等效平衡计算题

化学化学平衡试题答案及解析1.一定条件下存在反应：2SO2(g)+O2(g)2SO３(g)，△H=-QkJ·mol-1。

现有三个体积固定的容器I、II、III，体积分别为1L、1L和2L，其中I、II为绝热容器，III为恒温容器，各容器中充入的物质的量（mol）如下表：SO O2SO下列说法正确的是A．容器I、II中产生的总热量（只考虑热值，不考虑符号）小于QB．容器I、III中反应的平衡常数相同C．按起始加入的各物质的量将容器I与容器II无缝对接后，达到平衡后，各物质的量浓度与容器III平衡时浓度相同D．平衡后，SO2的正反应速率大小关系：I＞III＞II【答案】AD【解析】A、若为同温条件下容器I、II中反应为等效平衡，反应产生的热量为Q，但该容器为恒容，反应I为放热，温度升高，平衡逆向移动，放出的热量变少；反应II为吸热反应，温度降低平衡逆向移动吸收的热量变少，故容器I、II中产生的总热量小于Ｑ，正确；B、容器I反应温度高于恒温容器III的温度，故平衡常数不同，错误；C、按起始加入的各物质的量将容器I与容器II无缝对接后，仍然有温度的变化，不与III等效平衡，错误；D、平衡后I温度最高，反应速率最快，II吸热温度降低反应速率最小，故有I＞III＞II，正确。

【考点】考查化学平衡有关问题。

2.硫酸的产量是衡量一个国家化工水平的标志。

2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)是工业制硫酸的主要反应之一。

一定温度下，在甲、乙、丙三个容积均为2 L的恒容密闭容器中投入SO2(g)和O2(g)，其起始物质的量及SO2的平衡转化率如下表所示。

甲乙丙A．甲中反应的平衡常数大于乙 B．平衡时，SO2的转化率：α1<80%<α2C．该温度下，乙中平衡常数值为400 D．平衡时，丙中c(SO3)是甲中的2倍【答案】C【解析】A项，因温度不变，平衡常数不变，错误；B项，乙容器中增加氧气的量，SO2的平衡转化率增大，所以α1>80%，丙容器平衡向正反应移动，SO2的平衡转化率增大，所以α2>80%，错误；C项根据甲容器数据，利用三段法，可求得甲容器中反应的平衡常数：2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)初c / mol/L 0.2 0.12 0转c/ mol/L 0.2×80% 0.08 0.16平c / mol/L 0.04 0.04 0.16甲容器中反应的平衡常数a==400，因温度不变，乙容器中反应的平衡常数也为400，正确；D项，丙中初始物质的量是甲的2倍，压强同时增大，平衡向正反应方向移动，生成SO3，则平衡时，丙中c(SO3)大于甲中c(SO3)的2倍，错误。

1. 化学反应速率：⑴. 化学反应速率的概念及表示方法：通过计算式：v =Δc /Δt来理解其概念：①化学反应速率与反应消耗的时间Δt和反应物浓度的变化Δc有关；②在同一反应中,用不同的物质来表示反应速率时,数值可以相同,也可以是不同的;但这些数值所表示的都是同一个反应速率;因此,表示反应速率时,必须说明用哪种物质作为标准;用不同物质来表示的反应速率时,其比值一定等于化学反应方程式中的化学计量数之比;如：化学反应mAg + nBg pCg + qDg 的：vA∶vB∶vC∶vD = m∶n∶p∶q③一般来说,化学反应速率随反应进行而逐渐减慢;因此某一段时间内的化学反应速率,实际是这段时间内的平均速率,而不是瞬时速率;⑵. 影响化学反应速率的因素：I. 决定因素内因：反应物本身的性质;Ⅱ. 条件因素外因也是我们研究的对象：①. 浓度：其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大活化分子总数,从而加快化学反应速率;值得注意的是,固态物质和纯液态物质的浓度可视为常数；②. 压强：对于气体而言,压缩气体体积,可以增大浓度,从而使化学反应速率加快;值得注意的是,如果增大气体压强时,不能改变反应气体的浓度,则不影响化学反应速率;③. 温度：其他条件不变时,升高温度,能提高反应分子的能量,增加活化分子百分数,从而加快化学反应速率;④. 催化剂：使用催化剂能等同地改变可逆反应的正、逆化学反应速率;⑤. 其他因素;如固体反应物的表面积颗粒大小、光、不同溶剂、超声波等;2. 化学平衡：⑴. 化学平衡研究的对象：可逆反应;⑵. 化学平衡的概念略；⑶. 化学平衡的特征：动：动态平衡;平衡时v正==v逆≠0等：v正＝v逆定：条件一定,平衡混合物中各组分的百分含量一定不是相等；变：条件改变,原平衡被破坏,发生移动,在新的条件下建立新的化学平衡;⑷. 化学平衡的标志：处于化学平衡时：①、速率标志：v正＝v逆≠0；②、反应混合物中各组分的体积分数、物质的量分数、质量分数不再发生变化；③、反应物的转化率、生成物的产率不再发生变化；④、反应物反应时破坏的化学键与逆反应得到的反应物形成的化学键种类和数量相同；⑤、对于气体体积数不同的可逆反应,达到化学平衡时,体积和压强也不再发生变化;⑸. 化学平衡状态的判断：举例反应mAg ＋nBg pCg ＋qDg①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡②各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总压强、总体积、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA,即v正=v逆平衡②在单位时间内消耗了n molB同时生成p molC,均指v正不一定平衡③vA:vB:vC:vD=m:n:p:q,v正不一定等于v逆不一定平衡④在单位时间内生成了n molB,同时消耗q molD,因均指v逆不一定平衡压强①m+n≠p+q时,总压力一定其他条件一定平衡②m+n=p+q时,总压力一定其他条件一定不一定平衡混合气体的平均分子量①一定时,只有当m+n≠p+q时,平衡②一定,但m+n=p+q时不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化,在其他条件不变的条件下,体系温度一定时平衡体系的密度密度一定不一定平衡3．化学平衡移动：⑴、勒沙持列原理：如果改变影响平衡的一个条件如浓度、压强和温度等,平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动;其中包含：①影响平衡的因素：浓度、压强、温度三种；②原理的适用范围：只适用于一项条件发生变化的情况即温度或压强或一种物质的浓度,当多项条件同时发生变化时,情况比较复杂；③平衡移动的结果：只能减弱不可能抵消外界条件的变化;⑵、平衡移动：是一个“平衡状态→不平衡状态→新的平衡状态”的过程;一定条件下的平衡体系,条件改变后,可能发生平衡移动;即总结如下：—34—⑶、平衡移动与转化率的关系：不要把平衡向正反应方向移动与反应物转化率的增大等同起来;具体分析可参考下表：反应实例条件变化与平衡移动方向达新平衡后转化率变化2SO2 +O22SO3气+热增大O2浓度,平衡正移SO2 的转化率增大,O2的转化率减小增大SO3浓度,平衡逆移从逆反应角度看,SO3的转化率减小升高温度,平衡逆移SO2 、O2的转化率都减小增大压强,平衡正移SO2 、O2的转化率都增大2NO2气N2O4体积不变时,无论是加入NO2或者加入N2O4 NO2的转化率都增大即新平衡中N2O4的含量都会增大2HI H2+I2气增大H2的浓度,平衡逆移H2的转化率减小,I2的转化率增大增大HI的浓度,平衡正移HI的转化率不变增大压强,平衡不移动转化率不变⑷、影响化学平衡移动的条件：化学平衡移动：强调一个“变”字①浓度、温度的改变,都能引起化学平衡移动;而改变压强则不一定能引起化学平衡移动;强调：气体体积数发生变化的可逆反应,改变压强则能引起化学平衡移动；气体体积数不变的可逆反应,改变压强则不会引起化学平衡移动;催化剂不影响化学平衡;②速率与平衡移动的关系：I. v正== v逆,平衡不移动；Ⅱ. v正> v逆,平衡向正反应方向移动；Ⅲ. v正< v逆,平衡向逆反应方向移动;③平衡移动原理：勒沙特列原理：如果改变影响平衡的一个条件浓度、温度或压强,平衡就向能够减弱这种改变的方向移动;④分析化学平衡移动的一般思路：速率不变：如容积不变时充入惰性气体强调：加快化学反应速率可以缩短到达化学平衡的时间,但不一定能使平衡发生移动;⑸、反应物用量的改变对化学平衡影响的一般规律：Ⅰ、若反应物只有一种：aAg bBg + cCg,在不改变其他条件时,增加A的量平衡向正反应方向移动,但是A的转化率与气体物质的计量数有关：可用等效平衡的方法分析;①若a = b + c ：A的转化率不变；②若a > b + c ：A的转化率增大；③若a < b + c A的转化率减小;Ⅱ、若反应物不只一种：aAg + bBg cCg + dDg,①在不改变其他条件时,只增加A的量,平衡向正反应方向移动,但是A的转化率减小,而—35—B的转化率增大;②若按原比例同倍数地增加A和B,平衡向正反应方向移动,但是反应物的转化率与气体物质的计量数有关：如a+b = c + d,A、B的转化率都不变；如a+ b>c+ d,A、B的转化率都增大；如a + b < c + d,A、B的转化率都减小;4、等效平衡问题的解题思路：⑴、概念：同一反应,在一定条件下所建立的两个或多个平衡中,混合物中各成分的含量相同,这样的平衡称为等效平衡;⑵分类：①等温等容条件下的等效平衡：在温度和容器体积不变的条件下,改变起始物质的加入情况,只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边同一边物质的物质的量相同,则两平衡等效,这种等效平衡可以称为等同平衡;②等温等压条件下的等效平衡：在温度和压强不变的条件下,改变起始物质的加入情况,只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边同一边物质的物质的量比值相同,则两平衡等效,这种等效平衡可以称为等比例平衡;③等温且△n=0条件下的等效平衡：在温度和容器体积不变的条件下,对于反应前后气体总分子数不变的可逆反应,只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边任意一边物质的物质的量比值相同,则两平衡等效,这种等效平衡可以称为不移动的平衡;例32003年全国12某温度下,在一容积可变的容器中,反应2Ag+Bg 2Cg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 CA．均减半B．均加倍C．均增加1mol D．均减少1mol5、速率和平衡图像分析：⑴、分析反应速度图像：①看起点：分清反应物和生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,生成物多数以原点为起点;②看变化趋势：分清正反应和逆反应,分清放热反应和吸热反应;升高温度时,△V吸热＞△V放热;③看终点：分清消耗浓度和增生浓度;反应物的消耗浓度与生成物的增生浓度之比等于反应方程式中各物质的计量数之比;④对于时间——速度图像,看清曲线是连续的,还是跳跃的;分清“渐变”和“突变”、“大变”和“小变”;增大反应物浓度V正突变,V逆渐变;升高温度,V吸热大增,V放热小增;⑵化学平衡图像问题的解答方法：①三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看△V正、△V逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向;②四要素分析法：看曲线的起点；看曲线的变化趋势；看曲线的转折点；看曲线的终点;③先拐先平：对于可逆反应mAg + nBg pCg + qDg ,在转化率——时间曲线中,先出现拐点的曲线先达到平衡;它所代表的温度高、压强大;这时如果转化率也较高,则反应中m+n>p+q;若转化率降低,则表示m+n<p+q;④定一议二：图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系; 化学反应速率化学反应进行的快慢程度,用单位时间反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示; 通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示; 表达式：△vA=△cA/△t单位：mol/L·s或mol/L·min影响化学反应速率的因素：温度,浓度,压强,催化剂;另外,x射线,γ射线,固体物质的表面积也会影响化学反应速率化学反应的计算公式:对于下列反应:mA+nB=pC+qD有vA:vB:vC:vD=m:n:p:q对于没有达到化学平衡状态的可逆反应:v正≠v逆影响化学反应速率的因素：压强：温度：催化剂：浓度：知识点拨其它条件不变时,增大有气体参与的反应体系的压强,可以加快反应速率,反之,减小反应体系的压强则可以减慢反应速率;这里需注意：①压强改变针对气体而言,固体或液体,压强对其没有影响;②针对可逆反应,压强对v正、v逆影响相同,但影响程度不一定相同;③压强的改变,本质上是改变气体的浓度,因此,压强改变,关键看气体浓度有没有改变,v才可能改变;知识点拨其它条件相同时,反应所处的温度越高,反应的速率越快;这里需注意：①一般认为温度的改变对化学反应速率的影响较大;②实验测得,温度每升高10℃,反应速率通常增大到原来的2~4倍;③温度对反应速率的影响与反应物状态无多大关系;④某反应为可逆反应,正逆反应速度受温度改变而引起的变化倾向相同,但程度不同;知识点拨使用催化剂可以改变反应速率;但需注意：①这里的“改变”包括加快或减慢;通常把能加快反应速率的催化剂称为正催化剂,减慢反应速率的催化剂称为负催化剂;②催化剂具有选择性,即不同的反应一般有不同的催化剂;③催化剂不能改变化学反应;④如果反应是可逆反应,则催化剂可同等程度地改变正逆反应的速率;知识点拨其它条件不变时,增大反应物浓度可以加快反应速率,反之,减小反应物浓度则可以减慢反应速率;这里需注意：①浓度的一般讨论对象为气体或溶液,对于纯液体或固体一般情况下其浓度是定值;②若反应为可逆反应,浓度改变的物质既可以是反应物也可以是生成物,甚至可以两者同时知识点拨一定条件下可逆反应中正反应与逆反应的速率相等,反应混和物中各组分的浓度保持不变的状态叫化学平衡状态;化学反应达到平衡后,反应混和物的百分组成一定可引伸为物质的物质的量浓度、质量分数、体积物质的量分数一定、反应物的转化率利用率一定;化学平衡的特征：⑴化学平衡是一种动态平衡,即v正=v逆≠0;动⑵外界条件如浓度、温度和压强等不改变时,化学平衡状态不变;定说明：化学平衡状态与反应从正反应开始还是从逆反应无关;⑶当外界条件发生改变时,化学平衡发生移动,直至达到新的化学平衡;变知识点拨等价转化是一种数学思想,借用到化学平衡中,可以简化分析过程;它指的是：化学平衡状态的建立与反应途径无关,即不论可逆反应是从正方向开始,还是从逆方向开始,抑或从中间状态开始,只要起始所投入的物质的物质的量相当,则可达到等效平衡状态;这里所说的“相当”即是“等价转化”的意思;知识点拨影响化学平衡移动的外界因素之一：浓度;在其它条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减小生成物浓度可使化学平衡向正反应方向移动；若增大生成物的浓度或减小反应物浓度则化学平衡向逆反应方向移动;注意：①浓度对气体或溶液才有意义,所以改变固体的量时化学平衡不发生移动;②只要增大浓度反应物或生成物无论平衡移动方向如何,新平衡状态的速率值一定大于原平,升高反应体系;知识点拨催化剂不能使化学平衡发生移动,只能改变达到化学平衡所需的时间;这里需注意：这里的改变包括“增大”和“缩短”,应视催化剂的种类;一般为“缩短”;原因：因催化剂能同等程度地改变正反应速率和逆反应速率,所以不能使平衡移动;知识点拨勒沙特列原理：已达平衡的可逆反应,如果改变影响平衡的一个条件如浓度、压强或温度等,平衡就向能够减弱这种改变的方向移动;注意：①此原理只适用于已达平衡的体系;②正确理解“减弱”的含义;。

规律：
（一）、按一定配比投料达到平衡后，只改变温度、 压强对转化率的影响（无物质从外界引入）
看平衡是否移动：
1、正向移动，转化率增大 2、逆向移动，转化率减少 3、不移动，转化率不变
（二）、在一定条件下是否按方程式的系数 比投料对转化率的影响 1、按系数比投料 1）各种反应物的转化率相等，且等于产物的产率 2）达平衡时，产物的含量最高 3）按系数比投料、按系数比反应、按系数比剩余 （工业合成氨按系数比投料循环）
考点六、平衡移动后混合气体平均分子量（M）的变 化
的平均摩尔质量．即取决于反应物的物质的量之比． 例1 、在密闭容器中碳酸钙受热分解达到平衡， 增大压强后达到新平衡，式量（M）如何变化？
例2、一定条件下，以一定比例混合的氨气和二氧化 碳气体，建立如下平衡： 2NH3（气）＋CO2（气） ≒ CO（NH2）2（固）＋H2O（气） 反应开始至达化学平衡过程中，混合气体的平均摩尔 质量是如何变化的？ 例3、一定温度下，碳与水蒸气在密闭容器中发 生反应C(s)+H2O(g) ≒ CO(g)+H2(g)达到化学平衡状 态后缩小密闭容器的体积，一段时间后又达到新的平 衡，则新平衡混合气体的平均相对分子质量 与原平 衡混和气体的平均相对分子质量 的关系为（ ）。 A． ＞ B． < C． = D．无法判断
2、引入多种反应物
反应物系数和﹥生成物系数和 反应物系数和﹤生成物系数和 反应物系数和=生成物系数和 转化率增大 转化率减少 转化率不变
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ四）、等效平衡的转化率
1、恒温、恒容，按方程式的系数比投料，从正向投 料与从逆向投料达等效平衡时，转化率之和为1 2、恒温、恒压按方程式的系数比投料，从正向投 料与从逆向投料达等效平衡时，转化率之和为1 假设了甲乙从两端挖同一条隧道，因甲、乙的总和 是1，类比反应物和生成物的转化率之和是1

下列叙述不正确的是( ) D A．放出热量关系：a < b < 92.4 B．起始时反应速率：③ >② >① C．达平衡时氨气的体积分数：③>① D．N2的转化率：② > ① > ③
方法二:放缩法（虚拟过程）
是一种有意识地对相关的量进行 放大或缩小的方法。 用于不同起始加入量的条件下达 到平衡后各物理量的比较。
练习
3、常温、常压下，可发生如下反应：A(g)+B(g) C(g)+nD(g)，若将2molA和2molB混合充入体积可变的密闭容 器中，在不同条件下达到平衡时，C的浓度如下
n>1 （1）可逆反应中，化学计量数n取值范围为__________ ，理 由是___ ________________。 增大压强，平衡向逆向移动 液态或固态 （2）在5×105Pa时，D的状态为____________________。
0.1*P/P0
mol，n（A）= 0.1*（2-P/P0) mol
0.051 ②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算a=？
分析该反应中反应反应物的浓度c（A）变化 与时间间隔（△t）的规律，得出的结论 是 每间隔4小时，c(A)减少一半 ， 由此规律推 出反应在12h时反应物的浓度c（A）为 0.031 mol· L-1
结果
两次平衡时各组分百 分量、n、c均相同 两次平衡时各组分 百分量相同，n、c 同比例变化 两次平衡时各组分 百分量、c相同，n 同比例变化
（重庆）4、将E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应： E（g）+F（s）⇌2G（g）．忽略固体体积，平衡时G的体积 分数（%）随温度和压强的变化如下表所示．
(海南)3、 CuBr2分解的热化学方程式为： 2CuBr2(s)=2 CuBr(s)+ Br2(g) △H=+105.4kJ /mol 在密闭容器中将过量CuBr2于487K下加热 分解，平衡时P(Br2)为4.66×103Pa。 ①如反应体系的体积不变，提高反应温度， 则P(Br2)将会 (填“增大”、 “不变”或“减小”)。 ②如反应温度不变，将反应体系的体积 增加一倍，则P(Br )的变化范围为