化学平衡-高中化学平衡类问题攻略

1、攻略01 化学平衡定性或半定量判断化学反应方向、限度时，一般用到勒夏特列原理：当外界条件改变时，平衡总是向削弱这种改变的方向移动。解决化学平衡的定量计算时，一般立足于以下两个基本关系。（1）各反应物及生成物的物质的量变化值符合化学反应方程计量比。（2）平衡常数K对于一般的可逆反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，K=。应用判断反应进行的限度K值大，说明反应进行的程度大，反应物的转化率高。K值小，说明反应进行的程度小，反应物的转化率低。K105反应程度很难进行反应可逆反应可接近完全判断反应是否达到平衡状态化学反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)在任意状态时，浓度商均为Qc=

2、。QcK时，反应向逆反应方向进行；Qc=K时，反应处于平衡状态；QcK时，反应向正反应方向进行。利用平衡常数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。题型一 三段式法加热N2O5，依次发生的分解反应为N2O5N2O3O2，N2O3N2OO2；在2 L密闭容器中充入8 mol N2O5，加热到t ，达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol。则t 时反应的平衡常数为A10.7 B8.5 C9.6 D10.2【答案】B【解析】题设中有两个反应，可理解为先发生反应，其中生成的N2O3有一部分再发生分解反应，且在两个反应中都有O2

3、生成，再由已知条件列方程组求解。设反应中生成N2O3物质的量浓度为x，反应中生成N2O物质的量浓度为y。则：N2O5(g) N2O3(g)O2(g)起始浓度/(molL1) 4 0 0转化浓度/(molL1) x x x平衡浓度/(molL1) 4x x xN2O3(g) N2O(g)O2(g)起始浓度/(molL1) x 0 0转化浓度/(molL1) y y y平衡浓度/(molL1) xy y y依题意O2的平衡浓度为xy4.5 molL1N2O3的平衡浓度为xy1.7 molL1解得x3.1 molL1 ，y1.4 molL1N2O5的平衡浓度为4 molL13.1 molL10.9

4、molL1N2O的平衡浓度为1.4 molL1则反应的平衡常数K(1.74.5)/0.98.5 “三段式法”解答化学平衡计算题（1）步骤写出有关化学平衡的化学方程式。确定各物质的起始、转化、平衡时的量(物质的量或物质的量浓度)。根据已知条件建立等式关系并做解答。（2）方法：如mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a molL1、b molL1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx molL1。mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始物质的量浓度(molL1) a b 0 0变化物质的量浓度(molL1) mx nx px qx平衡物质的量浓度(molL1)

5、 amx bnx px qxK 说明：反应物：c(平)c(始)c(变)；生成物：c(平)c(始)c(变)。各物质的转化浓度之比等于化学方程式中化学计量数之比。转化率100%。 1温度为T时，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5，反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据如表所示：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v(PCl3)=0.003 2 molL1s1B保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)=0.11 molL1，

6、则反应的Hv逆D相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80%【答案】C【解析】反应在前50 s的平均速率v（PCl3）=0.001 6 molL1s1，A错；由表格数据可知，平衡时c(PCl3)=0.1 molL1，升温时PCl3的浓度增大，则该反应是吸热反应，H0，B错；由平衡常数K=0.025，而Qc=0.02v逆，正确；根据反应：PCl3（g）+Cl2（g）PCl5（g）起始浓度（molL1） 2 2 0转化浓度（molL1） x x x平衡浓度（molL1） 2x 2x x根据K正=，则K逆=，解得x1.79，即

7、PCl3的转化率约为89.5%，D错。2（1）在密闭容器中充入2.0 mol CO和10 mol H2O(g)，发生反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，800 时反应达平衡，若K=1。求CO和H2O(g)的转化率。（2）PCl5的热分解反应如下：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)。写出反应的平衡常数表达式；已知某温度下，在容积为10.0 L的密闭容器中充入 2.00 mol PCl5，达到平衡后，测得容器内PCl3的浓度为 0.150 mol/L。计算该温度下的平衡常数。【答案】（1）83.5%16.7%（2）K=0.450【解析】（1）设容器体积为V L，CO消耗

8、浓度为x mol/L，则CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始浓度(mol/L) 0 0变化浓度(mol/L) x x x x平衡浓度(mol/L) x x x xK=1，得x则CO转化为CO2的转化率为100%=83.5%；H2O(g)的转化率为100%=16.7%。（2）PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)起始浓度(mol/L)0.200 0 0变化浓度(mol/L)0.1500.1500.150平衡浓度(mol/L)0.0500.1500.150K=0.450。题型二 外界条件对化学平衡移动的影响将NO2装入带有活塞的密闭容器中，当反应2NO2(g)N2O4(g)达到

9、平衡后，改变某个条件，下列叙述正确的是A升高温度，气体颜色加深，则正反应为吸热反应B慢慢压缩气体体积，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色变浅C慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，但小于原来压强的两倍D恒温恒容时，充入惰性气体，压强增大，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色变浅【答案】C【解析】升高温度，气体颜色加深，则平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，A错误；首先假设平衡不移动，压缩体积，气体颜色加深，但平衡向正反应方向移动，使混合气体的颜色在加深后的基础上变浅，但一定比原平衡的颜色深，B错误；同理C项，首先假设平衡不移动，若体积减小一半，则压强变为原来的两倍，但平衡向正反应

10、方向移动，使压强在原平衡两倍的基础上减小，正确；体积不变，反应物及生成物浓度不变，所以正、逆反应速率均不变，平衡不移动，颜色无变化，D错误。 浓度、压强和温度对平衡移动影响的几种特殊情况（1）改变固体或纯液体的量，对平衡无影响。（2）当反应混合物中不存在气态物质时，压强的改变对平衡无影响。（3）对于反应前后气体体积无变化的反应，如H2(g)+I2(g)2HI(g)，压强的改变对平衡无影响。但增大（或减小）压强会使各物质的浓度增大（或减小），混合气体的颜色变深（或浅）。（4）恒容时，同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响，增大（减小）浓度相当于增大（减小）压强。（5）在恒容容

11、器中，当改变其中一种气态物质的浓度时，必然会引起压强的改变，在判断平衡移动的方向和物质的转化率、体积分数变化时，应灵活分析浓度和压强对化学平衡的影响。若用表示物质的转化率，表示气体的体积分数，则：对于A(g)+B(g)C(g)类反应，达到平衡后，保持温度、容积不变，加入一定量的A，则平衡向正反应方向移动，(B)增大而(A)减小，(B)减小而(A)增大。对于aA(g)bB(g)或aA(g)bB(g)+cC(g)类反应，达到平衡后，保持温度、容积不变，加入一定量的A，平衡移动的方向、A的转化率变化，可分以下三种情况进行分析：特点示例改变分析移动方向移动结果n0PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(

12、g)充入PCl5c(PCl5)增大，v正v逆，但压强增大不利于PCl5的分解正反应方向(PCl5)减小，(PCl5)增大n=02HI(g)H2(g)+I2(g)充入HIc(HI)增大，v正v逆，压强增大，对v正、v逆的影响相同(HI)、（HI）不变nv逆，同时压强增大更有利于NO2的转化(NO2)增大，(NO2)减小 1在体积为V L的密闭容器中存在化学平衡：2NO2(g)N2O4(g) H0。保持温度不变，将容器体积压缩至V/2后，下列说法不正确的是A容器内气体颜色变深B容器内NO2分子数减少C混合气体的平均相对分子质量增大DNO2的物质的量分数增大【答案】D【解析】压缩容器体积后，平衡体系

13、中各物质浓度均变大，故A正确；平衡正向移动，NO2转化率提高，故B正确；平衡正向移动，气体的总物质的量减小，但总质量不变，因此平均相对分子质量增大，故C正确；平衡正向移动，N2O4(g)物质的量增大，气体总物质的量减小，所以N2O4(g)的物质的量分数增大，NO2的物质的量分数则减小，故D不正确。2在恒温恒压下，向密闭容器中充入4 mol SO2和2 mol O2，发生如下反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0。2 min后，反应达到平衡，生成SO3为1.4 mol，同时放出热量Q kJ。则下列分析正确的是A在该条件下，反应前后的压强之比为65.3B若反应开始时容器体积为2 L，则v

14、(SO3)0.35 mol/(Lmin)C若把“恒温恒压下”改为“恒压绝热条件下”反应，平衡后n(SO3)1.4 molD若把“恒温恒压下”改为“恒温恒容下”反应，达平衡时放出热量大于Q kJ【答案】C【解析】由平衡时n(SO3)1.4 mol可知此时n(SO2)2.6 mol，n(O2)1.3 mol。A选项，因是恒温恒压条件，所以反应前后压强不变；B选项，因该反应是气体分子数之和变小的反应，所以随着反应的进行，体积逐渐变小，小于2 L，所以v(SO3)大于0.35 mol/(Lmin)；C选项，该反应为放热反应，在绝热条件下随着反应的进行要放热，达到平衡时与恒温恒压条件下的平衡比较，平衡要

15、逆向移动，所以n(SO3)2p乙BSO3的质量m：m甲=m丙2m乙Cc(SO2)与c(O2)之比k：k甲=k丙k乙D反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲=Q丙2Q乙【答案】B【解析】根据等效平衡原理，甲容器与丙容器中的平衡属于等效平衡，平衡时有p甲=p丙，乙容器中的反应与甲容器的相比，若两个容器中SO2的转化率相同，则p甲=2p乙，因甲容器中的压强比乙容器中的压强大，故甲容器中SO2的转化率比乙容器中的大，p甲T1，正反应是放热反应。图B表示p1c。 1已知NO2与N2O4 可相互转化： 2NO2( g)N2O4(g) H=24.2 kJ mol1，在恒温下， 将一定量和N2O4的混合气体充入体积

16、为2 L的密闭容器中，其中物质的浓度随时间变化的关系如图所示。下列推理分析不合理的是A前10 min内，用v(NO2)表示的反应速率为0. 02 molL1min1B反应进行到10 min时，体系吸收的热量为9.68 kJCb、d两点中v(正)与v(逆)均相等D25 min时，正反应速率增大【答案】A【解析】根据反应达到平衡后物质的浓度之比，可知初始反应浓度增加的曲线表示NO2变化的曲线，前10 min内，v(NO2) =0.04 molL1min1；反应进行到10 min时，生成NO20. 8 mol，吸收热量为9. 68 kJ；a、b、c、d四点中只有b和d 两点处于平衡状态，只有这两点正、逆反应速率相等；25 min时的变化是增加NO2的浓度，正反应速率增大。2向某密闭容器中加入0.15 molL1A、0.05 molL1C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图中甲图所示t0t1时c(B)未画出，t1时增大到0.05 molL1。乙图为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。（1）若t4时改变的条件为减小压强，则B的起始物质的量浓度为_molL1。（2）若t5时改变的条件是升温，此时v(正)v(逆)，若A的物质的量减少0.03 mol时，容器与