化学平衡中规律总结.doc

化学平衡中规律总结解决化学平衡中的一些问题，关键是建立等效平衡的模型。一、转化率：转化率（只针对反应物而言）：反应物的转化率反应物转化的物质的量（或体积、浓度）/反应物起始的物质的量（或体积、浓度）100%（一）转化率与浓度的关系1、增大或减少某反应物浓度判断转化率的变化 例1在557时，密闭容器中进行下列反应 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)。若CO起始浓度为2mol/L，水蒸气浓度为3mol/L，达到平衡时，测得CO2的浓度为1.2mol/L。求CO及H2O的转化率。 例2若将例1中，改成水蒸气浓度为6mol/L，而其他条件不变，达到平衡时，测得CO2的浓度为1.5mol/L。则CO转化率为 ，H2O的转化率为 。 例3若将例1中，改成CO起始浓度为1mol/L，而其他条件不变，达到平衡时，测得CO2的浓度为0.75mol/L。则CO转化率为 ，H2O的转化率为 。 例4若将例1中，改成CO起始浓度为2mol/L，水蒸气浓度为6mol/L，而其他条件不变，达到平衡时，测得CO2的浓度为2.4mol/L。则CO转化率为 ，H2O的转化率为 。以上三小题转化率可归纳为 CO + H2O(气) CO2 + H2转化率CO% H2O% 例1起始浓度 mol/L23 0 0 60% 40% 例2起始浓度 mol/L26 0 0 75% 25% 例3起始浓度 mol/L13 0 0 75% 25% 例4起始浓度 mol/L46 0 0 60% 40% 通过以上四题的计算可得出以下结论： 1、增大某一反应物浓度可使其它反应物转化率增大，自身转化率下降； 2、若容器体积不变，使其它反应物的浓度减小，则自身的转化率也下降。 3、若容器体积不变， 对于反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，达到平衡后，按原比例同倍数的增加反应物A和B的量 若a+bc+d， A、B的转化率均增大若a+b=c+d， A、B的转化率均不变 由此可反映出反应物转化率的变化可能是化学平衡向正向移动的结果，也可能是化学平衡向逆向移动的结果。2、增大分解反应的反应物浓度判断转化率变化 举例 V 反应物的转化率 （1） 2NO2（g） N2O4（g） V0 减小（3） 2HI（g） H2（g）+I2（g） V=0 不变例1：某恒温恒容的容器中，建立如下平衡：2NO2（g） N2O4（g），在相同条件下，若分别向容器中通入一定量的NO2气体或N2O4气体，重新达到平衡后，NO2的转化率 （ ）A都增大 B都减小 C前者增大后者减小 D前者减小后者增大解析：2NO2（g） N2O4（g）是气体体积减小的可逆反应。反应达到平衡后，无论向密闭容器中加入NO2还是N2O4气体，可视为加压，平衡都向右移动，达到新平衡时NO2的转化率都增大。答案A例2：例一定温度下，将amol PCl5通入一个容积不变的反应器中，达到如下平衡：PCl5（g） PCl3（g）+Cl2（g），测得平衡混合气体压强为p1，此时再向反应器中通入amol PCl5，在温度不变的条件下再度达到平衡，测得压强为p2，下列判断正确的是 （ ）A.2p1p2 B.PCl5的转化率增大 C.2p1p2 D.PCl3%（体积含量）减少解析：PCl5（g） PCl3（g）+Cl2（g）是气体体积增大的可逆反应。如反应达到平衡后，再向密闭容器中加入PCl5， PCl3的物质的量会有增加，此时可视为加压，平衡向左移动，反应达到新的平衡时PCl5在平衡混合物中的百分含量也较原平衡时有所增加，但PCl5的转化率降低。答案A例3： 2HI（g） H2（g）+I2（g）反应达到平衡后，再向固定密闭容器中加入HI，使c（HI）的浓度增大，HI平衡转化率 。该反应为气体体积不变的可逆反应，反应达到平衡后，再向固定密闭容器中加入HI，使c（HI）的浓度增大，HI平衡转化率不变。对于气体体积不变的可逆反应，反应达到平衡后增加反应物，达到新的化学平衡时反应物的转化率不变。由以上三个例题可以总结为：恒温恒容的容器，当增大某物质的量时，可将浓度问题转换为压强问题，增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动，最后再判断转化率变化。（二）转化率与压强变化的关系改变压强，若平衡移动，则改变反应物的转化率；若不移动，反应物转化率不变注：改变压强的实质是改变气体的浓度，压强的改变可以看作是实现浓度改变的特殊手段（三）转化率与温度变化的关系温度变化，平衡移动，所以转化率改变如对于N23H22NH3 H0这一反应来说，升高温度，平衡逆向移动，N2和H2的转化率均降低（四）转化率与催化剂的关系由于加入催化剂不能使化学平衡移动，所以不能改变反应物的转化率（五）转化率与惰性气体的关系在平衡体系中，加入一种与此平衡不相关的气体。即“惰性气体”。 对于可逆反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，（a+b c+d） 1. 恒温恒容条件下充入“惰性气体”，化学平衡不移动。因平衡体系的各组分浓度均未发生变化，故各反应物转化率不变。 2. 恒温恒压条件下充入“惰性气体”，化学平衡向气体体积增大的方向移动。因为此时容器容积必然增大，相当于对反应体系减压，继而可判断指定物质的转化率变化。二、混合气体平均相对分子质量混合气体平均相对分子质量（M）=m（总）/n（总）（1）对于反应：aA（g）+bB（g）cC（g）+dD（g），因为m（平）=m（始），所以：1若n（反应物）=n（生成物），则M（平）=M（始），平均相对分子质量不变；2若n（反应物）n（生成物），则M（平）M（始），平均相对分子质量减小；3若n（反应物）n（生成物），则M（平）M（始），平均相对分子质量增大（2）体系中若有固体或液体，当气体的物质的量不变时，据上式判断；当气体的物质的量改变时，则须根据混合气体中各组分气体体积比计算。三、混合气体密度1密度（）=混合气体总质量（m）容器容积（V），所以，当质量或体积中有一个量发生变化时，密度就会发生改变2当浓度或压强改变时，混合气体的质量或体积就会发生改变，则改变3仅是温度发生变化时，不管化学平衡如何移动，混合气体的质量和体积均不会改变，所以密度不发生变化四、在平衡体系中，加入一种与此平衡不相关的气体(惰性气体)1体积不变时，平衡体系中各组分浓度不变，平衡不移动2压强不变时，体积增大，各组分浓度变小，对反应前后气体分子数不变的可逆反应，化学平衡不移动；对反应前后气体分子数可变的可逆反应，化学平衡向气体体积增大方向移动如：T、p一定，向2SO2O22SO3（g）体系中充入一定量N2，则平衡逆向移动【练习】1、在一容积可变的密闭容器中，通入1molX和3molY，在一定条件下发生如下反应：X(g)+3Y(g) 2Z(g)，到达平衡后，Y的转化率为a%，然后再向容器中通入2molZ，保持在恒温恒压下反应，当达到新的平衡时，Y的转化率为b%。则a与b的关系是 （ ） Aab Bab Cab D不能确定2、两个体积相同的密闭容器A、B，在A中充入SO2和O2各1mol，在B中充入SO2和O2各2 mol，加热到相同温度，有如下反应2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)，对此反应，下述不正确的是 （ ） A反应速率BABSO2的转化率BA C平衡时各组分含量B = AD平衡时容器的压强BA 3、一定量混合气体在密闭容器中发生如下反应：xA(气)+yB(气) nC(气)，达到平衡后，测得A气体的浓度为0.5mol/L。保持温度不变将容器的容积扩大1倍，再达平衡时，测得A气体的浓度为0.3mol/L，则下列叙述中正确的是（ ）A、x+y0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是选项xyA温度容器内混合气体的密度BCO的物质的量CO2与CO的物质的量之比CSO2的浓度平衡常数KDMgSO4的质量（忽略体积）CO的转化率【答案】A【解析】该反应为正方向体积增加且吸热。A、升高温度，平衡正向移动，气体的质量增加，密度增大，正确；B、增加CO的量，平衡正向移动，但压强增大，转化的量，没有上一平衡多，故比值减小，错误；C、平衡常数只与温度有关，错误；D因MgSO4为固体，增加其量，对CO的转化率等相关问题。6.（2013重庆理综13）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。压强/MPa体积分数/%温度/1.02.03.081054.0ab915c75.0d1000ef83.0bf 915，2.0MPa时E的转化率为60%该反应的S0 K(1000)K(810)上述中正确的有( )A4个 B3个 C2个 D1个解析：利用图表分析考察平衡原理。a与b、c与d、e与f之间是压强问题，随着压强增大，平衡逆向移动，G的体积分数减小，b75%，e83%；c、e是温度问题，随着温度升高，G的体积分数增大，所以正反应是一个吸热反应，所以，K(1000)K(810)；f的温度比b的高，压强比b的小，所以fb。而，可以令F为1mol，转化率为，则有2/1+=75%，=75%，正确。该反应是一个气体分子式增大的反应，属于熵增反应，所以正确。选择A。8.（2013江苏化学15）一定条件下存在反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，其正反应放热。现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器I、II、III，在I中充入1molCO和1molH2O，在II中充入1molCO2和1mol H2，在III中充入2molCO和2molH2O，700条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是A.容器I、II中正反应速率相同B.容器I、III中反应的平衡常数相同C.容器I中CO的物质的量比容器II中的多D.容器I中CO的转化率与容器II中CO2的转化率之和小于1【答案】CD【解析】本题属于基本理论中化学平衡问题，主要考查学生对速率概念理解与计算，平衡常数概念与计算，平衡移动等有关内容理解和掌握程度。高三复习要让学生深刻理解一些基本概念的内涵和外延。A.在I中充入1molCO和1molH2O，在II中充入1molCO2和1mol H2，刚开始时，容器I、中正反应速率最大，容器II中正反应速率为零。达到平衡时，容器I温度大于700，容器II温度小于700，所以，容器I中正反应速率大于容器II中正反应速率。B.容器III可看成容器I体积压缩一半，各物质浓度增加一倍，若温度恒定，则平衡不移动；但恒容绝热的情况下，容器III中温度比容器I高，更有利于平衡向逆反应方向移动，故平衡常数容器III小于容器I。C.若温度恒定，容器I、II等效，但两者温度不等。达到平衡时，容器I温度大于700，容器II温度小于700，有利于容器I平衡向逆反应方向移动，故容器I中CO的物质的量比容器II中的多。D.若温度恒定，容器I、II等效，容器I中CO的转化率与容器II中CO2的转化率之和等于1。但两者温度不等，达到平衡时，容器I温度大于700，容器II温度小于700，有利于容器I平衡向逆反应方向移动，有利于容器II平衡向正反应方向移动，故容器I中CO的转化率相应减小，容器II中CO2的转化率同样会相应减小，因此，容器I中CO的转化率与容器II中CO2的转化率之和小于1。2. 2012江苏化学卷14温度为T时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0 molPCl5，反应PCl5(g) PCl3(g)Cl2(g)经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表：t/s050150250350n(PCl3)/ mol00.160.190.200.20下列说法正确的是A.反应在前50 s的平均速率为v(PCl3)=0.0032 molL1s1B.保持其他条件不变，升高温度，平衡时，c(PCl3)=0.11 molL1,则反应的H0C.相同温度下，起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2，达到平衡前v(正)v(逆)D.相同温度下，起始时向容器中充入2.0molPCl3、2.0molCl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80%【答案C】解析：本题素材来源于选修四课本第32页习题的第8题，属于基本理论中化学平衡问题，主要考查学生对速率概念理解与计算，平衡常数概念与计算，平衡移动等有关内容理解和掌握程度。A.反应在前50 s内的平均速率应该是前50 s内PCl3浓度变化与时间的比值，而不是PCl3物质的量的变化与时间的比值。B.相同温度下，起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2应先求平衡常数K为0.025，再求浓度商（Qc）为0.02,KQc,说明平衡向正反应方向移动。C.保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20molH2O，与原平衡相比，平衡向右移动，达到新平衡时CO转化率增大，H2O转化率减小，H2O的体积分数会增大。D.从等效平衡的角度，先建立原容器两倍关系的模型，即与原平衡完全等效，再把容器两倍关系压缩成原容器，则平衡向逆反应方向移动，PCl3的转化率应大于80%8.2012全国大纲理综化学卷8合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为CO（g）+ H2O(g) CO2(g) + H2(g) H 0反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是 A 增加压强 B 降低温度 C 增大CO 的浓度 D 更换催化剂 B 【解析】CO