1、專題六化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡典型題型 一、關(guān)于等效平衡問題及解題思路1等效平衡的含義：在相同條件下，對同一可逆反應(yīng)，不論反應(yīng)途徑如何，均能達到同一平衡狀態(tài)，即平衡時相應(yīng)組分的含量（體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)）相同，這樣的化學(xué)平衡稱為等效平衡。2等效平衡的分類1）恒溫恒容，且反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的等效平衡恒溫恒容條件下，只要通過化學(xué)計量數(shù)比將投料量換算成同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與原投料量相同，則二者等效。例1在一固定體積的密閉容器中，加入2 mol A和1 mol B發(fā)生反應(yīng)2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，達到平衡，c的濃度為w mol/L。若維持容器體積和溫度不變，下列四種配比作為起始物質(zhì)，達

2、平衡后，c的濃度仍為w mol/L的是（）A. 4 mol A +2 mol BB. 1 mol A+0.5 mol B+1.5 mol C+0.5 mol DC. 3 mol C+1 mol D +1 mol BD. 3 mol C+1 mol D【分析與解答】根據(jù)題意: 2A(g)+B(g)=3C(g)+D(g) (反應(yīng)1)<=> 2A(g)+B(g)=3C(g)+ D(g)(反應(yīng)2)2mol1mol 000 03mol 1mol2A(g)+B(g)=3C(g)+D(g) (反應(yīng)3)<=> 2A(g)+B(g)= 3C(g) + D(g)(反應(yīng)4)1mol0.5mo

3、l 000 0 1.5mol0.5mol在恒溫恒容下，反應(yīng)（1）的濃度和壓強均是反應(yīng)（3）的2倍，不滿足條件相同，顯然不等效，若要變成等效，有兩條途徑：對反應(yīng)（3）增加1molA和0.5 molB，使投料量與反應(yīng)（1）相同。2A(g)+B(g)=3C(g)+D(g) (反應(yīng)1)<=> 2A(g) + B(g) = 3C(g) + D(g)(反應(yīng)3)2mol1mol 001mol 0.5mol 1.5mol0.5mol所以，以3 mol C+1 mol D或以1mol A+0.5 mol B+1.5mol C+0.5 mol D作為起始物質(zhì)均可形成與反應(yīng)（1）等效的平衡。【正確答案】

4、BD2)恒溫恒容，且反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的等效平衡只要投料量與原平衡的投料量成比例，即為等效平衡例2恒溫恒容下，可逆反應(yīng)2HIH2+I2（氣）達平衡。下列四種投料量均能達到同一平衡，請?zhí)顚懀浩鹗紶顟B(tài)物質(zhì)的量n/mol平衡時HI的物質(zhì)的量n/molH2I2HI120a24010.5amg(g2m)【分析與解答】題干n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=1:2:a<=>2:4:2an(HI)平衡=2a根據(jù)反應(yīng)：2HIH2+I2（氣），起始狀態(tài)1mol HI<=>0.5molH2+0.5molI2根據(jù)題干n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=1:2:a則

5、 n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=0.5:1:0.5a則H2和I2原有物質(zhì)的量應(yīng)為0和1-0.5=0.5mol設(shè)起始HI為x molx mol HI<=>0.5x molH2+0.5x molI2n(H2)起始=(m+0.5x) moln(I2)起始=(g+0.5x) mol又n(H2)起始:n(I2)起始=(m+0.5x): (g+0.5x)=1:2x=2(g-2m)設(shè)n(HI)平衡為ymol，則n(I2)起始: n(HI)平衡=2:a= (g+0.5x):yy=(g-m)a【正確答案】起始狀態(tài)物質(zhì)的量n/mol平衡時HI的物質(zhì)的量n/molH2I2HI120a2

6、402a00.510.5amg(g2m)2(g-2m)(g-m)a3)恒溫恒壓下的等效平衡只要按化學(xué)計量數(shù)換算成同一邊的物質(zhì)的量與原投料量成比例，則二者等效。二、關(guān)于化學(xué)平衡計算1基本關(guān)系式（阿伏加德羅定律及推論）同T同P: n1/n2=V1/V2 (n:氣體物質(zhì)的量 V:氣體的體積)同T同P: M1/M2=1/2(M:氣體相對分子量 :氣體的密度)同T同V: P1/P2=n1/n2 (n:氣體物質(zhì)的量 P:氣體的壓強)基本公式：m=V n=m/M2轉(zhuǎn)化率(針對反應(yīng)物而言) 3三個濃度的關(guān)系反應(yīng)物：起始濃度 轉(zhuǎn)化濃度= 平衡濃度生成物：起始濃度轉(zhuǎn)化濃度 = 平衡濃度4書寫格式例3. 在2L密閉

7、容器中，充入1 mol N2和3mol H2，一定條件下發(fā)生合成氨反應(yīng)，2min時達到平衡。測得平衡混合氣中NH3的體積比為25%，求：1）(H2) 2) N2的轉(zhuǎn)化率 3) H2在平衡時的體積分?jǐn)?shù) 4) 平衡時容器的壓強與起始時壓強之比解：設(shè)N2轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量是x。N2+3H2 2NH3起 13 0轉(zhuǎn) x3x 2x平 1-x3-3x 2xNH3%=2x/(1-x+3-3x+2x)×100%=25%2x/(4-2x)=1/4x=0.4mol(H2)=3×0.4mol/(L×2min)=0.3mol/(L·min)N2的轉(zhuǎn)化率=(x/1mol)×

8、100%=40%H2%=(3-3x)/(4-2x) ×100%=56.25%P/P0=n/n0=(4-2x)/4=4:5例4將固體NH4I置于密閉容器中，某溫度下發(fā)生下列反應(yīng)：NH4I(s) NH3(g)+HI(g) 2HI(g)H2(g)+I2(g)。平衡時H2=0.5mol/L，HI=4mol/L則NH3為（）A. 3.5mol/L B. 4mol/L C. 4.5mol/L D. 5mol/L解：NH4I(s) NH3(g)+HI(g)2HI(g) H2(g)+I2(g)起 未知 0 0 起 x0 0轉(zhuǎn) x x x轉(zhuǎn) 2y y y平 - x x平 x-2yy yy=0.5mol

9、/L x=5mol/LNH3=x=5mol/L三、關(guān)于等效模型問題及其解題思路在化學(xué)平衡中經(jīng)常會遇到對已達平衡的某反應(yīng)繼續(xù)投入一定量的反應(yīng)物或生成物，再次達到平衡后求其壓強、轉(zhuǎn)化率、濃度等與第一次平衡時的比較。一般解題思路是在這兩次反應(yīng)中建立一個中間狀態(tài)，此中間狀態(tài)和第一次反應(yīng)達到的平衡為等效平衡，和第二次反應(yīng)之間有明確的移動關(guān)系和相關(guān)量的變化，可通過中間狀態(tài)的移動來判斷改變條件后的移動方向和相關(guān)量的變化。例5一定溫度下，將2mol PCl3和 1mol Cl2充入容積不變的密閉容器中，在一定條件下反應(yīng)：PCl3+Cl2PCl5。各物質(zhì)均為氣態(tài)。達平衡后，PCl5為0.4mol。若此時再移走1

10、mol PCl3 和0.5mol Cl2，相同溫度下達到平衡，PCl5【分析與解答】對原平衡移走1mol PCl3 和0.5mol Cl2，相當(dāng)于起始投料量減為原投料量的一半，若平衡不移動，PCl5的物質(zhì)的量應(yīng)為0.2mol。但移走反應(yīng)物即減小物質(zhì)的量，相當(dāng)于減小濃度（減壓）或增大容積，平衡向增大壓強的方向進行，所以平衡左移，PCl5消耗更多，其平衡物質(zhì)的量<0.2mol。例6體積相同的甲乙兩個容器中，分別充有等物質(zhì)的量的SO2、O2，使壓強剛好與外界相等。在相同溫度下，發(fā)生2SO2+O22SO3并達到平衡。在這個過程中，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

11、P%，則乙容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為（）A.=P% B.>P% C.<P% D.無法確定【分析與解答】該反應(yīng)是體積減小的反應(yīng)，等溫等壓過程達到的平衡I體積比等溫等容過程達到的平衡II體積要小，從平衡II到平衡I要減小體積，相當(dāng)于加壓，平衡右移，SO2的轉(zhuǎn)化率上升，結(jié)果> P%。此處平衡II相當(dāng)于中間狀態(tài)。【正確答案】B四、關(guān)于化學(xué)平衡圖象解速率平衡圖象題的六點注意：看坐標(biāo)系，確定縱、橫坐標(biāo)所代表的含義。分析反應(yīng)的特征，搞清正反應(yīng)方向是吸熱還是放熱；體積增大還是減小、不變；有無固體或純液體物質(zhì)參加或生成等。分清楚自變量和因變量，弄明白始態(tài)、終態(tài)。必要時建立中間變化量以便使二者聯(lián)系，

12、并與勒沙特列原理掛鉤。看清三點(起點、拐點、終點),分清極值、最值，比較斜率，把握曲線的變化趨勢。定一議二。當(dāng)圖像中有三個量時，先確定一個量不變再討論另外兩個量的關(guān)系。 檢驗結(jié)論是否正確。 例7A(g)+B(g)C(g)+Q平衡后，若使溫度由T1升到T2，（其他不變），則正與逆的變化曲線是（） 【分析與解答】本題為改變條件對速率的影響，升溫，正、逆反應(yīng)速率都增大，對A(g)+B(g) C(g)+Q，逆反應(yīng)速率增大的更快。所以A正確。例8對于可逆反應(yīng)A(g)+B(g)C(g)+Q，下列各圖中表示的生成物C的百分含量(C%)與時間t的關(guān)系正確的是（） 【分析與解答】溫度高速率快，所以斜率大的直線應(yīng)

13、代表高溫條件，排除AD。反應(yīng)A(g)+B(g)=C(g)+Q正向為放熱反應(yīng)，升溫反應(yīng)逆向移動，C%降低，所以C正確。【參考練習(xí)】1. 在恒溫恒容的密閉容器中，充入物質(zhì)的量之比為1:4的N2和H2。一定時間后達到平衡時N2和H2的物質(zhì)的量之比恰好為1:5。計算：1)平衡時混合氣體中NH3的體積分?jǐn)?shù)。2)NH3的產(chǎn)率。3)平衡時氣體的壓強與起始壓強之比。2取1 mol A 和a mol B發(fā)生A+aBbC反應(yīng)(A、B、C均為氣態(tài)物質(zhì))，當(dāng)A的轉(zhuǎn)化率為50%時，同溫同壓下測得混合氣體的密度是原來的4/3，則a、b的數(shù)值可能是（）A.a=1、b=4 B.a=3、b=3 C.a=2、b=3 D.a=3、

14、b=23一定混合氣體在密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)。平衡后 ，在一定溫度下，將氣體體積縮小到原來的1/2，當(dāng)達到新平衡后，C的濃度為原來的1.9倍。若壓縮過程中溫度保持不變，則下列說法正確的是（）m+n>p A的轉(zhuǎn)化率下降 平衡逆向移動 C的體積分?jǐn)?shù)增加 A. B. C. D. 4一定溫度下，在固定容積的密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)，測得平衡時n(A):n(B):n(C)=3:3:1。保持溫度不變，以3:3:1的體積再充入A、B、C,下列變化正確的是（）A充入時體系壓強先增大后逐漸減小B. 達到新平衡后混合物密度不變C. 達到新平衡后C的體積分?jǐn)?shù)減小D. 剛充入時正增大，逆減小E. 達到新平衡后n(A):n(B):n(C)=3:3:15對于可逆反應(yīng)AB3(g) A(g) +3B(g)Q，下列圖象正確的是(圖中AB3%為百分含量，V為反應(yīng)速率，T為溫度，t為時間)（） 62NO+O22NO2+Q，NO的最大轉(zhuǎn)化