有關(guān)化學(xué)平衡移動(dòng)及等效平衡問題

1、高中化學(xué)易錯(cuò)點(diǎn)與突破訓(xùn)練(9)有關(guān)化學(xué)平衡標(biāo)志、平衡移動(dòng)及等效平衡問題【易錯(cuò)點(diǎn)剖析】化學(xué)平衡移動(dòng)的影響因素較多且相互制約，使得此類題難度加大，欲順利解決此類習(xí)題，需特別弄清以下概念問題： 1達(dá)到化學(xué)平衡的標(biāo)志的判斷問題：依據(jù)“等”：即同一物質(zhì)的生成速率和消耗速率相等（正逆）。解題時(shí)抓住兩點(diǎn)：題干中必須明確指明反應(yīng)方向相反，一個(gè)反應(yīng)速率向左 ，另一個(gè)向右 ；針對(duì)同一物質(zhì)，如果題中所給的速率不是同一物質(zhì)，要經(jīng)過換算，方法是除以各自的系數(shù)。定：方程式中的各物質(zhì)濃度 或者物質(zhì)的量都固定不變（但不一定相同）。解題注意：如果題中所給的信息不是濃度不變，而是濃度比、相對(duì)分子質(zhì)量、總壓強(qiáng)、總體積不變時(shí)，可以依

2、次假設(shè)反應(yīng)向左進(jìn)行，結(jié)合化學(xué)方程式討論該量是否變化，再假設(shè)反應(yīng)向右進(jìn)行，討論該量是否變化。若反應(yīng)向左或向右進(jìn)行，該量始終不變，則不能是平衡的標(biāo)志；若反應(yīng)向左或向右進(jìn)行，該量也隨之變大或變小，則是平衡的標(biāo)志?！纠?】一定溫度下，3X2(g)+Y2 (g)2YX3(g)，不能成為達(dá)到平衡的標(biāo)志是（ ）A. X2的生成速率是YX3（或YX）的生成速率的1.5倍 B. 在體積不變的密閉容器中反應(yīng)時(shí)，容器內(nèi)氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變C. 在體積不變的密閉容器中反應(yīng)時(shí)，容器內(nèi)氣體密度不變D. X2與Y2的物質(zhì)的量之比等于1：1且不變 答案C。解析：A選項(xiàng)中表達(dá)的是正逆速率，且其數(shù)值比等于系數(shù)比，因此A能成為

3、判斷平衡的標(biāo)志。B選項(xiàng)中平均相對(duì)分子質(zhì)量M=mn，反應(yīng)過程中質(zhì)量m守恒不變，但向左反應(yīng)n變大，則M變??；向右反應(yīng)n變小M變大，因此B能成為判斷平衡的標(biāo)志。C選項(xiàng)中氣體密度=mV，反應(yīng)過程中質(zhì)量m守恒不變，V由人為決定是不變的，因此始終不變，不能成為判斷平衡的標(biāo)志。D選項(xiàng)中當(dāng)反應(yīng)向右進(jìn)行時(shí)X2與Y2以3：1消耗，其比值會(huì)變小，向左進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，X2與Y2以3：1生成，其比值會(huì)變大，因此D能成為判斷平衡的標(biāo)志。2關(guān)于外界條件對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響可參照以下模型，便于形象理解和聯(lián)想記憶：濃度模型 壓強(qiáng)模型 溫度模型吸熱放熱(1)濃度模型：向連通器中左側(cè)(或右側(cè))水杯中加減水時(shí)，管道中小人會(huì)隨水流怎樣運(yùn)動(dòng)

4、？(2)壓強(qiáng)模型：左右氣球大小不同，當(dāng)加壓(或減壓)時(shí)，管道中小人會(huì)隨氣流怎樣運(yùn)動(dòng)？(3)溫度模型：當(dāng)溫度升高難受時(shí)，管道中小人會(huì)向哪個(gè)房間移動(dòng)？降溫難受時(shí)又向哪個(gè)房間移動(dòng)？3關(guān)于化學(xué)平衡移動(dòng)方向的判斷方法“兩點(diǎn)重合法”：依據(jù)已知條件用原理判斷移動(dòng)方向（寫出反應(yīng)特點(diǎn)）依據(jù)題中結(jié)論判斷移動(dòng)方向（寫出正向或逆向）移動(dòng)方向（寫出反應(yīng)特點(diǎn)）條件變化移動(dòng)結(jié)果(1)先畫一條長箭頭，在箭頭左側(cè)依據(jù)題意寫出條件變化，如濃度、溫度、壓強(qiáng)，在箭頭上側(cè)寫出平衡移動(dòng)原理的結(jié)論，如吸熱、放熱、氣體減少、氣體增多等。(2)在箭頭右側(cè)寫出題中的平衡移動(dòng)結(jié)果，如含量增多等，再逆推出平衡移動(dòng)方向，寫正向或逆向。(3)把箭頭上、

5、下的兩個(gè)結(jié)論統(tǒng)一，就得出答案。該方法稱為“兩點(diǎn)重合法”。4關(guān)于平衡移動(dòng)方向與性質(zhì)變化易錯(cuò)關(guān)系：(1)條件改變直接引起性質(zhì)變化稱為人為改變或物理改變，其程度一定大于由平衡移動(dòng)引起的性質(zhì)變化。如對(duì)平衡2SO2+O22SO3，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)后，c(SO2)、 c(O2) 、c(SO3)都會(huì)變大 。(2)對(duì)于多個(gè)條件變化同時(shí)影響化學(xué)平衡移動(dòng)時(shí)，常用濃度商Q與常數(shù)K的關(guān)系 來判斷移動(dòng)方向?！纠?】在密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：mA（氣）+nB（氣）pC（氣）達(dá)到平衡后，溫度一定時(shí)，將氣體體積壓縮到原來的1/2 ，當(dāng)再次達(dá)到平衡時(shí)，C的濃度的為原來的1.9倍，若壓縮時(shí)溫度不變，則下列說法中不正確的是（

6、）A、m + n p B、A的轉(zhuǎn)化率降低 C、平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng) D、C的體積百分含量減小答案A。解析：判斷方法為：C濃度增大1.9倍向氣體減少方向移動(dòng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)壓強(qiáng)增大2倍，把長箭頭上下內(nèi)容統(tǒng)一，便得出“逆反應(yīng)方向氣體體積減少”的結(jié)論。當(dāng)容器體積變?yōu)樵瓉?/2時(shí)，直接的物理改變是濃度變?yōu)樵瓉淼?倍，而C的濃度的為原來的1.9倍，說明平衡逆向移動(dòng)使C的濃度未達(dá)到2倍，因此m + n p?！纠?】在兩個(gè)體積相同的帶活塞的玻璃容器A和B中，分別注入14容積的NO2(含N2O4)和Br2(氣)，此時(shí)容器看氣體顏色相同，然后將活塞同時(shí)向外快速拉到1/2處，并持續(xù)一段時(shí)間，則下列說法正確的是（

7、）AA中顏色比B中淺 BA中顏色比B中深CA、B中顏色深淺一樣 DA、B中顏色都比開始時(shí)深答案B。解析：將活塞同時(shí)向外快速拉到1/2處，直接的物理作用是兩種氣體體積都變大濃度變小顏色都變淺，這是主要變化。其中A中存在化學(xué)平衡2NO2 N2O4逆向移動(dòng)，使顏色比B深，但都比原來淺。5關(guān)于等效平衡兩種等效平衡模型(1)等效平衡題的含義：在一定條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)下，同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式，起始加入的反應(yīng)物情況不同，分別達(dá)到平衡后，兩個(gè)平衡體系的性質(zhì)(濃度、溫度、壓強(qiáng)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等)均相同，這樣的化學(xué)平衡互稱為等效平衡。(2)等效平衡的兩種類型：等溫等容條件下的等效平衡。解題方法是：把起始投入

8、的物質(zhì)換算到等號(hào)同一邊時(shí)，各種物質(zhì)的投料量完全相等即可?？梢岳斫鉃椤叭鹊牡刃胶狻?。等溫等壓條件下的等效平衡。解題方法是：把起始投入的物質(zhì)換算到等號(hào)同一邊時(shí)，各種物質(zhì)的投料量比值相等即可?？梢岳斫鉃椤跋嗨频牡刃胶狻?。進(jìn)行對(duì)比的性質(zhì)等溫等容的等效平衡等溫等壓的等效平衡反應(yīng)速率與原平衡相同與原平衡相同各物質(zhì)百分含量與原平衡相同與原平衡相同平均相對(duì)分子質(zhì)量與原平衡相同與原平衡相同密度與原平衡相同與原平衡相同各物質(zhì)的濃度與原平衡相同與原平衡相同平衡時(shí)反應(yīng)速率與原平衡相同與原平衡相同容器壓強(qiáng)與原平衡相同與原平衡相同各物質(zhì)的量與原平衡相同與原平衡成比例容器體積與原平衡相同與原平衡成比例6關(guān)于等效平衡與

9、平衡移動(dòng)相結(jié)合問題常先另外假設(shè)出一個(gè)虛擬的平衡與原平衡等效，然后再通過改變條件，向題中的實(shí)際平衡移動(dòng)，依據(jù)平衡移動(dòng)的方向，最后得出結(jié)論?！纠?】體積相同的甲、乙兩個(gè)容器中，分別都充有等物質(zhì)的SO2和O2，在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)：2SO2+O22SO3，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(qiáng)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、無法判斷答案B 。解析：已知甲體積不變，如果乙的體積也保持不變，則與甲容器中達(dá)到等效平衡，SO2的轉(zhuǎn)化率相同。但隨著反應(yīng)進(jìn)行，乙的容器體積逐漸減小，相當(dāng)于在甲等效基礎(chǔ)上加壓平衡

10、右移，SO2的轉(zhuǎn)化率增大?！纠?】在恒溫恒容的四個(gè)密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：2A(g)+B(g)3C(g)+2D(g)；起始時(shí)甲、乙、丙、丁四個(gè)容器中所裝的A和B的量分別為：甲中A： 2 mol，B：1 mol；乙中A：1 mol，B：1 mol；丙中A：2 mol，B：2 mol；丁中A：1 mol，B：2 mol。在相同溫度下，建立平衡時(shí)，A或B的轉(zhuǎn)化率關(guān)系正確的是（ ）AA的轉(zhuǎn)化率為甲丙乙丁 BA的轉(zhuǎn)化率為甲乙丁丙CB的轉(zhuǎn)化率為甲乙丙丁 DB的轉(zhuǎn)化率為甲丙乙丁答案AC。解析：解題時(shí)以投料最少的乙容器作為參照對(duì)象。甲和乙比較相當(dāng)于加入1 molA，平衡右移，則A的轉(zhuǎn)化率甲 乙。丙和乙比較，相

11、當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡左移，則A的轉(zhuǎn)化率丙 乙，B的轉(zhuǎn)化率丙 甲，B的轉(zhuǎn)化率丙 乙，B的轉(zhuǎn)化率丁 乙。丙和丁比較相當(dāng)于加入1 molA，平衡右移，則A的轉(zhuǎn)化率丙 丁。綜合結(jié)果，A的轉(zhuǎn)化率甲丙乙?。籅的轉(zhuǎn)化率甲乙丙丁。【逆襲高考題】11【2017全國I】（3）H2S與CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng)：H2S(g)+CO2(g) =COS(g) +H2O(g)。在610 k時(shí)，將0.10 mol CO2與0.40 mol H2S充入2.5 L的空鋼瓶中，反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02。 在620 K重復(fù)試驗(yàn)，平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.03，H2S的轉(zhuǎn)化率2_1， 該反應(yīng)的H_0。（填“”“”或“=”）向

12、反應(yīng)器中再分別充入下列氣體，能使H2S轉(zhuǎn)化率增大的是_（填標(biāo)號(hào)） A. H2S B. CO2 C.COS D.N2 10【2017江蘇卷】H2O2分解速率受多種因素影響。實(shí)驗(yàn)測得70時(shí)不同條件下H2O2濃度隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說法正確的是（ ） A圖甲表明，其他條件相同時(shí)，H2O2濃度越小，其分解速率越快B圖乙表明，其他條件相同時(shí)，溶液pH越小，H2O2分解速率越快C圖丙表明，少量Mn 2+存在時(shí)，溶液堿性越強(qiáng)，H2O2分解速率越快D圖丙和圖丁表明，堿性溶液中，Mn2+對(duì)H2O2分解速率的影響大9【2016北京卷】K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O72-（橙色）+H2O2CrO42-

13、（黃色）+2H+。用K2Cr2O7溶液進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：結(jié)合實(shí)驗(yàn)，下列說法不正確的是（ ） A中溶液橙色加深，中溶液變黃B中Cr2O72-被C2H5OH還原C對(duì)比和可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性強(qiáng)D若向中加入70%H2SO4溶液至過量，溶液變?yōu)槌壬?【2016海南卷】由反應(yīng)物X轉(zhuǎn)化為Y和Z的能量變化如圖所示。下列說法正確的是（ ）A由反應(yīng)的H=E5E2B由反應(yīng)的H0B圖中Z的大小為a3bC圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡混合物中=3D溫度不變時(shí)，圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡在加壓后 (CH4)減小6【2016江蘇卷】（雙選）一定溫度下，在3個(gè)體積均為1.0 L的恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g) +CO(g) CH3OH(

14、g) 達(dá)到平衡。下列說法正確的是( )A該反應(yīng)的正反應(yīng)放熱B達(dá)到平衡時(shí)，容器中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率比容器中的大C達(dá)到平衡時(shí)，容器中c(H2)大于容器中c(H2)的兩倍D達(dá)到平衡時(shí)，容器中的正反應(yīng)速率比容器中的大5【2015上海卷】對(duì)于合成氨反應(yīng)，達(dá)到平衡后，以下分析正確的是（ ）A升高溫度，對(duì)正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大 B增大壓強(qiáng)，對(duì)正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大C減小反應(yīng)物濃度，對(duì)逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大 D加入催化劑，對(duì)逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大物質(zhì)CO2H2COH2O甲amolamol0mol0mol乙2amolamol0mol0mol丙0mol0molamolamol丁amol0molamolamol4

15、【2008全國卷】在相同溫度和壓強(qiáng)下，對(duì)反應(yīng)CO2(g) H2(g)CO(g)H2O(g)進(jìn)行甲、乙、丙、丁四組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)起始時(shí)放入容器內(nèi)各組分的物質(zhì)的量見下表。上述四種情況達(dá)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3.【2016全國III】28.（4）“離子交換”和“洗脫”可簡單表示為：4ROH+ V4O124 R4V4O12+4OH（以ROH為強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂）。為了提高洗脫效率，淋洗液應(yīng)該呈_性（填“酸”“堿”“中”）。2.【2012全國I】27.（4）COCl2的分解反應(yīng)為COCl2（g）=Cl2（g）+CO（g） H=+108kJmo

16、l-1。反應(yīng)體系達(dá)到平衡后，各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示（第10min到14min的COCl2濃度變化曲線未示出）：第2min反應(yīng)溫度T（2）與第8min反應(yīng)溫度T(8)的高低：T(2) T(8)（填“”或“=”），比較產(chǎn)物CO在2-3min、5-6min和12-13min時(shí)平均反應(yīng)速率（平均反應(yīng)速率分別以v(2-3)、v(5-6)、v(12-13)的大小 ；比較反應(yīng)物COCl2在5-6min和15-16min時(shí)平均反應(yīng)速率的大?。簐（5-6） v（15-16）（填“”或“=”），原因是 。1【2010全國】（4）將0.23 mol SO2和0.11 mol氧氣放入容積為1 L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)2SO2+ O22 SO3，在一定溫度下，反應(yīng)達(dá)到平衡，得到0.12