高三化学二轮专题复习 化学平衡教案

一、建立化学平衡状态的标志

我们根据什么可以来判断，在一定条件下，一任意可逆反应： mA+nB pC+qD，是否达到了化学平衡状态？（①正逆反应速率相等；②平衡混合气中各组分的体积分数不变。）

例1 　在恒温下，密闭容器中的可逆反应：2SO3（气） 2SO2（气）+O2（气）可用来确定该反应已经达到平衡状态的是A

A．反应容器内，压强不随时间改变

B．单位时间消耗1molSO3同时生成1molSO2

C．单位时间消耗1molSO3同时消耗1molSO2

D．容器内混合气体的总质量不发生变化

例2 　在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时，不能表明可逆反应A（固）+2B（气） C（气）+D（气）ΔH<0已达到平衡状态的是 CD

A．混合气体的压强  B．混合气体的密

C．B的物质的量浓度  D．反应放出的热量

【小结】化学平衡的判断（标志）

1．从反应速率：v正 = v逆  来判断。

①正逆反应的描述：

同一物质　　　　　　　　　　　　　　 消耗和生成

反应物和生成物　　　　　　　　　 消耗或生成

②速率相等：

同一物质　　　　　　　　　　　　　　 速率的数值相等

不同物质　　　　　　　　　　　　　　 速率的数值与系数成正比即相等

2．从混合气体中成分气体的体积分数或物质的量浓度不变来判断。

3．从容器内压强、混合气体平均分子量、混合气体的平均密度、反应的热效应不变等来判断，与可逆反应中m+n和p+q是否相等，容器的体积是否可变，物质的状态、反应过程中有无明显的热效应等因素有关，应具体情况具体分析。

二、同一平衡状态

1.从化学平衡的概念出发，化学平衡的建立与哪些条件有关？

例1 可逆反应3H2+N2 2NH3，在一固定容积的容器内，500℃Fe为催化剂，三种不同的初始态：①3molH2、1molN2，②2mol NH3，③1.5 mol H2、0.5 mol N2、1mol NH3，发生反应达到平衡时，混合气体中NH3的体积分数是否相同？（三种不同的起始态的平衡混合体系中NH3的体积分数相同。）

例2 在一个固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行反应：A（气）+B（气） 2C（气）。已知加入1mol A和2mol B达到平衡后，生成amol C，此时在平衡混合气体中C的摩尔分数为R。若在相同的条件下，向同一容器中加入2mol A和4mol B，达平衡后的C物质的量为多少？此时C在平衡混合气体中的摩尔分数与R的关系？（C的物质的量为2a mol，C在平衡混合气体中的摩尔分数与R相等。）

【小结】

1．可逆反应的平衡状态只与反应的条件有关，与反应的过程无关。

2．在相同温度和相同体积的容器中，同一可逆反应：mA+nB pC+qD

当m+n≠p+q，由不同的起始态均转换为从正反应开始的起始态，若反应物的浓度完全相同，则达到平衡时，为同一平衡状态；

当m+n=p+q，由不同的起始态均转换为从正反应开始的起始态，若反应物的浓度比完全相同，达到平衡时，则为同一平衡状态。

三、勒沙特列原理的应用

什么是勒沙特列原理，在化学平衡中的具体体现有哪些？

讨论题：在密闭容器中有可逆反应：nA（气）+mB（气） pC（气）ΔH＞0处于平衡状态（已知n+ m＞p，），则下列说法正确的是 B

①升温，[B]/[C]的比值变小         ②降温时体系内混合气体平均分子量变小

③加入B，A的转化率增大           ④加入催化剂，气体总的物质的量不变

⑤加压使容器体积减小，A或B的浓度一定降低

⑥若A的反应速率为vA，则B的反应速率为vAn/m

A．①②③⑤ B．①②③④ C．①②⑤⑥ D．③④⑤⑥

对于其他平衡体系，如：电离平衡、水解平衡、溶解平衡等，勒沙特列原理是否适用呢？

例题　 一定温度下，一定量的水中，石灰乳悬浊液存在下列平衡：Ca（OH）2 Ca2++2OH-，当向悬浊夜中加入少量的生石灰时，下列说法正确的是AC

A．溶液中Ca2+数目减少    B．Ca2+浓度增大

C．溶液pH保持不变       D．溶液pH增大

四、化学平衡的有关计算

在复习化学平衡的计算时，除了常规的计算方法，还应具备一些常用的数学思想，以及常用的解题方法。

1．极值思想

例题：在一定条件下，将物质的量相同的NO和O2混合，发生如下反应：2NO+O2 2NO2，2NO2 N2O4，所得混合气体中NO2的体积分数为40％，则混合气体的平均分子量是A

A．49.6   B．41.3    C．62     D．31

2．代换思维

例题：在一真空的一定体积的密闭容器中盛有1molPCl5，加热到200℃时发生如下反应：PCl5（气） PCl3（气）+Cl2（气），反应达平衡时，PCl5所占体积分数为M％。若在同一温度和容器中，最初投入的PCl5是2 mol，反应达平衡时，PCl5所占体积分数为N％，则M和N的正确关系是B

A．M＞N   B．M＜N    C．M=N    D．无法比较

【启示】当需要比较两个相同的可逆反应的不同平衡状态时，即可采用这样的代换思维方法：

①转换为平衡移动问题；

3．差量方法

例题：在一定条件下，合成氨反应达到平衡，混合气中NH3的体积分数为25％，若反应条件不变，则反应后缩小的气体体积与原反应物体积的比值是 A

A．1/5　　　 B．1/4    C．1/3　　　 D．1/2

【启示】可逆反应是化学反应中的一种，反应过程中是按反应式各物质的系数比变化的，所以差量法经常应用在化学平衡的计算中。

五、综合问题

例题：在一容积固定的反应容器中，有一可左右滑动的密封隔板，两侧分别进行如图所示的可逆反应。各物质的起始加入量如下： A、 B和C均为4.0mol， D为 6.5mol， F为2.0mol，设E为xmol，x在一定范围内变化时，均可以通过调节反应器的温度，使两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处于反应器的正中间位置。

①若x=4.5，则右侧反应在起始时向______方向进行，欲使起始反应维持向该方向进行，则x的取值范围为____ 。（体积缩小的方向进行，3.5＜x＜7.0。＝

②若x分别为4.5和5.0，则在这两种情况下，当反应达平衡时，A的物质的量是否相等？______，其理由是______。（温度肯定不同，所以左侧中的气体A的物质的量也肯定不同。）

【启示】解化学平衡综合题，应围绕着化学平衡概念，应用平衡的基本知识来综合分析问题，解决问题。

精选题

一、选择题

1．在一定温度下，可逆反应A（气）+3B（气） 2C（气）达到平衡的标志是

A．C生成的速率与C分解的速率相等

B．单位时间生成a molA，同时生成 3a molB

C．A、B、C的浓度不再发生变化

D．A、B、C的分子数比为1∶2∶3

2．在一真空容器中，充入10molN2、30molH2，发生如下反应：N2+3H2 2NH3，在一定条件下达到平衡时，H2的转化率为25％。若在同一容器中，在相同温度下，向容器中充入NH3，欲使达到平衡时各成分的质量分数与上述平衡时相同，则起始时NH3的物质的量和达平衡时NH3的转化率为 

A．15mol 25％　　B．20mol 50％   C．20 mol 75％　　D．40mol 80％

3．在一固定容积的密闭容器中，充入2molA和1molB发生反应：2A（气）+B（气） x C（气），达到平衡后， C的体积分数为w％。若维持容器体积和温度不变，按0.6 molA， 0.3molB和1.4 molC为起始物质，达到平衡后，C的体积分数也为w％，则x的值       A．   1   B．2      C．3    D．4

4．在一个固定体积的密闭容器中，保持一定的温度，进行以下反应：

H2（气）+Br2（气） 2HBr（气），已知加入1molH2和2mol Br2时，达到平衡后生成a molHBr。在相同条件下，起始加入H2、Br2、HBr分别为x、y、z（均不等于0），如果仍保持平衡时各组分的质量分数不变，以下推断正确的是

A．x、y、z应满足的关系是4x+z=2y

B．达平衡时HBr物质的量为（x+y+z）a/3 mol

C．达平衡时HBr物质的量为 a mol

D．x、y、z应满足的关系为x+y=z

5．在一真空密闭容器中，通入一定量气体A，一定条件下，发生如下反应：2A（气） B（气）+xC（气），反应达到平衡时，测得容器内压强增大了p％，若此时A的转化率为a％，下列关系正确的是

A．若x=1，则p＞a                B.若x=2，则p＜a

C．若x=3，则p=a                 D．若x=4，则p≥a

6．已知反应3A（气）+B（气） C（固）+4D（气）+Q，图2-14中a、b表示在一定条件下，D的体积分数随时间t的变化情况。若使曲线b变为曲线a，可采取的措施是

A．增大B的浓度         B．升高温度

C．缩小反应容器的体积（加压）   D．加入催化剂

7．在CuCl2水溶液中存在下列平衡：

[Cu（H2O）4]2++4Cl- [CuCl4]2-+4H2O，能使黄绿色氯化铜溶液

蓝色                    黄绿色

向蓝色转化的操作是

A．蒸发浓缩    B．加水稀释   C．加入AgNO3溶液    D．加入食盐晶体

8．在接触法制硫酸中，进入接触室的气体组成为（体积分数）SO27％、O211％、N282％。在一定条件下达到平衡时，SO2的转化率为77％，则平衡时气体总体积是反应前的

A．38.5％     B．77％       C．6.4％      D．97.3％

9．一定条件下，在2SO2+O2 2SO3（气）的化学平衡体系中，各物质的浓度分别是2.0mol·L-1、0.8mol·L-1、2.4 mol·L-1，则O2在反应初始时的浓度可能是A．0.8～2.0 mol·L-1                      B．0～2.0mol·L-1

C．0～0.8mol·L-1　　　　　　　　　 D．无法确定

10．在800℃时，下列可逆反应达到化学平衡状态：CO（气）+H2O（气） CO2（气）+H2 （气），已知CO和H2O（气）的初始浓度为0.01mol·L-1时，H2平衡浓度为0.005mol·L-1。若此时再加入0.02mol·L-1的H2O（气），重新达到平衡时，H2平衡浓度为

A．0.0025 mol·L-1             B．0.0075 mol·L-1

C．0.010 mol·L-1              D．0.015 mol·L-1

二、非选择题

11．下列平衡体系均有颜色，改变条件后，平衡怎样移动？颜色怎样变化？

（1）2NO2（气） N2O4（气）+57 kJ，迅速加压：平衡______，颜色______。

加热：平衡______，颜色______。

（2）2HI（气）=H2（气）+I2（气）-Q

加压：平衡______，颜色______。加热：平衡______，颜色______。

加氢气：平衡______，颜色______。

12．在某条件下，容器中有如下平衡反应：A+4B 2C+D+Q此时，A、B、C的物质的量均为 a mol，而D的物质的量为 d mol。

（1）改变a的取值，再通过改变反应条件，可以使反应重新达到平衡，并限定达到新平衡时，D的物质的量只允许在 d/2到 2d之间变化，则 a的取值范围应是_______（用a和d的关系式表示）。

（2）如果要使本反应重新建立的平衡中， D的物质的量只允许在d到2d之间取值，则应采取的措施是____（从下面列出的选项中选择）。

A．升高反应温度　　　　　　 B．增大反应容器内的压强

C．增大反应容器的容积　　　　　　 D．降低反应温度

E．减小反应容器内的压强　　　　 F．减小反应容器的容积

13．若温度为830K时，下列可逆反应及其平衡具有某些特殊性。 CO+H2O H2+CO2，若起始浓度[CO]=2mol·L-1，[H2O]=3mol·L-1，反应达平衡时，CO转化为CO2的转化率为60％；如果将H2O的起始浓度加大到6mol·L-1，则CO的转化率为75％。

请注意上述有关数据，总结出其中规律。填写以下空白：

设830K时，起始浓度[CO]=a mol·L-1，[H2O]=b mol·L-1，达平衡时[H2]= cmol· L-1。

（1）当b不变时， a减小，重新达到平衡时CO的转化率______ ；H2O转化率_______。

（2）当a=5， c=20/9时，b=______。 

（3）当a=b时，c/a= ____。

（4）用以表示a、b、c之间的关系的代数式____。

答　 案

一、选择题

1．A、C　 2．C　 3．B、C　 4．A、B　 5．B、C　 6．C、D　 7．B、C提示：从图象看，改变条件只加快反应速率，不使平衡发生移动。　 8．D提示：采用差量法计算。　 9．B提示：采用极值思想来确定取值范围　 10.B

二、非选择题

11．（1）向右移动　 先深后浅　 向左移动　 变深（2）不移动　 变深　 向右　 移动　 变深　 向左移动　 变浅

12．（1）a＞4d（2）D提示：可以将题中的平衡看作是新平衡的起始态，按照题中给出的D的物质的量变化范围的下限（d/2）和上限（2d）来分别讨论。讨论时应注意平衡移动的方向，由哪一种物质来确定a的取值。

13．（1）提高降低（2）4（3）0.5（4）c/a+c/b