高二化學(xué)教案：《化學(xué)平衡的移動(dòng)教學(xué)案》教學(xué)設計

　　本文題目：高二化學(xué)教案：化學(xué)平衡的移動(dòng)教學(xué)案

　　第1課時(shí)　影響化學(xué)平衡狀態(tài)的因素

　　[目標要求]　1.知道濃度、溫度、壓強等條件改變時(shí)，化學(xué)平衡狀態(tài)將會(huì )被打破。2.掌握濃度、溫度、壓強等條件對化學(xué)平衡影響的結果以及有關(guān)的解釋�！�3.理解勒夏特列原理。

　　1.濃度的變化對化學(xué)平衡的影響

　　實(shí)驗探究

　　實(shí)驗原理：Cr2O2-7+H2O 2CrO2-4+2H+

　　橙色　　　　　黃色

　　實(shí)驗步驟：①取兩支試管各加入5 mL 0.1 mol?L-1K2Cr2O7溶液。

　�、谙蛞恢г嚬苤械渭�1 mol?L-1HNO3溶液，觀(guān)察并記錄溶液的顏色。

　�、巯蛄硪恢г嚬苤械渭�1 mol?L-1NaOH溶液，觀(guān)察并記錄溶液顏色的變化。

　　實(shí)驗現象：如下表所示。

　　步驟 滴加1 mol?L-1 HNO3溶液 滴加1 mol?L-NaOH溶液

　　溶液顏色 溶液橙色加深 溶液黃色加深

　　實(shí)驗結論：增加H+的濃度，平衡向逆反應方向移動(dòng)，溶液橙色加深;增加OH-的濃度，減小H+的濃度，平衡向正反應方向移動(dòng)，溶液黃色加深。

　　基本規律：增大反應物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應方向移動(dòng);減小反應物濃度或增大生成物濃度，平衡向逆反應方向移動(dòng)。

　　2.壓強的變化對化學(xué)平衡的影響

　　其他條件不變時(shí)，對于有氣體參加的反應，增大壓強，會(huì )使平衡向著(zhù)氣體體積減小的方向移動(dòng);減小壓強，會(huì )使平衡向著(zhù)氣體體積增大的方向移動(dòng)。但是壓強改變，對于有氣體參與而反應前后氣態(tài)物質(zhì)系數不變的反應來(lái)說(shuō)，平衡不移動(dòng)。

　　3.溫度的變化對化學(xué)平衡的影響

　　實(shí)驗探究

　　實(shí)驗原理：Co2++4Cl- CoCl2-4　ΔH>0

　　粉紅色　　　藍色

　　實(shí)驗步驟：取3支試管，向其中各加入適量CoCl2的鹽酸溶液，將試管分別置于熱水、冰水和室溫下。

　　實(shí)驗現象及結論：

　　溶液的顏色 平衡移動(dòng)的方向

　　室溫 粉紅色 平衡不移動(dòng)

　　熱水 溶液藍色加深 升溫，平衡向正反應方向移動(dòng)

　　冰水 溶液粉紅色加深 降溫，平衡向逆反應方向移動(dòng)

　　基本規律：其他條件不變時(shí)，升高溫度，平衡向著(zhù)吸熱方向移動(dòng);降低溫度，平衡向著(zhù)放熱方向移動(dòng)。

　　4.勒夏特列原理

　　如果改變影響平衡的條件之一(如溫度、壓強以及參加反應的化學(xué)物質(zhì)的濃度)，平衡將向著(zhù)減弱這種改變的方向移動(dòng)。

　　知識點(diǎn)一　外界條件的改變對化學(xué)平衡的影響

　　1.在新制的氯水中存在平衡：Cl2+H2O H++Cl-+HClO，若向氯水中投入少量碳酸鈣粉末，溶液中發(fā)生的變化是(　　)

　　A.H+濃度減小，HClO濃度減小

　　B.H+濃度增大，HClO濃度增大

　　C.H+濃度減小，HClO濃度增大

　　D.H+濃度增大，HClO濃度減小

　　答案　C

　　解析　碳酸的酸性弱于鹽酸而強于次氯酸，向氯水中投入少量碳酸鈣粉末后，它與鹽酸反應，而不與次氯酸反應。又由于H+濃度減小，平衡Cl2+H2O H++Cl-+HClO向正反應方向移動(dòng)，故HClO濃度增大。

　　2.對已達化學(xué)平衡的下列反應2X(g)+Y(g) 2Z(g)減小壓強時(shí)，對反應產(chǎn)生的影響是(　　)

　　A.逆反應速率增大，正反應速率減小，平衡向逆反應方向移動(dòng)

　　B.逆反應速率減小，正反應速率增大，平衡向正反應方向移動(dòng)

　　C.正、逆反應速率都減小，平衡向逆反應方向運動(dòng)

　　D.正、逆反應速率都增大，平衡向正反應方向移動(dòng)

　　答案　C

　　解析　減小壓強、體系中各組分濃度都減小，所以正、逆反應速率都減小，平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)。

　　3.關(guān)節炎是因為在關(guān)節滑液中形成了尿酸鈉晶體，尤其是在寒冷季節易誘發(fā)關(guān)節疼痛，其化學(xué)機理如下：

　�、貶Ur+H2O Ur-+H3O+，

　　尿酸　　　　尿酸根離子

　�、赨r-(aq)+Na+(aq) NaUr(s)。下列對反應②的敘述正確的是(　　)

　　A.正反應為吸熱反應

　　B.正反應為放熱反應

　　C.升高溫度，平衡向正反應方向移動(dòng)

　　D.降低溫度，平衡向逆反應方向移動(dòng)

　　答案　B

　　解析　題意中明確指出“尤其是在寒冷季節易誘發(fā)關(guān)節疼痛”，說(shuō)明溫度降低，反應②Ur-(aq)+Na+(aq) NaUr(s)的平衡向正反應方向移動(dòng)，可知其正反應為放熱反應。

　　知識點(diǎn)二　勒夏特列原理

　　4.下列事實(shí)中，不能用勒夏特列原理解釋的是(　　)

　　A.在溴水中存在如下平衡：Br2+H2O HBr+HBrO，當加入NaOH溶液后顏色變淺

　　B.對2H2O2 2H2O+O2的反應，使用MnO2可加快制O2的反應速率

　　C.反應CO+NO2 CO2+NO　ΔH<0，升高溫度使平衡向逆反應方向移動(dòng)

　　D.合成氨反應：N2+3H2 2NH3　ΔH<0，為使氨的產(chǎn)率提高，理論上應采取低溫高壓的措施

　　答案　B

　　5.可逆反應A(g)+B C(g)+D的反應式中A和C都是無(wú)色氣體。當反應達到平衡時(shí)，下列敘述錯誤的是(　　)

　　A.若增大A的濃度，平衡體系顏色加深，則說(shuō)明D是有顏色的氣體

　　B.若升高溫度，C的百分含量減小，則說(shuō)明逆反應為吸熱反應

　　C.若增大壓強，平衡不發(fā)生移動(dòng)，則說(shuō)明B和D一定都是氣體

　　D.如果B是氣體，則增大A的濃度會(huì )使B的轉化率增大

　　答案　C

　　6.在密閉容器中，一定條件下，進(jìn)行如下反應：NO(g)+CO(g) 1/2N2(g)+CO2(g)　ΔH=-373.2 kJ?mol-1，達到平衡后，為提高該反應的速率和NO的轉化率，采取的正確措施是(　　)

　　A.加催化劑同時(shí)升高溫度

　　B.加催化劑同時(shí)增大壓強

　　C.升高溫度同時(shí)充入N2

　　D.降低溫度同時(shí)增大壓強

　　答案　B

　　解析　降低溫度雖然能提高NO的轉化率，但也降低了反應速率，D選項同時(shí)采取了降溫和增壓措施，對提高NO的轉化率是一致的，但對加快反應速率是矛盾的，故D項不能保證滿(mǎn)足題中條件。

　　練基礎落實(shí)

　　1.在某溫度下，反應：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)(正反應為放熱反應)在密閉容器中達到平衡，下列說(shuō)法中正確的是(　　)

　　A.溫度不變，縮小體積，N2的轉化率增大

　　B.溫度不變，增大體積，NH3的產(chǎn)率提高

　　C.升高溫度，增大體積，有利于平衡向正反應方向移動(dòng)

　　D.降低溫度，體積不變，H2的轉化率降低

　　答案　A

　　解析　本題主要考查溫度對化學(xué)平衡的影響。題給反應是一個(gè)氣體體積縮小的、放熱的可逆反應。溫度不變，縮小體積，平衡向氣體體積縮小(正反應)方向移動(dòng)，N2的轉化率將增大;溫度不變，增大體積，平衡向氣體體積擴大(逆反應)方向移動(dòng)，NH3的產(chǎn)率降低;升高溫度，增大體積，均使平衡向逆反應方向移動(dòng);降低溫度，體積不變，平衡向正反應方向移動(dòng)，會(huì )提高H2的轉化率。

　　2.COCl2(g) CO(g)+Cl2(g);ΔH>0。當反應達到平衡時(shí)，下列措施：①升溫�、诤闳萃ㄈ攵栊詺怏w�、墼黾覥O的濃度�、軠p壓�、菁哟呋瘎��、藓銐和ㄈ攵栊詺怏w，能提高COCl2轉化率的是(　　)

　　A.①②④ B.①④⑥ C.②③⑥ D.③⑤⑥

　　答案　B

　　解析　要提高COCl2的轉化率，平衡需正向移動(dòng)。已知可逆反應的正反應是一個(gè)氣體化學(xué)計量數之和增大、吸熱的反應。故①升溫符合。②恒容通入惰性氣體平衡不移動(dòng)，不符合要求。③增加CO濃度，平衡逆向移動(dòng)。④減壓平衡正向移動(dòng)。⑤催化劑不影響化學(xué)平衡。⑥恒壓下通入惰性氣體相當于減壓，平衡正移，故正確答案為B。

　　3.下列說(shuō)法正確的是(　　)

　　A.其他條件不變，增大某一反應物的濃度，反應物的轉化率一定都增大

　　B.對于有氣體參加的反應，其他條件不變，增大壓強，體積縮小，體系中各氣體的濃度一定增大

　　C.對于有氣體參加的反應，改變壓強使平衡向右移動(dòng)，生成的氣體的濃度一定增大

　　D.增大反應物的濃度，平衡向右移動(dòng)，生成物的體積分數一定增大

　　答案　B

　　解析　在平衡體系中，增大某一反應物的濃度，該反應物的轉化率降低，對于有氣體參加的反應，只要增大壓強，各組分濃度同時(shí)增大，而減小壓強，各組分濃度同時(shí)減小。

　　4.對于密閉容器中的可逆反應：mX(g)+nY(s) pZ(g)　ΔH<0，達化學(xué)平衡后，改變條件，下列表述不正確的是(　　)

　　A.增大壓強，化學(xué)平衡不一定發(fā)生移動(dòng)

　　B.通入氦氣，化學(xué)平衡不一定發(fā)生移動(dòng)

　　C.增加X(jué)或Y的物質(zhì)的量，化學(xué)平衡一定發(fā)生移動(dòng)

　　D.其它條件不變，升高溫度，化學(xué)平衡一定發(fā)生移動(dòng)

　　答案　C

　　解析　由于該反應體積變化不明確，故改變壓強不能確定化學(xué)平衡是否移動(dòng)，A項正確;在恒容條件下充入氦氣，沒(méi)有改變平衡體系各物質(zhì)的濃度，平衡不移動(dòng)，B項正確;由于Y為固體，改變其用量不影響化學(xué)平衡，C項不正確;對任何反應改變溫度，均改變平衡狀態(tài)，故D正確。

　　5.一定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生如下反應：mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，達到平衡后，溫度不變，將氣體體積縮小到原來(lái)的一半，當達到新平衡時(shí)，C的濃度變?yōu)樵瓉?lái)的2.1倍，則下列敘述正確的是(　　)

　　A.m+n>p+q B.m+n

　　C.平衡向逆反應方向移動(dòng) D.C的體積分數不變

　　答案　A

　　練方法技巧

　　6.在一體積可變的密閉容器中，加入一定量的X、Y，發(fā)生反應mX(g) nY(g)　ΔH=Q kJ?mol-1。反應達到平衡時(shí)，Y的物質(zhì)的量濃度與溫度、氣體體積的關(guān)系如下表所示：

　　下列說(shuō)法正確的是(　　)

　　A.m>n

　　B.Q<0

　　C.溫度不變，壓強增大，Y的質(zhì)量分數減少

　　D.體積不變，溫度升高，平衡向逆反應方向移動(dòng)

　　答案　C

　　解析　由表知，體積不變升高溫度，c(Y)增大，平衡右移，因升高溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng)，說(shuō)明正反應為吸熱反應，Q>0，B、D錯;溫度不變，容器體積增大，即由1 L變?yōu)? L，若平衡不移動(dòng)，此時(shí)c(Y)應減小為原來(lái)一半，現c(Y)比原來(lái)的一半大，即減壓，平衡向右移動(dòng)，向氣體體積增大的方向移動(dòng)，所以m

　　7.下列顏色的變化不能用勒夏特列原理解釋的是(　　)

　　A.紅棕色NO2加壓后顏色先變深，后逐漸變淺

　　B.在H2、I2和HI組成的平衡體系加壓后，混合氣體顏色變深

　　C.FeCl3溶液加熱后顏色變深

　　D.FeCl3和KSCN的混合溶液中加入無(wú)色KSCN溶液，顏色變深

　　答案　B

　　解析　A項中2NO2?紅棕色? N2O4?無(wú)色?加壓后c(NO2)變大，顏色加深，但加壓使平衡向右移動(dòng)，顏色又變淺，A正確;B項中H2(g)+I2(g) 2HI(g)是反應前后氣體體積不變的反應，加壓后，平衡不移動(dòng)，但體積變小，c(I2)增大，顏色變深，故B錯;C項中Fe3++3H2O Fe(OH)3+

　　3H+是吸熱反應，加熱平衡正移，C正確;D項Fe3++3SCN- Fe(SCN)3，加入SCN-，增大反應物濃度，平衡正移，D正確。

　　8.對于xA(g)+yB(g) zC(g)+wD(g)的平衡體系，當升高溫度時(shí)，體系的平均相對分子質(zhì)量從26變?yōu)?9，則下列說(shuō)法中正確的是(　　)

　　A.x+y>z+w，正反應是放熱反應

　　B.x+y>z+w，正反應是吸熱反應

　　C.x+y

　　D.x+y>z+w，逆反應是吸熱反應

　　答案　B

　　解析　M=mn，m為定值，M增大，則n減小，若x+y>z+w，升溫，平衡向吸熱反應方向移動(dòng)，正反應為吸熱反應;若x+y

　　練綜合拓展

　　9.現有反應：mA(g)+nB(g) pC(g)，達到平衡后，當升高溫度時(shí)，B的轉化率變大;當減小壓強時(shí)，混合體系中C的質(zhì)量分數減小，則：

　　(1)該反應的逆反應為_(kāi)_______熱反應，且m+n______p(填“>”、“=”或“<”)。

　　(2)減壓時(shí)，A的質(zhì)量分數__________。(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)

　　(3)若容積不變加入B，則A的轉化率__________，B的轉化率__________。

　　(4)若升高溫度，則平衡時(shí)B、C的濃度之比c(B)/c(C)將__________。

　　(5)若加入催化劑，平衡時(shí)氣體混合物的總物質(zhì)的量__________。

　　(6)若B是有色物質(zhì)，A、C均無(wú)色，則加入C(體積不變)時(shí)混合物顏色__________;而維持容器內壓強不變，充入氖氣時(shí)，混合物顏色__________。(填“變深”、“變淺”或“不變”)

　　答案　(1)放　>　(2)增大　(3)增大　減小

　　(4)減小　(5)不變　(6)變深　變淺

　　解析　升高溫度，B的轉化率增大，說(shuō)明正反應吸熱，則逆反應放熱;減小壓強，C的質(zhì)量分數減小，則說(shuō)明平衡左移，則m+n>p。據此可對以下諸問(wèn)題作出分析。

　　10.可逆反應3A(g) 3B(?)+C(?)　ΔH<0達到化學(xué)平衡后，升高溫度。用“變大”、“變小”、“不變”或“無(wú)法確定”填空。

　　(1)若B、C都是氣體，氣體的平均相對分子質(zhì)量________;

　　(2)若B、C都不是氣體，氣體的平均相對分子質(zhì)量____________;

　　(3)若B是氣體，C不是氣體，氣體的平均相對分子質(zhì)量__________;

　　(4)若B不是氣體，C是氣體：

　�、偃绻鸄的摩爾質(zhì)量大于C的摩爾質(zhì)量，氣體的平均相對分子質(zhì)量________;

　�、谌绻鸄的摩爾質(zhì)量小于C的摩爾質(zhì)量，氣體的平均相對分子質(zhì)量________。

　　答案　(1)變大　(2)不變　(3)變大　(4)①變大�、谧冃�

　　解析　混合氣體的平均摩爾質(zhì)量在以g?mol-1為單位時(shí)數值上等于其平均相對分子質(zhì)量，因此可用氣體的m(總)/n(總)來(lái)推算平均相對分子質(zhì)量的變化，(1)(3)可用此法;對于(2)氣體只有一種，所以不變;對于(4)屬于兩組分氣體混合物，則只要看兩種氣體的比例及摩爾質(zhì)量大小。

　　第2課時(shí)　化學(xué)平衡中的數形結合問(wèn)題

　　[目標要求]　1.能根據化學(xué)反應的建立和化學(xué)平衡移動(dòng)原理畫(huà)出常見(jiàn)的圖象�！�2.會(huì )分析常見(jiàn)的關(guān)于化學(xué)平衡的圖象題。

　　一、表示平衡建立的圖象

　　1.速率—時(shí)間圖

　　2.濃度—時(shí)間圖

　　以H2(g)+I2(g) 2HI(g)為例，按要求畫(huà)出如下圖象：

　　要求：(1)容積為1 L不變的密閉容器中加入H2(g)、I2(g)各1 mol，平衡時(shí)HI為1.2 mol。(2)在1 L密閉容器中加入2 mol HI。

　　二、表示平衡移動(dòng)的圖象

　　1.速率—時(shí)間圖

　　(1)如圖①，該平衡向正反應方向移動(dòng)。

　　此圖是增加反應物濃度引起的平衡移動(dòng)。

　　(2)如圖②，可能是改變什么條件引起的平衡移動(dòng)?并判斷其對應的化學(xué)反應的特點(diǎn)�？赡苁巧�高溫度引起的平衡移動(dòng)，如果是升高溫度，則該反應的正反應是吸熱反應;也可能是增大壓強引起的平衡移動(dòng)，如果是增大壓強，則該反應的正反應是氣體體積減小的反應。

　　(3)下列哪個(gè)反應一定不符合圖②__D__。

　　A.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0

　　B.NH4Cl(aq)+H2O(l) NH3?H2O(aq)+HCl(aq)　ΔH>0

　　C.C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH>0

　　D.H2(g)+I2(g)===2HI(g)　ΔH<0

　　2.溫度、壓強、轉化率、時(shí)間等之間三重關(guān)系的圖象

　　由此圖可判斷該反應的正反應是氣體體積增大的反應，理由是p1時(shí)反應達到平衡所用時(shí)間短，故p1>p2，從p1、p2的關(guān)系又看出當壓強大時(shí)，反應物的轉化率α小，故知該反應的正反應是氣體總體積增大的反應。

　　知識點(diǎn)一　速率、濃度與時(shí)間圖象

　　1.對于可逆反應mA(g)+nB(s) pC(g)+qD(g)，反應過(guò)程中，其他條件不變時(shí)，產(chǎn)物D的物質(zhì)的量分數D%與溫度T或壓強p的關(guān)系如下圖，下列說(shuō)法正確的是(　　)

　　A.降溫可使化學(xué)平衡向正反應方向移動(dòng)

　　B.使用合適的催化劑可使D%有所增加

　　C.化學(xué)方程式中化學(xué)計量數：m>p+q

　　D.B的顆粒越小，正反應速率越快，有利于平衡向正反應方向移動(dòng)

　　答案　A

　　2.合成氨反應：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ?mol-1，在反應過(guò)程中，正反應速率的變化如下圖：

　　下列說(shuō)法正確的是(　　)

　　A.t1時(shí)升高了溫度 B.t2時(shí)使用了催化劑

　　C.t3時(shí)增大了壓強 D.t4時(shí)降低了溫度

　　答案　B

　　3.在容積固定的密閉容器中存在如下反應：A(g)+3B(g) 2C(g)　ΔH<0。某研究小組A研究了其他條件不變時(shí)，改變某一條件對上述反應的影響，并根據實(shí)驗數據作出下列關(guān)系圖，下列判斷一定錯誤的是(　　)

　　A.圖Ⅰ研究的是不同催化劑對反應的影響，且乙使用的催化劑效率較高

　　B.圖Ⅰ研究的是壓強對反應的影響，且乙的壓強較高

　　C.圖Ⅱ研究的是溫度對反應的影響，且甲的溫度較高

　　D.圖Ⅲ研究的是不同催化劑對反應的影響，且甲使用的催化劑效率較高

　　答案　A

　　解析　本題考查學(xué)生的識圖能力和知識分析能力。催化劑只能改變反應速率，改變到達平衡的時(shí)間，不能改變平衡，即在一樣的前提條件下，到達平衡時(shí)各組分的濃度、各組分的物質(zhì)的量分數不變，所以A錯;壓強增大，速率提高，且壓強增大，平衡向正反應方向移動(dòng)，B對;溫度升高，速率增大，縮短到達平衡的時(shí)間，且溫度升高，平衡向逆反應方向移動(dòng)，那么B的轉化率降低，所以C對;催化劑只能改變速率，不能改變平衡的移動(dòng)，催化劑效率越高，到達平衡的時(shí)間越短，所以D對。

　　知識點(diǎn)二　速率、濃度、轉化率與溫度、壓強的圖象

　　4.可逆反應mA(g) nB(g)+pC(s)　ΔH=Q kJ?mol-1，溫度和壓強的變化對正、逆反應速率的影響分別符合下圖中的兩個(gè)圖象，以下敘述正確的是(　　)

　　A.m>n，Q>0 B.m>n+p，Q>0 C.m>n，Q<0 D.m

　　答案　C

　　解析　找準平衡點(diǎn)，即兩曲線(xiàn)交叉點(diǎn)，然后條件改變后，根據v正與v逆的關(guān)系確定平衡移動(dòng)的方向，得出結論。

　　5.在某一容積可變的密閉容器中，可逆反應A(g)+B(g) xC(g)　ΔH，符合圖象(Ⅰ)所示關(guān)系。由此推斷，對圖象(Ⅱ)的說(shuō)法不正確的是(　　)

　　A.p3>p4，Y軸表示A的轉化率

　　B.p3>p4，Y軸表示B的質(zhì)量分數

　　C.p3>p4，Y軸表示混合氣體的密度

　　D.p3>p4，Y軸表示混合氣體的平均相對分子質(zhì)量

　　答案　B

　　解析　根據圖Ⅰ中三個(gè)狀態(tài)下到達平衡的時(shí)間可知T1>T2，p1

　　6.I2在KI溶液中存在下列平衡：

　　I2(aq)+I-(aq) I-3(aq)

　　某I2、、KI混合溶液中，I-3的物質(zhì)的量濃度c(I-3)與溫度T的關(guān)系如圖所示(曲線(xiàn)上任何一點(diǎn)都表示平衡狀態(tài))。下列說(shuō)法不正確的是(　　)

　　A.反應I2(aq)+I-(aq)===I-3(aq)的ΔH<0

　　B.若溫度為T(mén)1、T2，反應的平衡常數分別為K1、K2，則K1>K2

　　C.若反應進(jìn)行到狀態(tài)D時(shí)，一定有v正>v逆

　　D.狀態(tài)A與狀態(tài)B相比，狀態(tài)A的c(I2)大

　　答案　D

　　解析　由圖象知：c(I-3)隨溫度升高而減小，故該可逆反應的正反應為放熱反應，ΔH<0，A正確;升高溫度，可逆反應逆向移動(dòng)，反應的化學(xué)平衡常數減小，即K1>K2，B正確;反應進(jìn)行到狀態(tài)D時(shí)，c(I-3)v逆，C正確;狀態(tài)A―→狀態(tài)B，c(I-3)減小，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，c(I2)增大，即狀態(tài)B的c(I2)大，D錯誤。

　　練基礎落實(shí)

　　1.如圖是可逆反應A+2B 2C+3D的化學(xué)反應速率與化學(xué)平衡隨外界條件改變(先降溫后加壓)而變化的情況。由此可推斷(　　)

　　A.正反應是放熱反應 B.D可能是氣體

　　C.逆反應是放熱反應 D.A、B、C、D均為氣體

　　答案　A

　　解析　降溫后v′正>v′逆，平衡向正反應方向移動(dòng)，證明正反應放熱，加壓后v″正>v″逆，平衡向正反應方向移動(dòng)，正反應體積減小，D不可能是氣體。

　　2.有一化學(xué)平衡：mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，如圖是表示A的轉化率與壓強、溫度的關(guān)系，分析下圖可以得出的正確結論是(　　)

　　A.正反應是吸熱反應，且m+n>p+q

　　B.正反應是吸熱反應，且m+n

　　C.正反應是放熱反應，且m+n>p+q

　　D.正反應是放熱反應，且m+n

　　答案　A

　　解析　此題是兩個(gè)條件同時(shí)對化學(xué)平衡產(chǎn)生影響的圖象。先固定一個(gè)條件不變，分析另一個(gè)條件變化對平衡的影響，得出一個(gè)結論，然后再固定這個(gè)條件不變，分析另一條件變化對平衡的影響。溫度不變，壓強越大，A的轉化率越高，得出：m+n>p+q;壓強不變，溫度越高，A的轉化率越大，得出：正反應吸熱。

　　3.汽車(chē)尾氣凈化中的一個(gè)反應如下：

　　NO(g)+CO(g) 12N2(g)+CO2(g)

　　ΔH=-373.4 kJ?mol-1

　　在恒容的密閉容器中，反應達到平衡后，改變某一條件，下列示意圖正確的是(　　)

　　答案　C

　　解析　對于放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動(dòng)，K值減小，CO的轉化率降低，A、B錯誤;溫度不變，K值不變，C正確;增加N2的量，平衡向逆反應方向移動(dòng)，NO的轉化率降低，D錯誤。

　　4.反應N2O4(g) 2NO2(g)　ΔH=+57 kJ?mol-1，在溫度為T(mén)1、T2時(shí)，平衡體系中NO2的體積分數隨壓強變化曲線(xiàn)如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(　　)

　　A.A、C兩點(diǎn)的反應速率：A>C

　　B.A、C兩點(diǎn)氣體的顏色：A深，C淺

　　C.由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法

　　D.A、C兩點(diǎn)氣體的平均相對分子質(zhì)量：A>C

　　答案　C

　　解析　A、C兩點(diǎn)溫度相同而壓強不同，增壓平衡逆向移動(dòng)，NO2的體積分數減小，但增壓也會(huì )增大濃度，反應速率：A

　　練方法技巧

　　5.取五等份NO2，分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發(fā)生反應：

　　2NO2(g) N2O4(g)　ΔH<0

　　反應相同時(shí)間后，分別測定體系中NO2的百分含量(NO2%)，并作出其隨反應溫度(T)變化的關(guān)系圖。下列示意圖中，可能與實(shí)驗結果相符的是(　　)

　　A.①② B.②③ C.①③ D.②④

　　思路點(diǎn)撥：解答時(shí)注意以下兩點(diǎn)：

　　(1)反應相同時(shí)間，反應可能達平衡或未達平衡。

　　(2)該反應為氣體體積減小的放熱反應。

　　答案　D

　　解析　在恒容狀態(tài)下，在五個(gè)相同的容器中同時(shí)通入等量的NO2，反應相同時(shí)間。那么則有兩種可能，一是已達到平衡狀態(tài)，二是還沒(méi)有達到平衡狀態(tài)，仍然在向正反應方向移動(dòng)。假若，5個(gè)容器在反應相同時(shí)間下，均已達到平衡，因為該反應是放熱反應，溫度升高，平衡向逆反應方向移動(dòng)，NO2的百分含量隨溫度升高而升高，所以B正確;假若，5個(gè)容器中有未達到平衡狀態(tài)的，那么溫度越高，反應速率越大，會(huì )出現溫度高的NO2轉化得快，導致NO2的百分含量少的情況。在D中，圖中的轉折點(diǎn)為平衡狀態(tài)，轉折點(diǎn)左側為未平衡狀態(tài)，右側為平衡狀態(tài)，D正確。

　　6.反應aM(g)+bN(g) cP(g)+dQ(g)達到平衡時(shí)，M的體積分數y(M)與反應條件的關(guān)系如下圖所示。其中z表示反應開(kāi)始時(shí)N的物質(zhì)的量與M的物質(zhì)的量之比。下列說(shuō)法正確的是(　　)

　　A.同溫同壓z時(shí)，加入催化劑，平衡時(shí)Q的體積分數增加

　　B.同壓同z時(shí)，升高溫度，平衡時(shí)Q的體積分數增加

　　C.同溫同z時(shí)，增加壓強，平衡時(shí)Q的體積分數增加

　　D.同溫同壓時(shí)，增加z，平衡時(shí)Q的體積分數增加

　　答案　B

　　解析　由圖象可知M的體積分數隨著(zhù)溫度升高而減小，因此正反應是吸熱反應。催化劑只能改變反應達到平衡所需的時(shí)間，而對化學(xué)平衡移動(dòng)無(wú)影響。升高溫度平衡正向移動(dòng)，因此Q的體積分數增加。比較兩圖可知同溫時(shí)增加壓強，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，Q的體積分數減小。同溫同壓時(shí)增加z，平衡時(shí)Q的體積分數不一定減小，因為N的物質(zhì)的量增加不定，因此A、C、D選項錯誤，只有B正確。

　　練綜合拓展

　　7.如圖，甲、乙、丙分別表示在不同條件下可逆反應A(g)+B(g) xC(g)的生成物C在反應混合物中的百分含量w(C)和反應時(shí)間(t)的關(guān)系。

　　(1)若甲圖中兩條曲線(xiàn)分別表示有催化劑和無(wú)催化劑的情況，則________曲線(xiàn)表示無(wú)催化劑時(shí)的情況，原因是__________________________________________________________

　　________________________________________________________________________;

　　(2)若乙圖表示反應達到平衡后分別在恒溫恒壓條件下和恒溫恒容條件下充入氦氣后的情況，則________曲線(xiàn)表示恒溫恒容的情況，原因是

　　________________________________________________________________________

　　________________________________________________________________________;

　　(3)根據丙圖可以判斷該可逆反應的正反應是________(填“吸”或“放”)熱反應，化學(xué)計量數x的值________。

　　答案　(1)b　b達到平衡所用時(shí)間長(cháng)，說(shuō)明b的反應速率小于a

　　(2)a　a中充入氦氣，w(C)不變，平衡不移動(dòng)

　　(3)吸　大于2(>2)或大于等于3(≥3)

　　解析　(1)催化劑能夠加快反應速率，縮短反應達到平衡時(shí)的時(shí)間，所以a曲線(xiàn)表示有催化劑時(shí)的情況，b曲線(xiàn)表示無(wú)催化劑時(shí)的情況。

　　(2)恒溫恒容條件下，向平衡體系中通入稀有氣體，平衡不移動(dòng);恒溫恒壓條件下，向平衡體系中通入稀有氣體，平衡向體積增大的方向移動(dòng)。

　　(3)由丙圖可知，恒壓條件下，升高溫度，平衡向正反應方向移動(dòng)，所以正反應為吸熱反應;恒溫條件下，增大壓強，平衡向逆反應方向進(jìn)行，所以正反應為體積增大的反應，x>2。

　　8.在一容積為2 L的密閉容器內加入0.2 mol的N2和0.6 mol 的H2，在一定條件下發(fā)生如下反應：

　　N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0。反應中NH3的物質(zhì)的量濃度的變化情況如圖所示：

　　(1)根據圖示，計算從反應開(kāi)始到平衡時(shí)，平均反應速率v(NH3)為

　　________________________________________________________________________。

　　(2)反應達到平衡后，第5分鐘末，保持其它條件不變，若改變反應溫度，則NH3的物質(zhì)的量濃度不可能為_(kāi)__________________________________________________________。

　　a.0.20 mol?L-1 b.0.12 mol?L-1 c.0.10 mol?L-1 d.0.08 mol?L-1

　　(3)反應達到平衡后，第5分鐘末，保持其它條件不變，若只把容器的體積縮小一半，平衡______________________移動(dòng)(填“向逆反應方向”、“向正反應方向”或“不”)，化學(xué)平衡常數________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

　　(4)在第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，若在第8分鐘末達到新的平衡(此時(shí)NH3的濃度約為0.25 mol?L-1)。請在圖中畫(huà)出第5分鐘末到達新平衡時(shí)NH3濃度的變化曲線(xiàn)。

　　答案　(1)0.025 mol?L-1?min-1　(2)ac

　　(3)向正反應方向　不變

　　(4)

　　解析　(1)由圖象知：v(NH3)=Δct=0.1 mol?L-14 min=0.025 mol?L-1?min-1。

　　(2)合成氨的反應為可逆反應，不可能進(jìn)行到底，根據反應方程式和題給數據，NH3濃度的最大值為：0.4 mol2 L=0.2 mol?L-1，在改變溫度后，平衡要移動(dòng)，達新的平衡后NH3的濃度肯定不是0.1 mol?L-1。

　　(3)縮小體積，相當于增大壓強，平衡向正反應方向移動(dòng)，由于溫度未變，平衡常數不變。

　　(4)在5分鐘末將容積減小一半，c(NH3)瞬間增大為原來(lái)的二倍，在8分鐘末建立新平衡，圖象見(jiàn)答案。

　　9.某溫度時(shí)，在2 L密閉容器中氣態(tài)物質(zhì)X和Y反應生成氣態(tài)物質(zhì)Z，它們的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如下表所示。

　　t/min X/mol Y/mol Z/mol

　　0 1.00 1.00 0.00

　　1 0.90 0.80 0.20

　　3 0.75 0.50 0.50

　　5 0.65 0.30 0.70

　　9 0.55 0.10 0.90

　　10 0.55 0.10 0.90

　　14 0.55 0.10 0.90

　　(1)根據表中數據，在該題圖中相應位置上畫(huà)出X、Y、Z的物質(zhì)的量(n)隨時(shí)間(t)變化的曲線(xiàn)：

　　(2)體系中發(fā)生反應的化學(xué)方程式是____________;

　　(3)列式計算該反應在0～3 min時(shí)間內產(chǎn)物Z的平均反應速率：

　　__________________________;

　　(1) 該反應達到平衡時(shí)反應物X的轉化率α等于__________________________;

　　(5)如果該反應是放熱反應。改變實(shí)驗條件(溫度、壓強、催化劑)得到Z隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)①、②、③(如上圖所示)，則曲線(xiàn)①、②、③改變的實(shí)驗條件分別是：

　�、賍_______;②________;③________。

　　答案

　　(1)

　　(2)X+2Y 2Z

　　(3)v(Z)=Δc?Z?Δt=Δn?Z?V?Δt=0.5 mol2 L×3 min=0.083 mol?L-1?min-1

　　(4)45%

　　(5)升高溫度　加入催化劑　增大壓強

　　解析　(1)畫(huà)出對應的點(diǎn)直接連接起來(lái)即可。

　　(2)由0～1 min時(shí)，Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)=1∶2∶2知該反應的化學(xué)方程式為：X+2Y 2Z。

　　(3)v(Z)=Δc?Z?Δt=Δn?Z?V?Δt=0.5 mol2 L×3 min=0.083 mol?L-1?min-1

　　(4)X的轉化率α=Δn?X?n?X?初×100%=?1.00-0.55?mol1.00 mol×100%=45%。

　　(5)由題中圖象知：平衡時(shí)，①曲線(xiàn)平衡時(shí)所用時(shí)間比原平衡時(shí)(9 min)短，且生成Z的量減少，故①曲線(xiàn)改變的條件是升高溫度;②曲線(xiàn)的Z的物質(zhì)的量與原平衡時(shí)相同，但達到平衡的時(shí)間縮短為1 min，故②曲線(xiàn)改變的條件是加入催化劑;③曲線(xiàn)平衡時(shí)所用時(shí)間比原平衡時(shí)(9 min)短，且生成Z的量增加，故③曲線(xiàn)改變的條件是增大壓強。

　　第3課時(shí)　等效平衡

　　[目標要求]　1.理解等效平衡的概念。2.能夠判斷并建立等效平衡。

　　一、等效平衡的含義

　　在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)，對同一可逆反應體系，起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，而達到化學(xué)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的百分含量相同，這樣的平衡稱(chēng)為等效平衡。

　　二、等效平衡的分類(lèi)

　　(1)對于恒溫、恒容條件下的體積可變的反應

　　如果按方程式中的化學(xué)計量關(guān)系轉化為方程式同一半邊的物質(zhì)，其物質(zhì)的量與對應組分的起始加入量相同，則建立的化學(xué)平衡狀態(tài)是等效的。

　　結果：達到平衡后，各組分的百分含量及各組分的濃度都是相等的。

　　例如，一定條件下的可逆反應：

　　2SO2　+　O2　 　2SO3

　�、� 2 mol 1 mol 0 mol

　�、� 0 mol 0 mol 2 mol

　�、� 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol

　　上述三種配比，按方程式的計量關(guān)系均轉化為反應物，則SO2均為2 mol、O2均為1 mol，三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。

　　(2)對于恒溫、恒容條件下的體積不變反應以及恒溫、恒壓的可逆反應(無(wú)論體積可變或不變)

　　如果按方程式的化學(xué)計量關(guān)系轉化為方程式同一半邊的物質(zhì)，其物質(zhì)的量比與對應組分的起始加入量比相同，則建立的化學(xué)平衡狀態(tài)是等效的。

　　結果：達到平衡后，各組分的百分含量相同，但各組分的濃度并不一定相同。

　　例如：

　　H2(g)+ I2(g) 2HI(g)

　�、� 1 mol 1 mol 0 mol

　�、� 2 mol 2 mol 1 mol

　　上述兩種配比，按方程式中化學(xué)計量關(guān)系均轉化為反應物，兩種情況下H2(g)與I2(g)的物質(zhì)的量比均為1∶1，因此上述兩種情況建立的化學(xué)平衡狀態(tài)是等效的。

　　知識點(diǎn)一　恒溫、恒容條件下的等效平衡

　　1.已知在等溫、等容條件下，有如下可逆反應：2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(g)�，F分別從兩條途徑建立平衡，途徑Ⅰ：A、B的起始濃度均為2 mol?L-1;途徑Ⅱ：C、D的起始濃度分別為6 mol?L-1和2 mol?L-1。下列敘述正確的是(　　)

　　A.Ⅰ、Ⅱ兩種途徑最終達到平衡時(shí)，體系內混合氣體的濃度相同

　　B.Ⅰ、Ⅱ兩種途徑最終達到平衡時(shí)，體系內混合氣體的百分組成相同

　　C.達到平衡時(shí)，Ⅰ途徑的反應速率v1等于Ⅱ途徑的反應速率v2

　　D.達到平衡時(shí)，Ⅰ途徑混合氣體的密度與Ⅱ途徑混合氣體的密度相等

　　答案　B

　　解析　該反應的條件是在等溫等容條件下，且該反應前后氣體體積不變。由于途徑Ⅱ相當于A(yíng)、B的起始濃度均為4 mol?L-1建立平衡體系，故平衡時(shí)各組分的體積百分含量應與Ⅰ相同，但各組分的濃度以及混合氣體的密度則為Ⅰ的兩倍。

　　2.在1 L密閉容器中通入2 mol NH3，在一定溫度下發(fā)生反應：2NH3 N2+3H2，達平衡時(shí)，N2的物質(zhì)的量分數為a%，維持容器的體積和溫度不變，分別通入下列幾組物質(zhì)，達到平衡時(shí)，容器內N2的物質(zhì)的量分數仍為a%的是(　　)

　　A.3 mol H2和1 mol NH3

　　B.2 mol NH3和1 mol N2

　　C.2 mol N2和3 mol H2

　　D.0.1 mol NH3、0.95 mol N2、2.85 mol H2

　　答案　D

　　解析　由題意可知，是在恒溫恒容下的等效平衡，應滿(mǎn)足投料相等，利用極限轉化法可將各項中物質(zhì)轉化成第一種情況中NH3的物質(zhì)的量來(lái)比較：

　　A.1 mol NH3　3 mol H2　 B.2 mol NH3　1 mol N2

　　C.2 mol NH3　1 mol N2　 D中2 mol NH3，故答案為D。

　　3.一定溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生如下反應：2A(g)+B(g) 3C(g)，若反應開(kāi)始時(shí)充入2 mol A和2 mol B，達平衡后A的體積分數為a%。其他條件不變時(shí)，若按下列四種配比作為起始物質(zhì)，平衡后A的體積分數大于a%的是(　　)

　�、�2 mol C

　�、�2 mol A、1 mol B和1 mol He(不參加反應)

　�、�1 mol B和1 mol C

　�、�2 mol A、3 mol B和3 mol C

　　A.①② B.②③ C.①④ D.③④

　　答案　A

　　解析　將選項中的各種配比全部轉化為起始時(shí)A和B的物質(zhì)的量并與題給平衡進(jìn)行對比分析：

　　起始時(shí)物質(zhì)的量?mol?　2A(g)+　B(g) 3C(g)　平衡時(shí)φ?A?

　　已知 2 2 0 a%

　　A 43 23 0 >a%

　　B 2 1 0 >a%

　　C 23 43 0

　　D 4 4 0 =a%

　　由于是在恒容條件下，所以②選項中的1 mol He對平衡無(wú)影響。由于反應2A(g)+B(g) 3C(g)是一個(gè)氣體體積不變的反應，因此當n(A)∶n(B)=1∶1時(shí)即與“已知”構成等效平衡，平衡時(shí)φ(A)=a%，如選項④;當n(A)∶n(B)>1時(shí)，必然A的體積分數增加，φ(A)>a%，如選項①、②;當n(A)∶n(B)<1時(shí)，B的體積分數增加，φ(A)

　　知識點(diǎn)二　恒溫、恒壓條件下的等效平衡

　　4.將3 mol A和1 mol B混合于一體積可變的密閉容器P中，以此時(shí)的溫度、壓強和體積作為起始條件，發(fā)生如下反應：3A(g)+B(g) 2C(g)+D(g)，達到平衡時(shí)C的濃度為ω mol?L-1。保持溫度和壓強不變，按下列四種配比充入容器P中，平衡后C的濃度仍為ω mol?L-1的是(　　)

　　A.6 mol A+2 mol B

　　B.3 mol A+1 mol B+2 mol C

　　C.2 mol C+1 mol B+1 mol D

　　D.1 mol C+2 mol D

　　答案　A

　　解析　在恒溫恒壓下，只要n(A)∶n(B)=3∶1或n(C)∶n(D)=2∶1，達到平衡時(shí)就均為同一平衡狀態(tài)，即滿(mǎn)足等效平衡的條件。答案為A。

　　5.某溫度下，在一容積可變的容器中，反應2A(g)+B(g) 2C(g)達到平衡時(shí)，A、B和C的物質(zhì)的量分別為4 mol、2 mol和4 mol。保持溫度和壓強不變，對平衡混合物中三者的物質(zhì)的量做如下調整，可使平衡右移的是(　　)

　　A.均減半 B.均加倍 C.均增加1 mol D.均減少1 mol

　　答案　C

　　解析　由題意可知，本題為恒溫恒壓的等效平衡，要求投料時(shí)為等比。由于A(yíng)、B等比例加入各物質(zhì)，則平衡不移動(dòng)。將C、D拆解分析。

　　若按比例增加、減少投料：

　　C增加：2A(g)　+　B(g)　 2C(g)

　　1 mol 0.5 mol 1 mol

　　再加0.5 mol B平衡右移。

　　D減少：2A(g)　+　B(g)　 　2C(g)

　　1 mol 0.5 mol 1 mol

　　再減少0.5 mol B，則平衡左移。

　　6.恒溫、恒壓下，在一個(gè)可變容積的容器中發(fā)生反應：A(g)+B(g) C(g)

　　(1)若開(kāi)始時(shí)放入1 mol A和1 mol B，達到平衡后，生成a mol C，這時(shí)n(A)為_(kāi)_______ mol。

　　(2)若開(kāi)始時(shí)放入3 mol A和3 mol B，達到平衡后，生成n(C)為_(kāi)_______ mol。

　　(3)若開(kāi)始時(shí)放入x mol A、2 mol B和1 mol C，達到平衡后，A和C的物質(zhì)的量分別是y mol和3a mol，則x=________，y=________。平衡時(shí)，n(B)________(選填一個(gè)編號)，并寫(xiě)出作出此判斷的理由________________________________________________________。

　　(甲)大于2 mol　(乙)等于2 mol　(丙)小于2 mol

　　(丁)可能大于、等于或小于2 mol

　　(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3 mol C，待再次到達平衡后，C的物質(zhì)的量分數是________。

　　答案　(1)1-a　(2)3a　(3)2　3-3a　(丁) 若3a>1，B的物質(zhì)的量小于2 mol;若3a=1，B的物質(zhì)的量等于2 mol;若3a<1，B的物質(zhì)的量大于2 mol (4)a2-a

　　練基礎落實(shí)

　　1.在相同溫度和壓強下，對反應CO2(g)+H2(g)??CO(g)+H2O(g)進(jìn)行甲、乙、丙、丁四組實(shí)驗，實(shí)驗開(kāi)始時(shí)放入容器內各組分的物質(zhì)的量見(jiàn)下表

　　上述四種情況達到平衡后，n(CO)的大小順序是(　　)

　　A.乙=丁>丙=甲 B.乙>丁>甲>丙

　　C.丁>乙>丙=甲 D.丁>丙>乙>甲

　　答案　A

　　解析　本題主要考查外界條件對化學(xué)平衡的影響及等效平衡問(wèn)題。解題時(shí)應注意該反應及反應的特點(diǎn)，即反應前后氣體體積不變，同時(shí)要明確等效平衡的條件。把丙中a mol CO和a mol H2O按化學(xué)計量數轉成CO2和H2也分別為a mol，則甲與丙是等量等效，則達平衡時(shí)，n(CO)應相等;把丁中a mol CO和a mol H2O按化學(xué)計量數轉成CO2和H2，則起始時(shí)丁中CO2為2a mol、H2為a mol，則與乙等量等效，到達平衡時(shí)n(CO)相等。乙與甲相比相當于在甲的平衡中又加入了a mol的CO2，導致平衡正移，則平衡時(shí)n(CO)乙>n(CO)甲，故選A。

　　2.對反應2NO2(g) N2O4(g)，在恒溫的容器中，欲使c?NO2?c?N2O4?比值增大，在溫度不變時(shí)應采取(　　)

　　A.體積不變，增加NO2的物質(zhì)的量

　　B.體積不變，增加N2O4的物質(zhì)的量

　　C.使體積擴大到原來(lái)的2倍

　　D.使體積不變充入N2

　　答案　C

　　解析　體積不變無(wú)論是增加NO2物質(zhì)的量還是增加N2O4的物質(zhì)的量，從效果上來(lái)講，都相當于增大壓強，平衡右移，NO2相對含量減小，N2O4相對增多，故A、B錯;C項等效于減小壓強，C正確;需要注意的是B項單從平衡移動(dòng)角度看，因c(N2O4)變大，使v正

　　3.在一密閉的容器中充入2 mol A和1 mol B發(fā)生反應：2A(g)+B(g) xC(g)，達到平衡后，C的體積分數為w%;若維持容器的容積和溫度不變，按起始物質(zhì)的量A：0.6 mol、B：0.3 mol、C：1.4 mol充入容器，達到平衡后，C的體積分數仍為w%，則x的值為(　　)

　　A.只能為2 B.只能為3

　　C.可能為2，也可能為3 D.無(wú)法確定

　　答案　C

　　解析　這是一道關(guān)于在恒溫恒容條件下的等效平衡問(wèn)題，應該包括兩種情況。若x等于3，則這一反應是一個(gè)前后氣體體積不變的類(lèi)型，因此只要滿(mǎn)足第二種投料方式中按化學(xué)計量數換算成平衡式左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與第一種投料方式相等即可達到等效平衡。若x不等于3，則須滿(mǎn)足第二種投料方式中通過(guò)可逆反應的化學(xué)計量數比換算成平衡式左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與第一種投料方式完全相等，才能使兩平衡等效。

　　4.在一真空密閉容器中盛有1 mol PCl5，加熱到200 ℃，發(fā)生反應：PCl5(g) PCl3(g)

　　+Cl2(g)，反應達到平衡時(shí)，PCl5在混合氣體中的體積分數為m%，若在相同的溫度和相同的容器中，起始時(shí)加入2 mol PCl5，反應達到平衡時(shí)，PCl5在混合氣體中的體積分數為n%，則m和n的關(guān)系正確的是(　　)

　　A.m>n B.m

　　答案　B

　　解析　設計如下等效平衡模型：

　　在上述模型中，①和②互為等效平衡，平衡混合氣體中PCl5的體積分數為m%。③達到平衡時(shí)，PCl5體積分數為n%，從②到③，由于增大壓強，平衡向逆反應方向移動(dòng)，所以，PCl5在平衡混合氣體中的體積分數增大。即：n>m，B選項正確。

　　練方法技巧

　　5.一定溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生如下反應：2A(g)+B(g) 3C(g)，若反應開(kāi)始時(shí)充入2 mol A和2 mol B，達平衡后A的體積分數為a%。其他條件不變時(shí)，若按下列四種配比作為起始物質(zhì)，平衡后A的體積分數小于a%的是(　　)

　　A.2 mol C

　　B.2 mol A和1 mol B

　　C.1 mol B和1 mol C

　　D.2 mol A、3 mol B和3 mol C

　　答案　C

　　解析　由于壓強改變對平衡移動(dòng)無(wú)影響，故平衡后A的體積分數只與起始加入的A、B物質(zhì)的量之比有關(guān)。假設反應都向逆反應進(jìn)行到底，按四種配比加入起始物質(zhì)，可等效轉換成起始加入A、B的物質(zhì)的量之比為：

　　A.n(A)∶n(B)=2∶1 B.n(A)∶n(B)=2∶1

　　C.n(A)∶n(B)=1∶2 D.n(A)∶n(B)=1∶1

　　平衡后A的體積分數為a%時(shí)，起始加入的A、B物質(zhì)的量之比為1∶1。若平衡后A的體積分數小于a%，則起始加入A、B的物質(zhì)的量之比應小于1∶1。

　　點(diǎn)撥：等效平衡問(wèn)題一般涉及的是氣體參加的反應。解決問(wèn)題時(shí)同學(xué)們容易出現下面兩個(gè)錯誤：(1)忽略了反應條件對等效平衡的限制作用。(2)不注意反應類(lèi)型的特殊性，即等體反應和非等體反應的等效平衡建立的限制條件是不同的。

　　6.已知：H2(g)+I2(g) 2HI(g)　ΔH<0。有相同容積的定容密閉容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，相同溫度下分別達到平衡。欲使甲中HI的平衡濃度大于乙中HI的平衡濃度，應采取的措施是(　　)

　　A.甲、乙提高相同溫度

　　B.甲中加入0.1 mol He，乙不變

　　C.甲降低溫度，乙不變

　　D.甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2

　　答案　C

　　解析　0.2 mol HI相當于H2、I2各0.1 mol，所以甲、乙在題述情況下達到的平衡是等效的。A項，甲、乙提高相同溫度，仍等效;B項，甲中加入0.1 mol He對反應無(wú)影響;C項，甲降低溫度，平衡右移，HI的濃度增大;D項，甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2，平衡都向右移動(dòng)，HI的濃度都增大。

　　點(diǎn)撥：任何一個(gè)可逆反應體系，在相同條件下從不同的狀態(tài)開(kāi)始，只要達到平衡時(shí)的條件(溫度、壓強、濃度)完全相同，則可以形成等效平衡。我們在解題中若遇到將兩個(gè)狀態(tài)進(jìn)行比較這類(lèi)問(wèn)題，可以“虛擬”一個(gè)中間過(guò)程，如一個(gè)容器、一個(gè)隔板等，然后再進(jìn)行比較。

　　綜合拓展

　　7.某溫度下，密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2，使之反應合成NH3，平衡后，測得NH3的體積分數為n0，如果溫度不變，只改變起始加入量，使反應平衡后NH3的體積分數為n0，若N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別用x、y、z表示。

　�、�.恒溫恒容條件下

　�、偃魓=0，y=0，則z=________。

　�、谌魓=0.75 mol，則y=______，z=________。

　�、踴、y、z滿(mǎn)足的一般條件是______________________________________________。

　�、�.恒溫恒壓條件下，上述結論又如何?

　　答案�、�.①2 mol�、�2.25 mol　0.5 mol

　�、�2x+z=2,2y+3z=6

　�、�.①z為大于0的任意值�、�2.25 mol　z為任意值

　�、踴∶y=1∶3，z為任意值，或x或y均等于0，z為大于0的任意值。

　　解析　本題起始狀態(tài)不同，但最終NH3的百分含量相同，即最終各平衡是等效的。恒溫恒容條件下，“一邊倒”后，對應的各物質(zhì)的物質(zhì)的量相等即可，例如“左倒”后，都是1 mol N2和3 mol H2，故①x=0，y=0，則z=2 mol;②若x=0.75 mol，則y=2.25 mol，z=0.5 mol;③“左倒”后，生成的N2為z2 mol，生成的H2為3z2 mol，所以x+z2=1，y+3z2=3。還可以用原子守恒：2x+z=2(N守恒);2y+3z=6(H守恒)。恒溫恒壓下，“一邊倒”后，求得N2、H2物質(zhì)的量之比為1∶3即可。因為N2、H2、NH3的計量數之比為1∶3∶2，所以x=0，y=0，則z為大于0的任意值;x=0.75 mol，則y=2.25 mol，z為任意值;x∶y=1∶3;z為任意值，若x與y均等于0，z為大于0的任意值。

　　8.在恒溫容器中加入1 mol N2和3 mol H2，達到平衡時(shí)NH3的體積分數為m%。若N2、H2、NH3的起始加入量分別為x mol、y mol、z mol，達到平衡時(shí)NH3的體積分數仍為m%。

　　(1)該容器恒容，則x、y、z應滿(mǎn)足的關(guān)系是

　　________________________________________________________________________。

　　(2)該容器恒壓，則x、y、z應滿(mǎn)足的關(guān)系是

　　________________________________________________________________________，

　　設前者達到平衡時(shí)生成NH3 a mol，則后者達到平衡時(shí)生成NH3________mol(用a、x、z表示)。

　　答案　(1)x+z/2=1且y+3z/2=3

　　(2)(2x+z)/(2y+3z)=1/3　(x+z/2)a mol

　　解析　解法一：極限法

　　N2　　　+　　3H2　 　2NH3

　　起點(diǎn)1: 1 mol 3 mol 0

　　起點(diǎn)2: x mol y mol z mol

　　逆推： (x+z/2) mol (y+3z/2) mol 0

　　(1)根據題意，兩起點(diǎn)達到平衡時(shí)，NH3的量相等，而化學(xué)平衡的建立只與條件(溫度、濃度、壓強)有關(guān)，與途徑無(wú)關(guān)，故將起點(diǎn)2“推回”至與起點(diǎn)1相同時(shí)(即將z mol NH3完全分解，如上所示)，N2與H2的量應分別與起點(diǎn)1完全相同，這樣兩者達到平衡時(shí)N2、H2、NH3的量才完全相同，故x、y、z應滿(mǎn)足的關(guān)系如下：x+z/2=1且y+3z/2=3。

　　(2)根據題意，兩起點(diǎn)達到平衡時(shí)，NH3的物質(zhì)的量分數相等，故只需“一邊推”后，兩者的投料比相等即可，故x、y、z應滿(mǎn)足的關(guān)系如下：

　　1 mol∶3 mol=(x+z/2)mol∶(y+3z/2)mol

　　即：(x+z/2)mol/(y+3z/2)mol=1/3

　　因為“一邊推”后，后者的N2為前者的(x+z/2)倍，故平衡時(shí)生成的NH3也為前者的(x+z/2)倍，即(x+z/2)a mol

　　解法二：原子守恒法

　　(1)因為起點(diǎn)1與起點(diǎn)2達到平衡時(shí)各組分的量分別相等，故各原子的物質(zhì)的量也應分別相等，利用原子守恒有：

　　2x+z=1×2(N原子守恒)

　　2y+3z=3×2(H原子守恒)

　　(2)因為起點(diǎn)1與起點(diǎn)2達到平衡時(shí)各組分的體積分數分別相等，故各原子的物質(zhì)的量之比也應分別相等，故：

　　起點(diǎn)1中：n(N)/n(H)=(1×2)/(3×2)=1/3

　　起點(diǎn)2中：n(N)/n(H)=(2x+z)/(2y+3z)得(2x+z)/(2y+3z)=1/3

　　又因為后者N原子是前者N原子的(2x+z)/2倍，所以生成NH3為(x+z/2)a mol。