高中化學(xué)平衡高考易錯經(jīng)典試題與總結(jié).doc

一、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷一個可逆反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，判斷依據(jù)主要有兩個方面：一是用同種物質(zhì)濃度變化表示的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，或用不同種物質(zhì)濃度變化表示的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相當(dāng)（其比值等于化學(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計量之比）；二是平衡混合物中各組分的濃度保持不變。例1在一定溫度下，可逆反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是AC的生成速率與C的分解速率相等B單位時間生成n mol A，同時生成3n mol BCA、B、C的濃度不再變化DA、B、C的分子數(shù)比為1:3:2分析 A選項中同一物質(zhì)C的生成速率與分解速率相等（即正、逆反應(yīng)速率相等）和C選項中A、B、C的濃度不再變化，都是化學(xué)平衡的標(biāo)志。而B選項中的說法符合反應(yīng)中任何時刻的情況，D選項則是反應(yīng)中可能的一種特定情況，不一定是平衡狀態(tài)。所以答案為A、C。由于化學(xué)平衡時，平衡混合物中各組分的濃度保持不變，此時有氣體參加或生成的反應(yīng)體系的壓強也保持不變。但在容積不變的情況下，對于n(g) = 0的反應(yīng)，體系壓強始終不隨時間變化，只有對于n(g) 0的反應(yīng)，體系壓強不變才能作為達(dá)到化學(xué)平衡的標(biāo)志。例2在一定溫度下，向a L密閉容器中加入1 mol X氣體和2 mol Y氣體，發(fā)生如下反應(yīng)：X(g)+2Y(g)2Z(g)，此反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是A容器內(nèi)壓強不隨時間變化B容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時間變化C容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比為1:2:2D單位時間消耗0.1 mol X同時生成0.2 mol Z分析 由于反應(yīng)的n(g)0，容器內(nèi)壓強不隨時間變化是平衡的標(biāo)志，另外參照判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡的兩個主要依據(jù)，正確答案為A、B。二、化學(xué)平衡常數(shù)的初步認(rèn)識高考對化學(xué)平衡常數(shù)的要求主要是初步認(rèn)識其含義及影響因素，并能用化學(xué)平衡常數(shù)對反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)進(jìn)行定量的判斷。例3在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表：t 70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列問題：（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K =_。（2）該反應(yīng)為_反應(yīng)（選填吸熱、放熱）。（3）（略）。（4）某溫度下，平衡濃度符合下式：c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O)，試判斷此時的溫度為_。分析 （1）對于化學(xué)計量數(shù)均為1的可逆反應(yīng)，其平衡常數(shù)是生成物的濃度乘積除以反應(yīng)物的濃度乘積所得的比；（2）可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)一般只隨溫度的改變而改變，吸熱反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度升高而增大，放熱反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度升高而減?。唬?）當(dāng)c(CO2)c(H2)=c(CO)c(H2O)時，反應(yīng)的平衡常數(shù)K =1。例4高爐煉鐵中發(fā)生的基本反應(yīng)之一如下：FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)（正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)），其平衡常數(shù)可表示為K = c(CO2)/c(CO)，已知1100 時K =0.263。（1）溫度升高，化學(xué)平衡移動后達(dá)到新的平衡，高爐內(nèi)CO2和CO的體積比值_；平衡常數(shù)K值_（選填“增大”“減小”或“不變”）。（2）1100 時測得高爐中c(CO2)=0.025 molL-1、c(CO)=0.1 molL-1，在這種情況下，該反應(yīng)是否處于化學(xué)平衡狀態(tài)_（選填“是”或“否”），此時，化學(xué)反應(yīng)速率是v正_v逆（選填“大于”“小于”或“等于”），其原因是_。分析 （1）由于正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，平衡常數(shù)將隨溫度的升高而增大；（2）由于此時c(CO2)/c(CO)= 0.025 molL-1 / 0.1 molL-1=0.25K =0.263，所以反應(yīng)不處于平衡狀態(tài)，又因為0.25 v逆，平衡向右移動。三、化學(xué)平衡移動的分析1根據(jù)外界條件的改變判斷化學(xué)平衡的移動情況影響化學(xué)平衡的外界條件主要有濃度、壓強和溫度，根據(jù)這些條件的改變判斷化學(xué)平衡移動方向的依據(jù)是勒夏特列原理（化學(xué)平衡移動原理）。例5 Fe3+和I-在水溶液中的反應(yīng)如下：2I-+2 Fe3+2Fe2+I2（水溶液）。（1）（略）。當(dāng)上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，加入CCl4萃取I2，且溫度不變，上述平衡_移動（選填“向右”“向左”“不”）。（2）（略）。分析 用CCl4萃取I2，減少了反應(yīng)體系中生成物I2的濃度，平衡向右移動。例6在一密閉的容器中，反應(yīng)aA(g)bB(g)達(dá)平衡后，保持溫度不變，將容器體積增加一倍，當(dāng)達(dá)到新的平衡時，B的濃度是原來的60%，則A平衡向正反應(yīng)方向移動了 B物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率減少了C物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了 Da b分析 保持溫度不變，容器體積增大一倍，即為減小壓強的過程，平衡向氣體體積增大的方向移動。達(dá)到新的平衡時，B的濃度不是原來的1/2（50%）而是60%，因此平衡向生成B的方向移動。答案為A、C。例7在某溫度下，反應(yīng)ClF(g)+F2(g)ClF3(g)（正反應(yīng)為放熱反應(yīng)）在密閉容器中達(dá)到平衡。下列說法正確的是A溫度不變，縮小體積，ClF的轉(zhuǎn)化率增大B溫度不變，增大體積，ClF3的產(chǎn)率提高C升高溫度，增大體積，有利于平衡向正反應(yīng)方向移動D降低溫度，體積不變，F(xiàn)2的轉(zhuǎn)化率降低分析 題中反應(yīng)是一個正反應(yīng)為放熱、體積縮小的可逆反應(yīng)。（A）溫度不變，縮小體積（即增大壓強），平衡向正反應(yīng)方向移動，ClF的轉(zhuǎn)化率增大；（B）溫度不變，增大體積（即減小壓強），平衡向逆反應(yīng)方向移動，ClF3的產(chǎn)率降低；（C）升高溫度，增大體積（即減小壓強），平衡向逆反應(yīng)方向移動；（D）降低溫度，體積不變，平衡向正反應(yīng)方向移動，F(xiàn)2的轉(zhuǎn)化率增大。所以答案為A。值得注意的是，對于反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，壓強改變不能使其平衡發(fā)生移動；催化劑只能以同等程度改變正、逆反應(yīng)的速率，而改變反應(yīng)達(dá)到平衡所需要的時間，但不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動。例8壓強變化不會使下列化學(xué)反應(yīng)的平衡發(fā)生移動的是AH2(g)+I2 (g)2HI (g) B3H2(g)+N2(g)2NH3(g)C2SO2(g)+O2(g)2SO3 (g) DC(s)+CO2(g)2CO(g)分析 4個反應(yīng)中，只有A對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)前后氣體體積不變，所以答案為A。例9二氧化氮在加熱條件下能夠分解成一氧化氮和氧氣。該反應(yīng)進(jìn)行到45 s時，達(dá)到平衡（NO2濃度約為0.0125 molL-1）。圖1中的曲線表示二氧化氮分解反應(yīng)在前25 s內(nèi)的反應(yīng)進(jìn)程。圖1（1）（略）；（2）若反應(yīng)延續(xù)至70 s，請在圖中用實線畫出25 s至70 s的反應(yīng)進(jìn)程曲線；（3）若在反應(yīng)開始時加入催化劑（其他條件都不變），請在圖上用虛線畫出加催化劑的反應(yīng)進(jìn)程曲線；（4）（略）。分析 （2）從25 s到45 s，NO2的濃度從0.016 molL-1減小到0.0125 molL-1，45 s以后，NO2的濃度不再變化；（3）加入催化劑，反應(yīng)速率增大，NO2的濃度下降較快，但平衡時混合物的組成不變，即NO2濃度仍為0.0125 molL-1（答案如圖2）。圖22根據(jù)化學(xué)平衡的移動推斷外界條件的變化這類試題往往需要根據(jù)勒夏特列原理進(jìn)行逆向推理。圖 3例10反應(yīng)2X(g)+Y(g)2Z(g)（正反應(yīng)為放熱反應(yīng)），在不同溫度（T1和T2）及壓強（p1和p2）下，產(chǎn)物Z的物質(zhì)的量n（Z）與反應(yīng)時間t的關(guān)系如圖3所示。下述判斷正確的是AT1 T2，p1 p2 BT1 p2CT1 T2，p1 p2DT1 T2，p1 T2；溫度為T2時，從p1到p2（圖3中上面兩條曲線），n（Z）減小，所以從p1到p2是減壓過程，p1 p2。因此答案為C。3根據(jù)平衡移動的意向選擇反應(yīng)條件這類試題往往也需要根據(jù)勒夏特列原理進(jìn)行逆向推理。例11二氧化氮存在下列平衡：2NO2(g) N2O4(g)（正反應(yīng)為放熱反應(yīng)）。在測定NO2的相對分子質(zhì)量時，下列條件中較為適宜的是A溫度130 、壓強 3.03105 PaB溫度25 、壓強1.01105 PaC溫度130 、壓強5.05104 Pa D溫度0 、壓強5.05104 Pa分析 要測定NO2的相對分子質(zhì)量，應(yīng)盡量使N2O4轉(zhuǎn)化為NO2，即使化學(xué)平衡向左移動。根據(jù)反應(yīng)的特點應(yīng)選擇較高溫度和較低壓強，答案為C。例12反應(yīng)2A(g) 2B(g)+E(g)（正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)）達(dá)到平衡時，要使正反應(yīng)速率降低，A的濃度增大，應(yīng)采取的措施是A加壓 B減壓C減小E的濃度 D降溫分析 加壓，正反應(yīng)速率增大；減壓，A的濃度減小；減小E的濃度，正反應(yīng)速率和A的濃度均減??；降溫，正反應(yīng)速率減小，平衡逆向移動，A的濃度增大。答案為D。例13在一個容積固定的反應(yīng)器中，有一個可左右滑動的密封隔板，兩側(cè)分別進(jìn)行如圖4所示的可逆反應(yīng)。各物質(zhì)的起始加入量如下：A、B和C均為4.0 mol，D為6.5 mol，F(xiàn)為2.0 mol，設(shè)E為x mol。當(dāng)x在一定范圍內(nèi)變化時，均可以通過調(diào)節(jié)反應(yīng)器的溫度，使兩側(cè)反應(yīng)都達(dá)到平衡，并且隔板恰好處于正中位置。請?zhí)顚懸韵驴瞻祝海?）若x = 4.5，則右側(cè)反應(yīng)在起始時向_（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）方向進(jìn)行。欲使起始反應(yīng)維持向該方向進(jìn)行，則x的最大取值應(yīng)小于_。（2）（略）。分析 （1）左側(cè)是氣體體積不變的反應(yīng)，按題意共有氣體12 mol，而右側(cè)當(dāng)x = 4.5時，起始共有氣體6.5 mol + 2.0 mol + 4.5 mol =13 mol 12 mol，因此，要保持隔板位于中間，只能向氣體體積減小的方向（即正反應(yīng)方向）進(jìn)行，使平衡時的總物質(zhì)的量也為12 mol。若要維持這個方向，應(yīng)有6.5 mol + 2.0 mol + x mol 12 mol，即x 3.5 mol，這是x的最小值。x的最大值可由達(dá)到平衡時右側(cè)總物質(zhì)的量為12 mol求得。設(shè)平衡時E物質(zhì)消耗2a mol，則有：D + 2E 2F起始（mol） 6.5 x 2.0平衡（mol） 6.5-a x-2a 2.0+2a因為（6.5-a）+（x-2a）+（2.0+2a）= 12，而且x-2a 0，所以x 7.0。4根據(jù)平衡的移動推測可逆反應(yīng)的性質(zhì)根據(jù)平衡的移動推測可逆反應(yīng)性質(zhì)的依據(jù)也是勒夏特列原理，被推測的性質(zhì)包括化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)、物質(zhì)的聚集狀態(tài)以及反應(yīng)的熱效應(yīng)。例14、1 mol X氣體跟a mol Y氣體在體積可變的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：X(g)+aY(g) bZ(g)，反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得X的轉(zhuǎn)化率為50%，而且同溫同壓下還測得反應(yīng)前混合氣體的密度是反應(yīng)后混合氣體密度的3/4，則a和b的數(shù)值可能是Aa=1，b=1 Ba=2，b=1Ca=2，b=2 Da=3，b=2分析 因為X的轉(zhuǎn)化率為50%，根據(jù)化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)，平衡時X、Y、Z的物質(zhì)的量分別為0.5 mol、0.5a mol和0.5b mol，由于反應(yīng)前后混合氣體的密度之比為3/4，物質(zhì)的量之比則為4/3，則有（1 + a）/（0.5 + 0.5 a + 0.5 b）=4/3，整理得1+ a = 2 b。經(jīng)檢驗，答案為A、D。例15將等物質(zhì)的量的A、B、C、D四種物質(zhì)混合，發(fā)生如下反應(yīng)：aA+bBcC(s)+dD ，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行一定時間后，測得A減少了n mol，B減少了n/2 mol，C增加了3n/2 mol，D增加了n mol，此時達(dá)到化學(xué)平衡。（1）該化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)為a =_、b =_、c =_、d =_；（2）若只改變壓強，反應(yīng)速率發(fā)生變化，但平衡不發(fā)生移動，該反應(yīng)中各物質(zhì)的聚集狀態(tài)：A_、B_、D_。（3）若只升高溫度，反應(yīng)一段時間后，測知四種物質(zhì)的物質(zhì)的量又達(dá)到相等，則該反應(yīng)為_反應(yīng)（填“放熱”或“吸熱”）。分析 （1）由化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比等于反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化之比可知，a : b : c : d=n: n/2: 3n/2: n=2:1:3:2。（2）改變壓強，反應(yīng)速率發(fā)生變化，說明反應(yīng)體系中有氣態(tài)物質(zhì)；而平衡不移動，說明反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)的體積相同；又因為C為固體，則B為固體或液體，A、D均為氣體。（3）升高溫度后各物質(zhì)的量又恢復(fù)至起始狀態(tài)，則平衡向逆反應(yīng)方向移動，即逆反應(yīng)方向是吸熱方向，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。5用平衡的觀點解釋實驗事實這類試題主要是要求用化學(xué)平衡移動原理（勒夏特列原理）解釋生產(chǎn)和生活中遇到的相關(guān)事實，屬于STS類試題。例16 近年來，某些自來水廠在用液氯進(jìn)行消毒處理時還加入少量液氨，其反應(yīng)的化學(xué)方程式：NH3+HClOH2O+NH2Cl（一氯氨），NH2Cl較HClO穩(wěn)定，試分析加液氨能延長液氯殺菌時間的原因是_。分析 加入液氨，平衡NH3 + HClO H2O + NH2Cl正向移動，使HClO以較穩(wěn)定的NH2Cl的形式存在。當(dāng)需要HClO（即消耗HClO）時，平衡左移，產(chǎn)生起殺菌作用的HClO。四、化學(xué)平衡狀態(tài)的比較這一般要求比較不同條件下的同一反應(yīng)，在達(dá)到化學(xué)平衡時反應(yīng)進(jìn)行程度（轉(zhuǎn)化率）的大小。例17 體積相同的甲、乙兩個容器中，分別充有等物質(zhì)的量的SO2和O2，在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)：2SO2 + O2 2SO3并達(dá)到平衡。在這過程中，甲容器保持體積不變，乙容器保持壓強不變，若甲容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為p%，則乙容器中SO2的轉(zhuǎn)化率A等于p% B大于p% C小于p% D無法判斷分析 2SO2 + O2 2SO3為氣體體積縮小的反應(yīng)，甲保持體積不變，乙保持壓強不變，這樣乙相對甲來說相當(dāng)于加壓，則平衡右移，SO2的轉(zhuǎn)化率增大，答案為B。另外，對于一定條件下的某一可逆反應(yīng)，無論從正反應(yīng)開始還是從逆反應(yīng)開始，都能達(dá)到平衡狀態(tài)。在其他條件不變的情況下，若要達(dá)到相同的平衡狀態(tài)，主要取決于起始時反應(yīng)物和生成物的配比。如果將所給各物質(zhì)配比按化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比折合成原來所給的物質(zhì)時，配比與原先完全相同，就能達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。例18 在一定溫度下，把2 mol SO2和1 mol O2通入一個一定容積的密閉容器里，發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2 + O2 2SO3，當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時，反應(yīng)混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)?，F(xiàn)在該容器中，維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始加入的SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量。如果a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的關(guān)系，才能保證達(dá)到平衡時，反應(yīng)混合物中三種氣體的體積分?jǐn)?shù)仍跟上述平衡時的完全相同。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝海?）若a=0，b =0，則c =_。（2）若a=0.5，則b =_和c =_。（3）a、b、c取值必須滿足的一般條件是（用兩個方程式表示，其中一個只含a和c，另一個只含b和c）：_，_。分析 （1）將2 mol SO2和1 mol O2折合成SO3時為2 mol。（2） 2SO2 + O2 2SO3原配比（mol） 2 1 0變 化（mol） 2-0.5 0.75 1.5新配比（mol） 0.5 0.25 1.5則有b =0.25， c =1.5。（3） 2SO2 + O2 2SO3原配比（mol） 2 1 0變 化（mol） c c/2 c新配比（mol） a b c則有a + c =2，b + c/2=1。五、化學(xué)平衡的計算可逆反應(yīng)發(fā)生至平衡狀態(tài)過程中各物質(zhì)的變化量，反應(yīng)體系壓強和密度等的變化，平衡時各組分的物質(zhì)的量及體積分?jǐn)?shù)等，都是有關(guān)化學(xué)平衡計算的重要依據(jù)。但一般不涉及化學(xué)平衡常數(shù)。具體計算的內(nèi)容包括以下幾個方面：1計算反應(yīng)的起始用量例19 某體積可變的密閉容器，盛有適量A和B的混合氣體，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：A + 3B 2C，若維持溫度和壓強不變，當(dāng)達(dá)到平衡時，容器的體積為V L，其中C氣體的體積分?jǐn)?shù)為10%，下列推斷正確的是原混合氣體的體積為1.2V L原混合氣體的體積為1.1V L反應(yīng)達(dá)到平衡時氣體A消耗掉0.05V L反應(yīng)達(dá)到平衡時氣體B消耗掉0.05V LA B C D分析 由于平衡時容器體積為V L，所以C為0.1 V L， A、B共（V-0.1 V）L =0.9 V L。因為反應(yīng)A + 3B 2C中，A、B、C的體積比為1:3:2，則反應(yīng)中的體積變化為0.05 V L、0.15 V L和0.1 V L，A、B共消耗0.05 V L + 0.15 V L = 0.2 V L ，原混合氣體的體積為0.2 V L + 0.9 V L = 1.1 V L。答案為A。2計算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率例20 X、Y、Z為三種氣體，把a mol X和b mol Y充入一密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)X + 2Y 2Z，達(dá)到平衡時，若它們的物質(zhì)的量滿足n(X) + n(Y) = n(Z)，則Y的轉(zhuǎn)化率為A(a + b)/5100% B2(a + b)/5b100%C2(a + b)/5100% D(a + b)/5b100%分析 設(shè)參加反應(yīng)的Y的物質(zhì)的量為n，則有X + 2Y 2Z起始（mol） a b 0平衡（mol） a-n/2 b-n n由于n(X) + n(Y) = n(Z)，則有（a-n/2）+（b-n）= n，n =2(a + b)/5，所以Y的轉(zhuǎn)化率為：2(a + b)/5/b100%=2(a + b)/5b100%。例21 在5 L的密閉容器中充入2 mol A氣體和1 mol B氣體，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2A(g) + B(g)