知道两种气体的平衡浓度,但这两种气体不能..

同时是 和 ,或 和 。(填它们的分子式) (2)若平衡时O 2和CO 2的物质的量分别为n (O 2)平=a mol,n (CO 2)平=b mol 。 试求n (H 2O )平= 。(用含a 、b 的代数式表示) 【解析】(1)题设情境中同时存在两个反应的化学平衡,涉及5种气体。根据物质守恒可以写出3个关系式:

H 原子守恒:2n (H 2O )平+2 n (H 2)平=4mol ① O 原子守恒:n (H 2O )平+2 n (O 2)平+ n (CO )平+2 n (CO 2)平=4mol ② C 原子守恒:n (CO )平+ n (CO 2)平=2mol ③

由①可知,n (H 2O )平和 n (H 2)平两个量是直接相关的,知其一,则知其二;由③可知,n (CO )平和 n (CO 2)平的关系也是如此。若同时n (H 2O )平和 n(H 2)平两个量,或n (CO )平和 n (CO 2)平两个量,实际上只相当于增加了一个已知条件。

(2)将“n (O 2)平=a mol 、n (CO 2)平=b mol ”代入②、③,即可求n (H 2O )平。 四.其他方法

例12.在一个a L 的密闭容器中,充入2 mol A 气体和1 mol B 气体,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g)≒n C(g)+2D(g),达平衡后,A 的浓度减少到原来的1/2,混合气的平均相对分子质量增大了1/8倍,则反应式中的n 值为( ) A.1 B.2 C.3 D.4

【解析】本题若按常规解法求解,则显得烦琐,解题关键是要深入分析,挖掘隐含条件,即从正反应开始建立平衡后,混合气总质量未变,而平均相对分子质量增大,这说明反应后,气体的物质的量减少了,即有关系式n +2<3+1,则有n <2,故选择A 。

例13.在2 L 的密闭容器中,充有2 mol SO 2和一定量的O 2,发生下列反应:2SO 2+O 2 ≒2SO 3,当反应进行到4 min 时,测得SO 2为0.4 mol,若反应进行到2 min 时,容器中SO 2的物质的量为( )

A.1.6 mol

B.1.2 mol

C.大于1.6 mol

D.小于1.2 mol 【巩固练习】

一.运用等效平衡的特征进行解题

1.在一个固定体积的密闭容器中,保持一定温度进行以下反应:H 2(g)+Br 2(g)≒2HBr(g)已知加入1mo H 2和2mol Br 2 时,达到平衡后生成amolHBr(见下表已知项)在相同的条件下,且保持平衡时各组分体积分数不变

,对下列编号①~③的状态,填写表中空白:

【解析】在定温定容下,H

2(g)+Br

2

(g)≒2HBr(g)建立起化学平衡状态,从化学方程式可以

看出,这是一个化学反应前后气体分子数相等的可逆反应。根据“等价转换”法,通过反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量之比与原平衡相同,则达到平衡后与原平衡等效。

①因为标准项中n(H

2起始):n(Br

2

起始):n(HBr平衡)=1:2:a,将n(H

2

起始)=2mol,n(Br

2

起始)=4mol,代入上式得n(HBr平衡)=2a。

②参照标准项可知,n(HBr平衡)=0.5a mol,需要n(H

2起始)=0.5 mol,n(Br

2

起始)

=1 mol,n(HBr起始)=0 mol。而现在的起始状态,已有1 mol HBr,通过等价转换以后,

就相当于起始时有0.5 mol H

2和0.5 mol Br

2

的混合物,为使n(H

2

起始):n(Br

2

起始)

=1:2,则需要再加入0.5 mol Br

2就可以达到了。故起始时H

2

和Br

2

的物质的量应为0 mol

和0.5 mol。

③设起始时HBr的物质的量为x mol,转换成H

2和Br

2

后,则H

2

和Br

2

的总量分别为(m+x/2)

mol和(g+x/2)mol,根据(m+x/2):(g+x/2)=1:2,解得x=2(g-2m)。设平衡时HBr的物质的量为y mol,则有1:a=(m+x/2):y,解得y=a(g-m)。

例5.(04年北京)在一定温定容的密闭容器中有如下平衡:H

2(g)+I

2

(g)≒2HI(g),已知H

2

I 2的起始浓度均是0.10mol/L,达到平衡时HI的浓度为0.16 mol/L,若H

2

和I

2

的起始浓度均

变为0.20mol/L时,则平衡时的H

2

浓度(mol/L)是()

A.0.16mol/L

B.0.08mol/L

C.0.04mol/L

D.0.02mol/L

【解析】此题仍运用等效平衡规律处理,仍假设第一种情况的反应体系的体积为VL,第二

种情况的反应体系的体积为2VL,则在等温条件下,两者建立等效平衡,其中H

2

的平衡浓度

相同,为0.02mol/L(由第一种情况平衡时,HI浓度为0.16mol/L,可推知H

2

转化浓度为0.08mol/L,则剩余浓度为0.02mol/L得)。这样由第二种情况的反应体积为2VL压缩到VL

时,平衡不移动,但H

2、I

2

和HI的浓度均增大2倍,所以H

2

的平衡浓度则为0.04mol/L。

应选C。

2.在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中保持一定温度和压强,进行以下反应N

3+3H

2

2NH

3,已知加入1molN

2

和4mol H

2

达到平衡后生成amolNH

3

。在相同温度、压强下,保持平

衡时各组分的体积分数不变

。对下列①~③的状态填号表中的空白。

3.)g(B

)g(

A+)g(

C

(一)

(1)若开始时放入1molA和1molB,达到平衡后,生成a mol C,这时A的物质的量为___mol。

(2)若开始时放入3molA和3molB,达到平衡后,生成C的物质的量为_________mol。

(3)若开始时放入x mol A、2mol B和1molC,达到平衡后,A和C的物质的量分别为y mol 和3a mol,则x=______,y=______。平衡时,B的物质的量________(填编号)。

甲.大于2mol 乙.等于2mol 丙.小于2mol 丁.可能大于、等于或小于2mol

(4)若在3的平衡混合物中再加入3mol C,待再次达到平衡后,C的物质的量分数是____。

(二)若维持温度不变,在一个与(一)反应前起始体积相同,且容积固定的容器中发生上述反应。

(5)开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成b mol C,将b与(1)小题中的a进行比较____(填编号)。作出此判断的理由是____________。

甲.a>b 乙a

【解析】(一)(1)由反应)g(B

)g(

A+≒)g(C知,反应达平衡后,若有a mol C生成,则

必有a mol A 物质消耗,此时剩余A 的物质的量为(1-a )mol 。

(2)在恒温、恒压下,若投放3mol A 和3mol B ,则所占有的体积为(1)中的3倍。由于A 、B 的投放比例与(1)相同,故平衡时与(1)等效,而C 的物质的量为3a mol 。 (3)由于达到平衡时C 的物质的量为3a mol ,故此平衡状态与(2)完全相同。若把C 的物质的量完全转化为A 和B ,A 、B 的物质的量应与(2)完全相等。

)g (B )g (A +≒)g (C

起始(mol ): x 2 1 将C 转化为A 、B (mol ): x+1 2+1 0 平衡时(mol ): y 3-3a 3a 据题意有:

1

1

121x =++,解得2x =;11a 33y =-,解得y=3-3a 。

通过上述可知,平衡时B 的物质的量为(3-3a )mol ,由于该反应起始时投放的物质为A 、

B 、

C 均有,即从中间状态开始达到平衡,故平衡可能向左、向右或不移动,也即3a 可能

大于、小于或等于1(不移动时,1a 32a 33==-,),故(3)中B 的物质的量应为(丁)。

(4)在(3)的平衡中,再加入3mol C ,所达到的平衡状态与(1)、(2)、(3)皆为等效状态,通过(1)可求出C 的物质的量分数为

a

2a

mol a mol )a 1(mol )a 1(mol a -=+-+-,也就是在

(3)的平衡状态时C 的物质的量分数。 (二)(5)因此时容器的容积不变,而(1)中容器的容积缩小,(5)小题中容器相当于在(1)的基础上减压,则平衡逆向移动,故反应达到平衡后a>b ,即应填(甲)。 二.运用放大缩小的方法解决非等效平衡的问题

4.如下图所示,向A 中充入1 mol X 和1 mol Y ,向B 中充入2 mol X 和2 mol Y ,起始时,V A =V B =a L 。在相同温度和有催化剂存在的条件下,两容器中各自发生下述反应:

A

B X+Y ≒2Z+W ;ΔH <0(X 、Y 、Z 、W 均为气体),达到平衡时,V A =1.2a L 。试回答:

(1)A 中X 的转化率a A =________;

(2)A 、B 中X 转化率的关系:a A _________a B (填“>”“=”或“<”);

(3)打开K ,一段时间后又达平衡时,A 的体积为________L(连通管中气体体积不计); 【解析】(1) X + Y 2Z + W

开始:1 mol 1 mol 0 0 转化:a A a A 2a A a A 平衡:1-a A 1-a A 2a A a A

根据题意得:

L mol 2a =L

1.22A

a a +; a A =40%。 (2)由于B 中X 、Y 的物质的量皆为A 中的2倍,若假设B 的体积为A 的2倍,压强与A 相同,则平衡时的转化率与A 相等。现将B 的体积压缩至与A 相等则压强增大,平衡向逆反应方向移动,X 的转化率降低,即a A >a B 。(3)若打开K ,则B 中气体进入A ,相当于A 中物质的量3倍的气体X 、Y 在等压条件下发生反应,故在达到平衡时混合气体的总体积为3.6a L ,所以一段时间后又达平衡时A 的体积为2.6a L 。答案:(1)40% (2)> (3)2.6a 5.将1 molSO 2和1mol O 2通入一体积不变的密闭容器中,在一定温度和催化剂作用下,反应

达到平衡,SO 3为0.3 mol,此时移走0.5 molO 2和0.5 molSO 2,则反应达到新的平衡时,SO 3的物质的量是( )

A.0.3 mol

B.0.15 mol ,

C.小于0.15 mol

D.大于0.15 mol ,小于0.3 mol 。 【解析】在反应达到平衡后移走起始量一半的SO 2和O 2后,求达新平衡时SO 3的物质的量,对于这一操作,可对反应物用量建立如下模型:有A 和B 两个容器,B 容器容积为A 容器容积的一半,在A 容器中通入1 mol SO 2和1 mol O 2,在B 容器中通入0.5 mol O 2和0.5 mol SO 2,在一定温度和催化剂作用下,达到平衡时,A 容器中SO 3为0.3 mol ,B 容器中SO 3则肯定为A 中的一半即0.15 mol,这时我们将B 容器体积扩大到与A 容器体积相等,对可逆反应2SO 2(g )+O 2(g)≒2SO 3(g)来说,减小压强,化学平衡向逆反应方向移动,则SO 3物质的量小于0.15 mol ,故选C 。

6.在一定温度下,向一个容积固定的密闭真空容器中充入2molX 气体,发生反应X(g) ≒ Y(g)+Z(g),使反应达到平衡,这时容器中的混合气体中X 气体的体积分数是a%. 若在同一容器中,最初放入的是1 molY 和1molZ 的混合气体,并在相同的温度下使反应达到平衡,这时混合气体中 X 气体所占的体积分数是b% 。则a 和b 的关系是( ) A. a>b B. a=b C. a

7.有A 、B 两只密闭容器,A 容器有1个移动的活塞能使容器内保持恒压,B 容器能保持恒容,起始时向A 容器中充入2molSO 2、1molO 2,向B 容器中充入4moLSO 2、2moLO 2,并使A 和B 容器容积都为1L ,在保持40℃的条件下,

发生2SO 2(g)+O 2(g)≒2SO 3(g),平衡时,A 容器的体积为0.8L 。填空:

(1)A 容器中SO 2的转化率为 ; (2)A 、B 两容器中SO 2转化率是A B (填“>”、“=”或“<”);

(3)达到平衡时所需时间:A B (填“>”、“=”或“<”);

(4)当A 、B 两容器连接后,打开K 1、K 2,一段时间后又重新达到平衡时,A 容器的体积为 L 。(连通管中气体体积不变)(参考答案:(1)60%;(2)<;(3)<;(4)1.4)

8.体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充有等物质的量的SO 2和O 2,在相同温度下发生反应:2SO 2(g)+O 2(g)≒2SO 3(g),并达到平衡,在这过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中SO 2的转化率为p%,则乙容器中SO 2的转化率( ) A.等于p% B.大于p% C.小于p% D.无法判断

【解析】随着反应的向右进行,混合气体的分子数会有所减少,甲容器体积不变,其压强逐渐减小,乙容器压强不变,其容积逐渐减小,当两种条件分别达到平衡后,甲容器压强小于乙容器的压强,乙中加压平衡正向移动,乙容器SO 2的转化率大于甲容器SO 2的转化率。 9.将2molPCl 3和1molCl 2充入一容积不变的密闭容器中,在一定条件下反应:PCl 3(g)+Cl 2(g) ≒PCl 5(g)达平衡时,PCl 5为0.4mol.那么,在同体积容器中充入1molPCl 3和0.5molCl 2,在相同温度下,达平衡时PCl 5的物质的量是( )

A.0.2mol

B.小于0.2mol

C.大于0.2mol 而小于0.4mol

D.0.4mol

【解析】可以这样考虑:当拿走一半反应物时,若按原来的比例可得PCl 5 0.2mol ,但由于容积不变,所以降低了容器中的压强,平衡向左移动,所以选B 三.运用极值法(大于零原则)

10.将1molCO 和1molH 2O(g)充入某固定容积的反应器中,在某条件下达到平衡:CO+H 2O ≒CO 2+H 2,此时有2/3的转化为CO 2。在相同条件下,若将1molCO 和2molH 2O(g)充入同一反应器中,当反应达到平衡后,混合气体中CO 2的体积分数可能为( )

A 22.2%

B 27.5%

C 33.3%

D 36.8% (参考答案为B)

化学平衡中的等效平衡的类型及解题思路

化学平衡中的等效平衡的类型及解题思路等效平衡的概念 相同条件下,同一可逆反应体系,不管从正反应开始,还是从逆反应开始,达到平衡时,任何相同物质的含量(体积分数、质量分数或物质的量分数)都相同的化学平衡互称等效平衡。可分为“全等效”平衡和“相似等效”平衡。判断等效平衡的方法:使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物,然后观察有关物质的数量是否相当。 等效平衡的类型 各种不同类型的等效平衡的解题思路 一、恒温恒容(定T、V)的等效平衡 1.在定T、V条件下,对于反应前后气体体积改变的反应:若改变起始加入情况,只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡时左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同,则二平衡等效。 2.在定T、V条件下,对于反应前后气体体积不变的反应:只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡相同,则二平衡等效。 二、恒温恒压(定T、P)的等效平衡 在定T、P条件下:若改变起始加入情况,只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡时左右两边同一边物质的物质的量之比。 即:对于反应前后气体体积发生变化的可逆反应而言,恒容容器中要想达到同一平衡状态,投料量必须相同;恒压容器中要想达到同一平衡状态,投料量可以不同,但投入的比例得相同。 例1.在一个固定体积的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生反应2A(g)+B(g)2C(g),达到平衡时,C的物质的量浓度为K mol/L,若维持容器体积和温度不变,按下列配比作为起始物质, A.4 molA+2 molB B.2 molA+1 molB+2 molC C.2 molC+1 molB D.2 molC E.1 molA+0.5 molB+1 molC ①达到平衡后,C的物质的量浓度仍是K mol/L的是(DE) ②A项平衡时,c(C)与2K mol/L的关系? 分析:→ 扩大一倍若平衡不动,则[C]=2K mol/L, 现右移∴>2K mol/L

等效平衡解题技巧与训练

等效平衡解题技巧 一、概念 等效平衡:在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,在达到化学平衡状态时,任何相同组分的百分含量(体积分数、物质的量分数等)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡(包括“相同的平衡状态”)。 概念的理解: (1)外界条件相同:通常可以是①恒温、恒容,②恒温、恒压。 (2)“等效平衡”与“完全相同的平衡状态”不同: “完全相同的平衡状态” 是指在达到平衡状态时,任何组分的物质的量分数(或体积分数)对应相等,并且反应的速率等也相同,但各组分的物质的量、浓度可能不同。而“等效平衡”只要求平衡混合物中各组分的物质的量分数(或体积分数)对应相同,反应的速率、压强等可以不同 (3)平衡状态只与始态有关,而与途径无关,(如:①无论反应从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始②投料是一次还是分成几次③反应容器经过扩大—缩小或缩小—扩大的过程,)只要起始浓度相当,就达到相同的平衡状态。 二、等效平衡的分类 在等效平衡中比较常见并且重要的类型主要有以下三种: I类:恒温恒压下对于气体体系等效转化后,若反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。 II类:恒温恒容时对于反应前后气体体积发生变化的反应来说(即△V≠0的体系):等价转化后,对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同,两平衡等效。 III类:恒温恒容时对于反应前后气体体积没有变化的反应来说(即△V=0的体系):等

价转化后,只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。 解题的关键,读题时注意勾画出这些条件,分清类别,用相应的方法求解。我们常采用“等价转换”的方法,分析和解决等效平衡问题 等价转换:通过可逆反应的化学计量数之比换算成化学方程式的同一边物质的物质的量 三、例题解析 一、恒温恒压时,改变起始时加入物质的物质的量,只要按化学计量数之比换算成化学方程式的同一边物质的物质的量之比与原平衡相同,达到平衡状态后与原平衡等效。 例1: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_____ ____。 二、恒温恒容时,分两种状况: 1. 恒温恒容时,对于化学反应前后气体体积发生变化的可逆反应,只改变起始加入物质 的物质的量,如果转换后的同一边物质的物质的量与原平衡的相同,则两平衡等效。 例2:在一定温度下,把2mol SO 2和1mol O 2 通入一定容积的密闭容器中,发生如下反应 2SO 2 + O 2 2SO 3 ,当此反应进行到一定程度时反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容 器中维持温度不变,令a、b、c分别代表初始时加入的SO 2、 O 2 、SO 3 的物质的量(mol), 如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡状态时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡完全相同。请填空: (1)若a = 0,b = 0,则c =___________。

化学平衡常数及其计算训练题

化学平衡常数及其计算训练题 1.O 3是一种很好的消毒剂,具有高效、洁净、方便、经济等优点。O 3可溶于水,在水中易分解,产生的[O]为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生的反应如下: 反应① O 3 2 +[O] ΔH >0 平衡常数为K 1; 反应② [O]+O 32 ΔH <0 平衡常数为K 2; 总反应:2O 3 2 ΔH <0 平衡常数为K 。 下列叙述正确的是( ) A .降低温度,总反应K 减小 B .K =K 1+K 2 C .适当升温,可提高消毒效率 D .压强增大,K 2减小 解析:选C 降温,总反应平衡向右移动,K 增大,A 项错误;K 1= c 2 c c 3 、 K 2= c 2 2 c c 3 、K =c 3 2c 2 3 =K 1·K 2,B 项错误;升高温度,反应①平衡向右移动, 反应②平衡向左移动,c ([O])增大,可提高消毒效率,C 项正确;对于给定的反应,平衡常数只与温度有关,D 项错误。 2.将一定量氨基甲酸铵(NH 2COONH 4)加入密闭容器中,发生反应NH 2COONH 4 3 (g)+CO 2(g)。该反应的平衡常数的负对 数(-lg K )值随温度(T )的变化曲线如图所示,下列说法中不正确的是( ) A .该反应的ΔH >0 B .NH 3的体积分数不变时,该反应一定达到平衡状态 C .A 点对应状态的平衡常数K (A)的值为10-2.294 D .30 ℃时,B 点对应状态的v 正K ,反应向逆反应方向进行, v 正

化学人教版高中选修4化学反应原理全方位总结化学等效平衡解题技巧

全方位总结化学等效平衡解题技巧 一、概念 在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,在达到化学平衡状态时,任何相同组分的百分含量(体积分数、物质的 量分数等)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡(包括“相同的平衡状态”)。 概念的理解: (1)外界条件相同:通常可以是①恒温、恒容,②恒温、恒压。 (2)“等效平衡”与“完全相同的平衡状态”不同:“完全相同的平衡状态”是指在达到平 衡状态时,任何组分的物质的量分数(或体积分数)对应相等,并且反应的速率等也相同, 但各组分的物质的量、浓度可能.不同。而“等效平衡”只要求平衡混合物中各组分的物质的量分数(或体积分数)对应相同,反应的速率、压强等可以不同 (3 )平衡状态只与始态有关,而与途径无关,(如:①无论反应从正反应方向开始,还是从 逆反应方向开始②投料是一次还是分成几次③反应容器经过扩大一缩小或缩小一扩大的过程,)只要起始浓度相当,就达到相同的平衡状态。 二、等效平衡的分类 在等效平衡中比较常见并且重要的类型主要有以下三种: I类:恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说(即△ V M 0的体系):等价 转化后,对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同。 II类:恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应来说(即△ V=0的体系):等价 转化后,只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。 III类:恒温恒压下对于气体体系等效转化后,要反应物(或生成物)的物质的量的比例 与原平衡起始态相同,两平衡等效。 解题的关键,读题时注意勾画出这些条件,分清类别,用相应的方法求解。我们常采用 “等价转换”的方法,分析和解决等效平衡问题 三、例题解析 I类:在恒温恒容下,对于化学反应前后气体体积发生变化的可逆反应,只改变起始加入物质的物质的量,如果通过可逆反应的化学计量数之比换算成化学方程式的同一边物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。 例1:在一定温度下,把2mol SO2和1mol O2通入一定容积的密闭容器中,发生如下反应, 2SO2 * O2==2SO3,当此反应进行到一定程度时反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中维持温度不变,令a、b、c分别代表初始时加入的S02、02、SO3的物质的 量(mol),如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡状态时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡完全相同。请填空: (1)_____________________________ 若a=0, b=0,贝卩c= 。 (2)__________________________ 若a=0.5,贝H b= , c= 。 (3)a、b、c的取值必须满足的一般条件是_____________ ,___________ 。(请用两个方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c) 解析:通过化学方程式:2SO2 92=2S03可以看出,这是一个化学反应前后气体 分子数不等的可逆反应,在定温、定容下建立的同一化学平衡状态。起始时,无论怎样改变SO?、。2、SO3的物质的量,使化学反应从正反应开始,还是从逆反应开始,或者从正、逆反应同时开始,但它们所建立起来的化学平衡状态的效果是完全相同的,即它们之间存在等 效平衡关系。我们常采用“等价转换”的方法,分析和解决等效平衡问题。

化学平衡图像解题技巧总结

化学平衡图像学案 一、速度-时间图: 可用于: 1) 已知引起平衡移动的因素,判断反应是吸热或放热,反应前后气体体积的变化。 2) (已知反应)判断引起平衡移动的因 素。 练习4、对于达 到平衡的可逆反应:X + Y 二= 图所示。据此分析 X 、Y 、W 、Z 的聚集状态是 A. Z 、W 均为气态,X 、Y 中有一种为气体 B. Z 、W 中有一种为气体,X 、Y 均为气体 C. X 、Y 、Z 均为非气体,W 为气体 引起平衡移动的因素是 平衡向 ______ 方向移 动。 v 2、 t l tl t2 v 正 tl 已知对某一平衡改变温度时有如下图变化, 则温度的变化是 _______________ (升高或降低), 平衡向 ______ 反应方向移动, t2 * t 正反应是 ____________ 热反应。 练习1、对于反应A(g)+3B(g) , ? 2C(g)+D(g)(正反应放热)有如下图所示的变化,请分析 引起平衡移动的原因可能是什么?并说明理由。 由于v 正、v 逆均有不同程度的增大,引起平衡移动的原因 可能是 ___ 此题中引起平衡移动的因素是 练习 2、对于 mA (界nB(g) pC(g)+qD(g), 改变压强时有如右图变化,则压强变化是 或减小), 平衡向 _______________ 反应方向移动, m+n ___ (>、 <、 (增大 =)p+q 。 练习 3、对于反应 mA(g)+nB(g) , * pC(g)+qD(g) 如右图所示的变化,请分析 tl 时的改变原因可能是什 么?并说明理由。 tl t2 t v 正=v 逆 1、 v 正 v 逆 t 2 I v 正 v 逆 引起平衡移动的因素是 平衡向 ______ 方向移动。 例 3、 v 逆 v 逆 v 正: v 正 v 逆° t tl

化学平衡常数和化学平衡计算练习题

化学平衡常数和化学平衡计算 1.在密闭容器中将CO和水蒸气的混合物加热到800℃时,有下列平衡:CO+H22+H2,且K=1。若用2molCO和10mol H2O相互混合并加热到800℃,则CO的转化率为 ( ) A.16.7% B.50% C.66.7% D.83.3% 2.在容积为1L的密闭容器里,装有4molNO2,在一定温度时进行下面的反应: 2NO22O4(g),该温度下反应的平衡常数K=0.25,则平衡时该容器中NO2的物质的量为A.0mol B.1mol C.2mol D.3mol 3.某温度下H2(g)+I2的平衡常数为50。开始时,c(H2)=1mol·L-1,达平衡时,c(HI)=1mol·L-1,则开始时I2(g)的物质的量浓度为 ( ) A.0.04mol·L-1 B.0.5mol·L-1 C.0.54mol·L-1D.1mol·L-1 4.在一个容积为 6 L的密闭容器中,放入 3 L X(g)和2 L Y(g),在一定条件下发生反应: 4X(g)+n+6R(g)反应达到平衡后,容器内温度不变,混合气体的压强比原来增 加了5%,X的浓度减小1/3,则该反应中的n值为( ) A.3 B.4 C.5 D.6 5.在一定条件下,可逆反应X(g)十达到平衡时,X的转化率与Y的转化率之比为1∶2,则起始充入容器中的X与Y的物质的量之比为( ) A.1∶1 B.1∶3 C.2∶3 D.3∶2 6.将等物质的量的CO和H2O(g)混合,在一定条件下发生反应:CO(g)+H22(g)+H2(g),反应至4min时,得知CO的转化率为31.23%,则这时混合气体对氢气的相对密度为A.11.5 B.23 C.25 D.28 7.在一固定容积的密闭容器中,加入 4 L X(g)和6 L Y(g),发生如下反应:X(g)+n +W(g),反应达到平衡时,测知X和Y的转化率分别为25%和50%,则化学方程式中的n值为A.4 B.3 C.2 D.1 8.将固体NH4I置于密闭容器中,在某温度下发生下列反应:NH43(g)+HI(g), 2(g)+I2(g)。当反应达到平衡时,c(H2)=0.5mol·L-1,c(HI)=4mol·L-1,则 NH3的浓度为( ) A.3.5mol·L-1 B.4mol·L-1 C.4.5mol·L-1D.5mol·L-1 9.体积可变的密闭容器,盛有适量的A和B的混合气体,在一定条件下发生反应A(g)+。若维持温度和压强不变,当达到平衡时,容器的体积为V L,其中C气体的体积占10%。下列判断中正确的是 ( ) A.原混合气体的体积为 1.2V L B.原混合气体的体积为 1.1V L C.反应达到平衡时气体A消耗掉0.05V L D.反应达到平衡时气体B消耗掉0.05V L 10.在n L密闭容器中,使1molX和2molY在一定条件下反应:a X(g)+b c Z(g)。达到平衡时,Y的转化率为20%,混合气体压强比原来下降20%,Z的浓度为Y的浓度的0.25倍,则a,c的值依次为( ) A.1,2 B.3,2 C.2,1 D.2,3 11.在一定条件下,1mol N2和3mol H2混合后反应,达到平衡时测得混合气体的密度是 同温同压下氢气的5倍,则氮气的转化率为( ) A.20% B.30% C.40% D.50% 12.已知CO(g)+H22(g)+H2(g)的正反应为放热反应,850℃时K=1。 (1)若温度升高到900°C,达平衡时K________1(填“大于”、“小于”或“等于”)。 (2)850℃时,固定容积的密闭容器中,放入混合物,起始浓度为c(CO)=0.01mol·L-1,c(H2O)=0.03mol·L-1,c(CO2)=0.01mol·L-1,c(H2)=0.05mol·L-1。则反应开始时,H2O消耗速率比生成速率________(填“大”、“小”或“不能确定”)。

高中化学等效平衡问题的解题技巧

高中化学等效平衡问题的解题技巧 等效平衡问题是指利用等效平衡(相同平衡或相似平衡)来进行的有关判断和计算问题,即利用与某一平衡状态等效的过渡平衡状态(相同平衡)进行有关问题的分析、判断,或利用相似平衡的相似原理进行有关量的计算。所以等效平衡也是一种思维分析方式和解题方法。这种方法往往用在相似平衡的计算中 关于概念的理解: (1)外界条件相同:通常可以是①恒温、恒容,②恒温、恒压。 (2)“等效平衡”与“完全相同的平衡状态”不同:“完全相同的平衡状态”是指在达到平衡状态时,任何组分的物质的量分数(或体积分数)对应相等,并且反应的速率等也相同,但各组分的物质的量、浓度可能不同。而“等效平衡”只要求平衡混合物中各组分的物质的量分数(或体积分数)对应相同,反应的速率、压强等可以不同。 (3)平衡状态只与始态有关,而与途径无关,(如:①无论反应从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始②投料是一次还是分成几次③反应容器经过扩大—缩小或缩小—扩大的过程,)只要起始浓度相当,就达到相同的平衡状态。 等效平衡的条件和判断: (1)恒温恒容下,改变起始加入物质的物质的量,如通过

可逆反应的化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相等,则达平衡后与原平衡等效 (2)恒温恒容下,对于反应前后都是气体且物质的量相等的可逆反应,只要反应物(或生成物)的物质的量的之比与原平衡相同,两平衡等效 (3)恒温恒压下,改变起始加入物质的物质的量,只要按化学计量数,换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同,则达平衡后与原平衡等效 不同条件下的等效平衡问题: 1.对于一般可逆反应,在恒温、恒容条件下建立平衡,改变起始时加入物质的物质的量,如果能够按化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。 如:按下列三条途径,在恒温、恒容下建立的平衡等效3H2(g)+N2(g)=2NH3(g) Ⅰ3mol1mol0 Ⅱ002mol Ⅲabc Ⅲ中,应满足:b+c/2=1,a+3c/2=3。 例1.一可逆反应:2A(g)+3B(g)=xC(g)+4D(g),若按下列两种配比,在同温、同体积的密闭容器中进行反应。 有

高考化学常见题型解题技巧——化学平衡中的常见解题方法及思路(8)

化学平衡中的常见解题方法及思路 有关化学平衡的知识,是高考考查的重点知识之一,掌握常见的平衡解题的一些方法及思路,将对解题起着事半功倍的效果。最常见的几种解题方法和思路有如下几种: 一、“开、转、平”法 写出可逆反应到达平衡的过程中,各物质的开始、转化,平衡时的物质的量,然后据条件列方程即可。 例1(1999,全国)X 、Y 、Z 为三种气体,把amolX 和bmolY 充入一密闭容器中,发生反应X+2Y 2Z ,达到平衡时,若它们的物质的量满足n x +n y =n z ,则 Y 的转化率为 A 、%1005?+b a B 、%1005)(2?+b b a C 、%1005)(2?+b a D 、%1005?+a b a 解析:设在反应过程中,X 转化了kmol , 则 X + 2Y 2Z 开:amol bmol 0 转:kmol 2kmol 2kmol 平:(a -k )mol (b -2k )mol 2kmol 据条件列出方程:a -k+b -2k=2k 解得: k= 5 b a + 故Y 的转化率为=?+?%10052b b a %1005)(2?+b b a 选B 。 二、分割法 将起始加入量不相同的两化学平衡可分割成相同的起始加入量,然后再并起来。 例 2 在相同条件下(T -500K ),有相同体积的甲、乙两容器,甲容器中充入1gSO 2和1gO 2,乙容器中充入2gSO 2和2gO 2下列叙述错误的是: A 、化学反应速率乙>甲 B 、平衡后的浓度乙>甲 C 、SO 2的转化率乙>甲 D 、平衡后SO 2的体积分数乙>甲 解析:将乙容器里的2gSO 2和2gO 2,可分割为两个1gSO 和1gO 2,然后分别充入与甲等体积的丙、丁两容器,这样甲、丙、丁三容器建立平衡的途径及平衡状态一样,而乙容器这时可看成丙、丁两容器合并起来,这其实就是一个加压的过程,故平衡2SO 2+O 2SO 3向正方向进行,所以乙中化学反应速率快,SO 2的转化率大,平衡后的浓度乙大,而平衡后的SO 2的体积分数乙中小。 选D 。

有关化学平衡常数的计算

(a)已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率 例1:对于反应2SO 2(g)+ O2(g) 2SO3(g) ,若在一定温度下,将0.1mol的SO2(g)和0.06mol O2(g)注入一体积为2L的密闭容器中,当达到平衡状态时,测得容器中有0.088mol的SO3(g)试求在该温度下(1)此反应的平衡常数。 (2)求SO2(g)和O2(g)的平衡转化率。 (b)已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数 例2:反应SO 2(g)+ NO2(g) SO3(g)+NO(g) ,若在一定温度下,将物质的量浓度均为2mol/L的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中,当达到平衡状态时,测得容器中SO2(g)的转化率为60%,试求:在该温度下。 (1)此反应的浓度平衡常数。 (2)若SO2(g) 的初始浓度均增大到3mol/L,则SO2转化率变为多少? (c)知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率 练习1、在密闭容器中,将NO2加热到某温度时,可进行如下反应:2NO 2 2NO+O2,在平衡时各物质的浓度分别是:

[NO2]=0.06mol/L,[NO]=0.24mol/L, [O2]=0.12mol/L.试求: (1)该温度下反应的平衡常数。 (2)开始时NO2的浓度。 (3)NO2的转化率。 练习2:在2L的容器中充入1mol CO和1mol H2O(g),发生反应:CO(g)+H 2O(g) CO2(g)+H2(g) 800℃时反应达平衡,若k=1.求:(1)CO的平衡浓度和转化率。 (2)若温度不变,上容器中充入的是1mol CO和2mol H2O(g),CO 和H2O(g),的平衡浓度和转化率是多少。 (3)若温度不变,上容器中充入的是1mol CO和4mol H2O(g),CO 和H2O(g),的平衡浓度和转化率是多少。 (4)若温度不变,要使CO的转化率达到90%,在题干的条件下还要充入H2O(g) 物质的量为多少。 练习1、 已知一氧化碳与水蒸气的反应为 CO + H 2O(g) CO2 + H2 在427℃时的平衡常数是9.4。如果反应开始时,一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.01mol/L,计算一氧化碳在此反应条件下的转化率。 练习2、 合成氨反应N 2+3H22NH3在某温度下达平衡时,各物质的浓度是:[N2]=3mol·L-1,[H2]=9 mol·L-1,[NH3]=4 mol·L-1。求该温度时的平衡常

化学平衡常数解题策略

化学平衡常数解题策略

化学平衡常数解题策略 化学平衡常数与化学平衡及其影响因素的关系是高考命题的趋势之一。化学平衡常数的引入,对判 断化学平衡移动方向带来了科学的依据。平衡常数是表征反应限度的一个确定的定量关系,是反应 限度的最根本的表现。平衡常数的使用,从定量的角度解决了平衡的移动。 一、化学平衡常数 在一定温度下,可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应开始,无论反应混合物的起始浓度是多少, 当反应达到平衡状态时,正反应速率等于逆反应速率,反应混合物中各组成成分的含量保持不变,即 各物质的浓度保持不变。生成物浓度的幂次方乘积与反应物浓度的幂次方乘积之比是常数,这个常数 叫化学平衡常数,用K表示。

化学平衡常数的计算公式为: 对于可逆反应:mA(g)+ nB(g)pC(g)+ qD(g) 二、化学平衡常数意义 1、化学平衡常数K表示可逆反应进行的程度。 (1)化学平衡常数K只针对达到平衡状态的可逆反应适用,非平衡状态不适用。 (2)化学平衡常数K的表达式与可逆反应的方程式书写形式有关。对于同一可逆反应,正反应的平衡 常数等于逆反应的平衡常数的倒数,即:K正=1/K逆。 (3)K值越大,表示反应进行的程度越大,反应物转化率或产率也越大。 (4)K值不随浓度或压强的改变而改变,但随着温度的改变而改变。

(5)一般情况下,对于正反应是吸热反应的可逆反应,升高温度,K值增大;而对于正反应为放热 反应的可逆反应,升高温度,K值减少。 2、由于固体浓度为一常数,所以在平衡常数表达式中不再写出。 3、由于水的物质的量浓度为一常数(55.6 mol·L-1),因平衡常数已归并,书写时不必写出。 三、平衡常数与平衡移动的关系 1、平衡常数是反应进行程度的标志 一般认为K>105反应较完全,K<105反应很难进行。平衡常数的数值大小可以判断反应进行的程度,估计 反应的可能性。因为平衡状态是反应进行的最大限度。如: N 2(g) + O 2 (g)2NO(g) K = 1 ×10 - 30(298K)

高中化学等效平衡问题及解题技巧 人教版

1、定义:在相同条件下(定温定容或定温定压),对同一可逆反应,由于起始有关物质的 量“相当”,无论从正反应开始还是从逆反应开始,均可达到平衡,且任何组分的含量(通常为百分含量)相同,这样的平衡互称为等效平衡。 2、等效平衡的类型及建立等效平衡的条件 规律一: 恒温恒容 ....条件下,对于任何 ....,如果 ..(无论反应前后气体分子数是否相同)可逆反应 起始加入物质的物质的量不同,按化学方程式中的化学计量关系换算成同一方向的物质(即“一边倒”)后,各组分的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效,平衡时,同种组分的体积分数、物质的量浓度、物质的量均相同(也可叫全等平衡)。 如: mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 起始①mmol nmol 0 0 起始②0 0 pmol qmol 上述两种情况投料不同,但是将②中投料“左边倒”后,四种物质的物质的量均同①相同, 因此两种情况可达到等效平衡,平衡时,同种组分(如A)的体积分数、物质的量浓度、物质的量均相同。 例1.在一固定体积的密闭容器中通入2molA和1molB发生反应 2A(g)+B(g)3C(g)+D(g) 反应达到平衡时,测得C的物质的量浓度为wmol/L.若维持容器的容积不变,按下列四种配比做起始浓度,达平衡后,C的浓度仍维持wmol/L的是() A、4molA+2molB B、2molA+1molB+3molC+1molD C、3molC+1molD+1molB D、3molC+1molD 例2、在固定体积的密闭容器中,加入2molA,1molB,发生反应:A(g)+B(g)2C(g)达到平衡时,C的质量分数为ω%,在相同条件下按下列情况充入物质达到平衡时C的质量分数仍为ω%的是() A.2molC B.3molC C.4molA,2molB D.1mola,2molC 例3、在一个固定体积的密闭容器中,保持一定浓度,进行以下反应:4A(g)+5B(g) 4C(g)+6D(g),已知加入4molA和5molB时,反应进行到一定程度时,反应混合物就处于平衡状态,现在该容器中,保持温度不变,令a,b,c,d分别代表初始加入的A,B,C,D的物质的量,如果a,b,c,d取不同的数值,它们必须满足一定关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中几种物质的百分含量仍跟上述平衡时完全相同,请填写下列空白: (1)若a=0,b=0, 则c= ,d= . (2)若a=1,则b= ,c= ,d= (3)a,b,c,d取值必须满足的一般条件是(请用方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c): , . 规律二:恒温恒压 ..(无论反应前后气体分子数是否相同)可逆反应 ....,如果....条件下,对于任何 起始加入物质的物质的量不同,按化学方程式中的化学计量关系“一边倒”后, 各组分的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效,平衡时,同种组分的体积分数、物质的量浓度相同,但物质的量不同。 如: mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 起始①mmol nmol 0 0

高考化学三轮冲刺最后30天之考前争分系列热点突破四化学反应速率与化学平衡图像解题方法学案

化学反应速率与化学平衡图像解题方法[突破方法] 1.化学平衡图像题的思维流程 2.解题步骤 3.解题技巧 (1)“定一议二”原则 在化学平衡图像中,了解纵轴、横轴和曲线所表示的三个物理量的意义。在确定横轴所表示的物理量后,讨论纵轴与曲线的关系,或在确定纵轴所表示的物理量后,讨论横轴与曲线的关系。 如反应2A(g)+B(g)2C(g)达到化学平衡时,A的平衡转化率与压强和温度的关系如图1所示[纵轴为A的平衡转化率(α),横轴为反应温度(T)]。

定压看温度变化,升高温度曲线走势降低,说明A的转化率降低,平衡向逆反应方向移动,正反应是放热反应。 定温看压强变化,因为此反应是反应后气体体积减小的反应,压强增大,平衡向正反应方向移动,A的转化率增大,故p2>p1。 (2)“先拐先平数值大”原则 对于同一化学反应在化学平衡图像中,先出现拐点的反应先达到平衡状态,先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图2所示,α表示反应物的转化率)或压强较大[如图3所示,φ(A)表示反应物A的体积分数]。 图2:T2>T1,正反应放热。 图3:p1

(完整版)化学平衡常数及其计算

考纲要求 1.了解化学平衡常数(K)的含义。 2.能利用化学平衡常数进行相关计算。 考点一化学平衡常数 1.概念 在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,用符号K表示。 2.表达式 对于反应m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g), K=c p?C?·c q?D? c m?A?·c n?B? (固体和纯液体的浓度视为常数,通常不计入平衡常数表达式中)。 3.意义及影响因素 (1)K值越大,反应物的转化率越大,正反应进行的程度越大。

(2)K只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。 (3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 4.应用 (1)判断可逆反应进行的程度。 (2)利用化学平衡常数,判断反应是否达到平衡或向何方向进行。 对于化学反应a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g)的任意状态,浓度商:Q c=c c?C?·c d?D? c a?A?·c b?B? 。 Q<K,反应向正反应方向进行; Q=K,反应处于平衡状态; Q>K,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。 深度思考

1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×” (1)平衡常数表达式中,可以是物质的任一浓度() (2)催化剂能改变化学反应速率,也能改变平衡常数() (3)平衡常数发生变化,化学平衡不一定发生移动() (4)化学平衡发生移动,平衡常数不一定发生变化() (5)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度() (6)化学平衡常数只受温度的影响,温度升高,化学平衡常数的变化取决于该反应的反应热() 2.书写下列化学平衡的平衡常数表达式。 (1)Cl2+H2O HCl+HClO (2)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) (3)CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O (4)CO2-3+H2O HCO-3+OH- (5)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) 3.一定温度下,分析下列三个反应的平衡常数的关系 ①N2(g)+3H2(g)2NH3(g)K1 ②1 2N2(g)+ 3 2H2(g)NH3(g)K2 ③2NH3(g)N2(g)+3H2(g)K3 (1)K1和K2,K1=K22。 (2)K1和K3,K1=1 K3。 题组一平衡常数的含义 1.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应: 2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)K1 2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)K2 则4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=(用K1、K2表示)。 2.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如表所示: t/℃700 800 830 1 000 1 200 K0.6 0.9 1.0 1.7 2.6

化学平衡解题技巧

化学平衡 基础知识 一、化学平衡状态标志 1、速率标志: 2、含量标志 3、特殊标志:P M ρ 二、平衡移动方向 浓度 温度 压强 三、化学平衡图像 (1)浓度—时间 如A(g)+B(g)AB(g) (2)含量—时间—温度(压强) (C%指产物的质量分数,B%指某反应物的质量分数)

(3)恒压(或恒温)线 (α表示反应物的转化率,c 表示反应物的平衡浓度) 图①,若p 1>p 2>p 3,则正反应为气体体积减小的反应,ΔH <0; 图②,若T 1>T 2,则正反应为放热反应。 四、化学平衡计算 m A(g)+n B(g) p C(g)+q D(g),令A 、B 起始物质的量浓度分别为a mol·L -1、b mol·L -1,达到平衡后消耗A 的物质的量浓度为mx mol·L -1。 m A(g)+n B(g) p C(g)+q D(g) c 始/(mol·L -1) a b 0 0 c 转/(mol·L - 1) mx nx px qx c 平/(mol·L - 1) a -mx b -nx px qx 明确三个量的关系 (1)三个量:即起始量、变化量、平衡量。 (2)关系 ①对于同一反应物,起始量-变化量=平衡量。 ②对于同一生成物,起始量+变化量=平衡量。 ③各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。 掌握四个公式 (1)反应物的转化率=n (转化)n (起始)×100%=c (转化)c (起始) ×100%。 (2)混合物组分的百分含量=平衡量平衡时各物质的总量 ×100%。 (3)某组分的体积分数=某组分的物质的量混合气体总的物质的量 。 ⑷P 平/P 初=n 平/n 初 ⑸温度不变K 值相等 ⑹已知平衡时物质的量或浓度(注意如何从图像中找平衡量:横坐标为时间的转折点为平衡

化学平衡解题技巧

化学等效平衡解题技巧(1) 在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,在达到化学平衡状态时,各组分的百分含量(体积分数、物质的量分数、质量分数)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡。若不仅各组分的物质的量分数对应相等,而且其物质的量也对应相等,则两平衡互为等同平衡。等同平衡可视为等效平衡的一种特殊情况。 I类:恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说(即△V≠0的体系):等价转化后,对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同。 II类:恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应来说(即△V=0的体系):等价转化后,只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。 III类:恒温恒压下对于气体体系等效转化后,要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。 解等效平衡的题,有一种基本的解题方法——极限转换法。 (I类)同T、V,△V≠0,建立等效平衡的条件是:反应物投料量相当。 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 2. 在t℃时,向2L密闭容器中放入1molA和1molB,发生反应:A(g)+B(g) C(g)+2D(g),平衡时C 的含量为m%,保持其他条件不变,若按下列配比放入容器中达到平衡时,C的含量仍为m% 的是A.2molA和1molB B.2molD和A、B、C各1mol C.1molC和2molD D.1molC和1molD 3. 在一个固定体积的密闭容器中,加入2mol A和1mol B,发生反应:2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g) 达 平衡时,C(C)=W mol/L。若维持容器内体积和温度不变,按下列四种配比作起始物质,达平衡后,C 浓度仍为W mol/L的是 A.1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5 D B.2mol A+1mol B+3mol C+1mol D C.3mol C+1mol D+1mol B D.3mol C+1mol D 4. 在1L密闭容器中通入2mol NH 3,在一定温度下发生下列反应:2NH3N2 + 3H2,达到平衡时容器内N2的百分含量为a%,若维持容器的体积和温度不变,分别通入下列几组物质,达平衡时,容器内N2的百分含量也为a%的是 A.3mol H2和1mol N2B.2mol NH3和1mol N2 C.2mol N2和3mol H2D.0.1mol NH3,0.95mol N2和2.85mol H2 5. 将2.0 mol SO2气体和2.0 mol SO3气体混合于固定体积 ....的密闭容器中,在一定条件下发生反应:2SO (g)+O2(g) 2SO3(g),达到平衡时SO3为n mol。在相同温度下,分别按下列配比在相同密闭容 器中放入起始物质,平衡时SO3等于n mol的是 A.1.6 mol SO2+0.3 mol O2+0.4 mol SO3 B.4.0 mol SO2+1.0 mol O2 C.2.0 mol SO2+1.0 mol O2+2.0 mol SO3 D.3.0 mol SO2+1.0 mol O2+1.0 mol SO3 (II)同T、V,△V=0, 建立等效平衡的条件是:相同反应物的投料比相等

等效平衡的类型及解题思路

化学平衡中的等效平衡的类型及解题思路 [等效平衡的概念] 相同条件下,同一可逆反应体系,不管从正反应开始,还是从逆反应开始,达到平衡时,任何相同物质的含量(体积分数、质量分数或物质的量分数)都相同的化学平衡互称等效平衡。可分为“全等效”平衡和“相似等效”平衡。判断等效平衡的方法:使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物,然后观察有关物质的数量是否相当。[等效平衡的类型] 在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压),对同一可逆反应,起始时加入物质的物质的量不同,达平衡时的状态规律如下表: [各种不同类型的等效平衡的解题思路] 一、恒温恒容(定T、V)的等效平衡 1.在定T、V条件下,对于反应前后气体体积改变的反应:若改变起始加入情况,只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡时左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同,则二平衡等效。 2.在定T、V条件下,对于反应前后气体体积不变的反应:只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡相同,则二平衡等效。

二、恒温恒压(定T、P)的等效平衡 在定T、P条件下:若改变起始加入情况,只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡时左右两边同一边物质的物质的量之比。 即:对于反应前后气体体积发生变化的可逆反应而言,恒容容器中要想达到同一平衡状态,投料量必须相同;恒压容器中要想达到同一平衡状态,投料量可以不同,但投入的比例得相同。 例1.在一个固定体积的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生反应2A(g)+B(g) 2C(g),达到平衡时,C的物质的量浓度为K mol/L,若维持容器体积和温度不变,按下列配比作为起始物质, A.4 molA+2 molB B.2 molA+1 molB+2 molC C.2 molC+1 molB D.2 molC E.1 molA+ molB+1 molC ①达到平衡后,C的物质的量浓度仍是K mol/L的是( DE ) ② A项平衡时,c(C)与2K mol/L的关系 分析:→ 扩大一倍若平衡不动,则[C]=2K mol/L,现右移∴>2K mol/L ③平衡时各选项中C的平衡浓度c(C)的大小顺序。 分析:C项,相当于D、E项达平衡基础上,再加1molB,右移,c(C)增大, A=B>C>D=E ④若令a、b、c分别代表初始加入的A、B、C的物质的量,如果a、b、c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百分含量仍跟上述平衡时完全相同,填写: Ⅰ若a=0,b=0,则c=__2___。 Ⅱ若a=,b=0,则,c=。 Ⅲa、b、c的取值必须满足的一般条件是(用两个方程式表示,一个只含a、c,另一个只含b、c):_a+c=2___;___b+c/2=1____。

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