关于化学平衡题型的总结

第1页共12页关于化学平衡，掌握四类题型化学平衡是中学化学中的一个重要的知识点，又是中学化学教学的难点，同时也是历年高考试题中必考的热点。从近十多年涉及此类问题的高考试题来看，主要有以下几种类型：1．平衡状态标志题2．化学平衡计算题3．函数图像题4．等效平衡题一．平衡状态标志题判断一个可逆反应是否到达平衡状态有两种途径：一是从平衡的本质进行判断，V正与V逆是否相等；二是从平衡的结果进行判断，反应混和物中各组分的浓度、物质的量、气体的体积、百分组成等是否保持不变。1．(2002年广东、河南卷)在一定温度下，向AL密闭容器中加入1molX气体和2molY气体，发生如下反应：X(g)＋2Y(g)2Z(g)此反应达平衡的标志是()。A．容器内压强不随时间变化B．容器内各物质的浓度不随时间变化C．容器内X、Y、Z的浓度之比为1:2:2D．单位时间消耗0.1molX的同时生成0.2molZ[解析]该反应前后气体体积不等，容器体积固定，压强不随时间变化，说明气体总物质的量不再改变，各物质浓度固定，A、B正确。C不能够说明反应一定达平衡状态。D中单位时间内消耗0.1molX的同时必然生成0.2molZ，也不能说明反应一定达平衡状态。正确选项为A、B2．下列说法中，能证明N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)已达平衡状态的标志是A．一个N≡N键断裂的同时，有三个H—H键形成第2页共12页B．一个N≡N键断裂的同时，有三个H—H键断裂C．一个N≡N键断裂的同时，有六个N—H键形成D．一个N≡N键断裂的同时，有六个N—H键断裂3．在一定温度下，反应A2（g）＋B2（g）2AB（g）达到平衡时的标志是（）（A）单位时间生成nmolA2同时生成nmolAB。（B）容器内压强不随时间变化而改变。（C）单位时间生成2nmolAB同时生成nmolB2。（D）单位时间生成nmolA2同时生成nmolB2。（E）单位时间生成nmolA2同时消耗nmolB2。二、化学平衡计算题由于可逆反应不能进行到底，必然导致反应物只能部分反应，使起始量并不等于转化量，因此平衡计算的难点就是要分析出真正参加反应的量——转化量。转化的物质的物质的量之比等于反应系数（计量数）之比。化学平衡计算一般可用下列步骤：第一步：写出依据的可逆反应方程式。第二步：分析各组分的起始量、转化量及平衡量[哪种组分的系数为1，则设其转化量为未知(用字母表示)]。第三步：再根据题中条件建立数学等式并解出未知数。（应用公式：PV＝nRT、M＝Mm、21＝21MM等）第四步：回答问题某一反应物的转化率（α）＝该反应物的起始浓度该反应物的转化浓度×100%1．在一定温度、压强和有催化剂存在时，将氮气和氢气按1:3（体积比）混和，当反应达平衡时，混和气体中NH3占据25%（体积比）。如果混和前N2为100mol，第3页共12页那么有多少molN2转化为NH3？解：N2＋3H22NH3起始物质的量（mol）1003000转化物质的量（mol）x3X2x平衡物质的量（mol）100－x300－3x2x依据“混和气体中NH3占据25%”列计算式如下xxxx233001002×100%＝25%解得x＝40则有40mollN2转化为NH3。2．(2001年全国理综卷)将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g)2C(g)若经2s后测得C的浓度为0.6mol·L—1，现有下列几种说法：①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol·L—1·s—1②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol·L—1·s—1③2s时物质A的转化率为70％④2s时物质B的浓度为0.7mol·L－1其中正确的是()。A．①③B．①④C．②③D．③④[解析]2A(g)＋B(g)2C(g)起始量4mol2mol0变化量1.2mol0.6mol1.2mol2s未2.8mol1.4mol1.2mol求得：v(A)＝0.3mol·L—1·s—1，第4页共12页v(B)＝0.15mol·L—1·s—1，A的转化率为30％，2s时c(B)＝0.7mol·L—1，正确答案为B。3．(2002年广东卷)1molX气体和amolY气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应：X(g)＋aY(g)bZ(g)反应达平衡后，测得X的转化率为50％。而且，在同温同压下测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的3／4，则a和b的数值可能是()。A．a＝1，b＝1B．a＝2，b＝1C．a＝2，b＝2D．a＝3，b＝2[解析]本题为气相间转化，在同温同压下根据阿伏加德罗定律，平衡前后气体的密度与物质的量成反比。X(g)＋aY(g)bZ(g)起始量1a0转化量0.50.5a0.5b平衡量0.5(a—0.5a)0.5b依题意得关系式：abaa15.0)5.0(5.0＝43化简得a＝2b－1，选项A和D符合题意。三、关于化学中的函数图像题（一）已知函数图像。其作题步骤为：第一步：弄清横轴、纵轴所表示的物理量。第二步：根据图像中横轴、纵轴所表示的物理量之间的变化（增函数、减函数、不变等）关系得出结论。第三步：回答问题。（二）绘制函数图像题。其作题步骤为：第一步：弄清横轴、纵轴所表示的物理量。第5页共12页第二步：根据化学概念（公式法）、化学式、化学方程式，找出横轴、纵轴所表示的物理量之间关系的数学表达式。第三步：依据数学表达式，描点绘制出函数图像。例．反应2X(g)＋Y(g)2Z(g)在不同温度(Tl和T2)及压强(P1和P2)下，产物Z的物质的量(nZ)与反应时间(t)的关系如图所示。下列判断正确的是()。A．T1＜T2、P1＜P2B．T1＜T2、P1＞P2C．T1＞T2、P1＞P2D．T1＞T2、P1＜P2正确选项为C。比较压强时固定温度，比较温度时固定压强。四、等效平衡题同一可逆反应，当平衡条件温度、压强或容器体积等相同时，不管是从正反应开始还是从逆反应开始，只要反应物(或相当于反应物)的量或生成物(或相当于生成物)的量满足化学计量数的关系，平衡时均可以达完全相同的平衡状态。教课书第41页习题三为例引入。建“等效”平衡态用“等价变换”或框图示意法（一）等温、等体积体系1993年高考题：在一定温度下，把2molSO2和1molO2通入一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO2＋O22SO3，当此反应进行到一定程度时，反应混和物就处于平衡状态。现在该容器中，维持温度不变，令a、b、c分别代表初始加入的2SO2、O2和SO3的物质的量（mol）。如果a、b、c取不同的数值，它们必须第6页共12页满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时反应混和物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白：（1）若a＝0，b＝0，则c＝。（2）若a＝0.5，则b＝和c＝。（3）a，b，c取值必须满足的一般条件是（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），。分析：题目要求按题含条件起始态在同温、同体积下建立与起始态为“2molSO2＋1molO2”“等效”的平衡状态。作题思路是先把cmolSO3“等价转换为”SO2和O2。2SO2＋O22SO3原起始量210现起始量abc210等价转化c2cc可知，cmolSO3相当于cmolSO2cmolO2，所以amolSO2+bmolO2+cmolSO3相当于（a+c）molSO2+（b+21c）molO2+0molSO3。结论：对于反应式左右两端气态物质分子数不相等的反应，压强变化，平衡移动，若要建立“等效”平衡状态，对应物质的“总物质的量”必须相等。所以有：a+c=2，b+21c=1[此即（3）的答案]。其它几问就更容易解答了。[（1）c=2；（2）b=0.25，c=1.5]例2（96年化学测试题）：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：H2（g）＋Br（g）2HBr（g）已知加入1molH2和2molBr2时，达到平衡后生成amolHBr（见下表“已知”项）。在相同条件下，且保持平衡时各组分的百分含量不变，对下列编号（1）—（3）的状态，填写表中的空白：第7页共12页编号起始状态（mol）平衡时HBr物质的量（mol）H2Br2HBr已知120a（1）240（2）10.5a（3）mn（n≥2n）分析：可将HBr“等价转换”为H2和Br2。由于反应式左右两端气态物质分子数相等，压强变化，平衡不移动。所以，只要保持“等价转换”后物质的物质的量之比．．相等，就可使平衡时各组分百分含量不变。由此可见该题的答案为（1）的答案为：平衡时HBr的物质的量为2amol。（2）的答案为：起始状态时，H2是0mol，Br2是0.5mol。（3）H2（g）＋Br2（g）2HBr（g）原起始量120现起始量mnx120等价转化2x2xx(m＋2x):(n＋2x)＝1:2解得x＝2(n-2m)答案为：起始状态HBr为2（n-2m）mol。从上述两例可得出下列结论：1．对于反应2SO2＋O22SO3（g）（反应式左右两端气态物质的分子数不相等），等温、等容体系中，“等价转换”后，对应物质的“物质的量”相等就可达到“等效”平衡状态。第8页共12页2．对于反应H2（g）＋Br2（g）2HBr（g）（反应式左右两端气态物质的分子数相等），等温、等容体系中，“等价转换”后，对应物质的量之比．．相等就可达到“等效”平衡状态。二、等温、等压体系在等温、等压条件下，对于上述两种反应都有同样的判断规律：“等价转换”后，对应物质的量之比相等就可达到“等效”平衡状态（因为物质的量之比相同，等温、等压下就相当于起始浓度相同）。例3某温度恒压下，向可变容积的密闭容器中充入3LA和2LB，发生如下反应：3A（g）＋2B（g）xC（g）＋yD（g），达到平衡时C的体积分数为m%，维持温度、压强不变，将0.6LA，0.4LB，0.4LC，0.8LD作为起始物质充入密闭容器内，则达到平衡时C的体积分数仍为m%。x、y值可以是。分析：恒温、恒压要使下列两组起始物质达到“等效”平衡状态。3A（g）＋2B（g）xC（g）＋yD（g）（1）3L2L00（2）0.6L0.4L0.4L0.8L只有0.4LC和0.8LD恰好能全部“转换”为A就会使（1）（2）两组中A，B物质的物质的量之比相等。显然当x:y＝1:2时能满足，所以x＝a，y＝2a（a为自然数）。即有3A（g）＋2B（g）xC（g）＋yD（g）0.6L0.4L0.4L0.8相当于（0.6+1.2/a）L(0.4+0.8/a)L00练习：1．(1988年全国卷)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)3C(g)＋D(g)，达到平衡时，C的浓度为Wmol·L—1。若维持第9页共12页容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达平衡后，C的浓度仍为Wmol·L—1的是()。A．4molA＋2molBB．2molA＋1molB＋3molC＋1molDC．3molC＋1molD＋1molBD．3molC＋1molD[解析]利用极值法，2molA和1molB完全反应就生成了3molC和1molD，说明3molC和1molD与2molA和1molB两种投料法是等效的。根据化学计量数关系，只要满足n(A)十2／3n(C)＝2和n(B)＋n(D)＝1就符合题意，正确选项为D。2．某温度下，在一容积可变．．．．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做如下调整，可使平衡右移的是A．均减半B．均加倍C．均增加1molD．均减少1mol3.恒温恒压下，在容积可变的容器中，反应：2NO2N2O4达到平衡后，再向容器内通入一定量的NO2，待新的平衡建立时，N2O4的体积分数A．不变B．增大C．减小D．无法判断4．在恒温时，一固定容积的容器内发生反应：2NO2N2O4，达到平衡后，再向容器内通入