1、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡【考試大綱要求】1了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性。理解化學(xué)平衡的涵義。掌握化學(xué)平衡與反應(yīng)速率之間的內(nèi)在聯(lián)系。2理解勒沙特列原理的涵義。掌握濃度、溫度、壓強(qiáng)等條件對化學(xué)平衡移動的影響。3能夠通過對圖形、圖表的觀察，獲取有關(guān)的感性知識和印象，并對這些感性知識進(jìn)行初步加工和記憶。【知識規(guī)律總結(jié)】化學(xué)反應(yīng)速率概念：用單位時間里反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。1表示方法：v=c/t2單位:mol/(L·s);mol/(L·min);mol/L·H。3相互關(guān)系：4NH3+5O24NO+6H2O（g）v(NH3)v(O2)v(NO)v(H2O)=4546影

2、響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1內(nèi)因：反應(yīng)物本身的性質(zhì)（如：硫在空氣中和在氧氣中燃燒的速率明顯不同）。2外內(nèi)：（1）濃度：濃度越大，分子之間距離越短，分子之間碰撞機(jī)會增大，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的幾率加大，化學(xué)反應(yīng)速率就快；因此，化學(xué)反應(yīng)速率與濃度有密切的關(guān)系，濃度越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快。增大反應(yīng)物的濃度，正反應(yīng)速率加快。（2）溫度：溫度越高，反應(yīng)速率越快（正逆反應(yīng)速率都加快）。（3）壓強(qiáng)：對于有氣體參與的化學(xué)反應(yīng)，通過改變?nèi)萜黧w積而使壓強(qiáng)變化的情況：PV=nRT, P=CRT。壓強(qiáng)增大，濃度增大（反應(yīng)物和生成物的濃度都增大，正逆反應(yīng)速率都增大，相反，亦然）。（4）催化劑：改變化學(xué)反應(yīng)速率（對于可逆的反應(yīng)使用催化

3、劑可以同等程度地改變正逆反應(yīng)速率）。化學(xué)平衡的概念：在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)混合物中各組在成分的含量保持不變的狀態(tài)叫做化學(xué)平衡。1“等”處于密閉體系的可逆反應(yīng)，化學(xué)平衡狀態(tài)建立的條件是正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等。即v(正)=v(逆)0。這是可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的重要標(biāo)志。2“定”當(dāng)一定條件下可逆反應(yīng)一旦達(dá)平衡（可逆反應(yīng)進(jìn)行到最大的程度）狀態(tài)時，在平衡體系的混合物中，各組成成分的含量（即反應(yīng)物與生成物的物質(zhì)的量，物質(zhì)的量濃度，質(zhì)量分?jǐn)?shù)，體積分?jǐn)?shù)等）保持一定而不變（即不隨時間的改變而改變）。這是判斷體系是否處于化學(xué)平衡狀態(tài)的重要依據(jù)。3“動”指定化學(xué)反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡

4、狀態(tài)時，反應(yīng)并沒有停止，實(shí)際上正反應(yīng)與逆反應(yīng)始終在進(jìn)行，且正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，所以化學(xué)平衡狀態(tài)是動態(tài)平衡狀態(tài)。4“變”任何化學(xué)平衡狀態(tài)均是暫時的、相對的、有條件的（與濃度、壓強(qiáng)、溫度等有關(guān)）。而與達(dá)平衡的過程無關(guān)（化學(xué)平衡狀態(tài)既可從正反應(yīng)方向開始達(dá)平衡，也可以從逆反應(yīng)方向開始達(dá)平衡）。化學(xué)平衡的移動勒沙特列原理：如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、壓強(qiáng)或溫度），平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動。具體見表6-1。表6-1 外界條件對化學(xué)平衡的影響改變影響平衡的一個條件化學(xué)平衡移動方向化學(xué)平衡移動結(jié)果增大反應(yīng)物濃度向正反應(yīng)方向移動反應(yīng)物濃度減小，但比原來大減小反應(yīng)物濃度向逆反應(yīng)方向移動反

5、應(yīng)物濃度增大，但比原來小增大生成物濃度向逆反應(yīng)方向移動生成物濃度減小，但比原來大減小生成物濃度向正反應(yīng)方向移動生成物濃度增大，但比原來小增大體系壓強(qiáng)向氣體體積減小的反應(yīng)方向移動體系壓強(qiáng)減小，但比原來大減小體系壓強(qiáng)向氣體體積增大的反應(yīng)方向移動體系壓強(qiáng)增大，但比原來小升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動體系溫度降低，但比原來高降低溫度向放熱反應(yīng)方向移動體系溫度升高，但比原來低影響化學(xué)平衡的條件1濃度對化學(xué)平衡的影響在其它條件不變的情況下，增大反應(yīng)物的濃度，或減小生成物的濃度，都可以使平衡向著正反應(yīng)方向移動；增大生成物的濃度，或減小反應(yīng)物的濃度，都可以使平衡向著逆反應(yīng)方向移動。2壓強(qiáng)對化學(xué)平衡的影響在其它條件

6、不變的情況下，增大壓強(qiáng)，會使化學(xué)平衡向著氣體體積縮小的方向移動；減小壓強(qiáng)，會使化學(xué)平衡向著氣體體積增大的方向移動。應(yīng)特別注意，在有些可逆反應(yīng)里，反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)的總體積沒有變化，如H2（氣）+I2（氣）2HI（氣）1體積 1體積 2體積在這種情況下，增大或減小壓強(qiáng)都不能使化學(xué)平衡移動。還應(yīng)注意，改變壓強(qiáng)對固態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)的體積幾乎不影響。因此平衡混合物都是固體或液體時，改變壓強(qiáng)不能使化學(xué)平衡移動。3溫度對于化學(xué)平衡的影響在其它條件不變的情況下，溫度升高，會使化學(xué)平衡向著吸熱反應(yīng)的方向移動；溫度降低，會使化學(xué)平衡向著放熱反應(yīng)的方向移動。4催化劑對化學(xué)平衡的影響使用催化劑不影響化學(xué)平衡的移動。由

7、于使用催化劑對正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率影響的幅度是等同的，所以平衡不移動。但應(yīng)注意，雖然催化劑不使化學(xué)平衡移動，但使用催化劑可影響可逆反應(yīng)達(dá)平衡的時間。【思維技巧點(diǎn)撥】解題一般方法：1牢固掌握有關(guān)的概念與原理，尤其要注意外界條件的改變對一個可逆反應(yīng)來講，正逆反應(yīng)速率如何變化，化學(xué)平衡如何移動，在速度-時間圖、轉(zhuǎn)化率-時間圖、反應(yīng)物的含量-濃度圖等上如何體現(xiàn)。要能夠畫出有關(guān)的變化圖象。2對于化學(xué)反應(yīng)速率的有關(guān)圖象問題，可按以下的方法進(jìn)行分析：（1）認(rèn)清坐標(biāo)系，搞清縱、橫坐標(biāo)所代表的意義，并與有關(guān)的原理掛鉤。（2）看清起點(diǎn)，分清反應(yīng)物、生成物，濃度減小的是反應(yīng)物，濃度增大的是生成物一般生成物多數(shù)以原

8、點(diǎn)為起點(diǎn)。（3）抓住變化趨勢，分清正、逆反應(yīng)，吸、放熱反應(yīng)。升高溫度時，v（吸）>v(放)，在速率-時間圖上，要注意看清曲線是連續(xù)的還是跳躍的，分清漸變和突變，大變和小變。例如，升高溫度，v(吸)大增，v(放)小增，增大反應(yīng)物濃度，v(正)突變，v(逆)漸變。（4）注意終點(diǎn)。例如在濃度-時間圖上，一定要看清終點(diǎn)時反應(yīng)物的消耗量、生成物的增加量，并結(jié)合有關(guān)原理進(jìn)行推理判斷。3對于化學(xué)平衡的有關(guān)圖象問題，可按以下的方法進(jìn)行分析：（1）認(rèn)清坐標(biāo)系，搞清縱、橫坐標(biāo)所代表的意義，并與勒沙特列原理掛鉤。（2）緊扣可逆反應(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、純液體物

9、質(zhì)參加或生成等。（3）看清速率的變化及變化量的大小，在條件與變化之間搭橋。（4）看清起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)，看清曲線的變化趨勢。（5）先拐先平。例如，在轉(zhuǎn)化率-時間圖上，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線先達(dá)到平衡，此時逆向推理可得該變化的溫度高、濃度大、壓強(qiáng)高。（6）定一議二。當(dāng)圖象中有三個量時，先確定一個量不變再討論另外兩個量的關(guān)系。例1 下圖、分別代表反應(yīng)、，則Y軸是指N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);H=-QH2(g)+I2(g) 2HI(g); H=+QCO(g)+2H2(g) CH3OH(g); H=-Q2SO3(g)2 2SO2(g)+O2(g); H=+QA平衡混合氣中一種生成物的百分含量B平

10、衡混合氣中一種反應(yīng)物的百分含量C平衡混合氣中一種生成物的轉(zhuǎn)化率D平衡混合氣中一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率解析 該題要求能夠運(yùn)用勒沙特列原理迅速逆向思維，當(dāng)壓強(qiáng)增大時，的平衡均右移，而曲線為增大趨勢，（A）、（D）符合題意；所對應(yīng)的曲線無變化，平衡不移動故與該題的解無關(guān)；在增大壓強(qiáng)時平衡逆向移動，曲線為減小趨勢，（A）、（D）符合題意。所以，答案為AD。例2 由可逆反應(yīng)測繪出圖象如下圖，縱坐標(biāo)為生成物在平衡混合物中的百分含量，下列對該反應(yīng)的判斷正確的是A.反應(yīng)物中一定有氣體 B.生成物中一定有氣體C.正反應(yīng)一定是放熱反應(yīng) D.正反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)解析 定一議二。溫度不變時，增大壓強(qiáng)，生成物的百分含量降低，

11、說明平衡逆向移動，逆向?yàn)轶w積縮小方向，而題中未給出具體的可逆反應(yīng)，但是可以確定生成物中一定有氣體；壓強(qiáng)不變時，升高溫度，生成物的百分含量增大，說明平衡正向移動，正向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)；所以答案為BD。【能力突破訓(xùn)練】1如下圖所示，反應(yīng)：X（氣）+3Y（氣）2Z（氣）+熱量，在不同溫度、不同壓強(qiáng)（P1>P2）下，達(dá)到平衡時，混合氣體中Z的百分含量隨溫度變化的曲線應(yīng)為（ ）第2題圖第3題圖2對達(dá)到平衡的可逆反應(yīng)X+Y W+Z，增大壓強(qiáng)則正、逆反應(yīng)速度（v）的變化如下圖，分書館析可知X，Y，Z，W的聚集狀態(tài)可能是（ ）AZ，W為氣體，X，Y中之一為氣體BZ，W中之一為氣體，X，Y為非氣體CX，Y，Z皆

12、為氣體，W為非氣體DX，Y為氣體，Z，W中之一為氣體3反應(yīng)mA(固)+nB(氣) eC(氣)+fD(氣)，反應(yīng)過程中，當(dāng)其它條件不變時，C的百分含量（C%）與溫度（T）和壓強(qiáng)（P）的關(guān)系如下圖，下列敘述正確的是（ ）A.達(dá)到平衡后，加入催化劑則C%增大 B達(dá)到平衡后，若升溫，平衡左移C化學(xué)方程式中n>e+f D達(dá)到平衡后，增加A的量有利于平衡向右移動4反應(yīng)aA(g)+bB(g) cC(g);H=-Q，生成物C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與壓強(qiáng)P和溫度的關(guān)系如下圖，方程式中的系數(shù)和Q值符合圖象的是（ ）Aa+b<c Q>0 B.a+b>c Q<0 C.a+b<c Q<0

13、D.a+b=c Q>05某可逆反應(yīng)L（s）+G(g) 3R(g); H>0，右圖表示外界條件溫度、壓強(qiáng)的變化對上述反應(yīng)的影響。試判斷圖中y軸可以表示（ ）A平衡混合氣中R的質(zhì)量分?jǐn)?shù)B達(dá)到平衡時G的轉(zhuǎn)化率C平衡混合氣中G的質(zhì)量分?jǐn)?shù)D達(dá)到平衡時L的轉(zhuǎn)化率6下圖中表示外界條件（T、P）的變化對下列反應(yīng)的影響：L（固）+G（氣）2R（氣）；H>0，y軸表示的是（ ）A平衡時，混合氣中R的百分含量B平衡時，混合氣中G的百分含量CG的轉(zhuǎn)化率DL的轉(zhuǎn)化率7在可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g) pC(g);H<0中m、n、p為系數(shù)，且m+n>p。分析下列各圖，在平衡體系中A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

14、與溫度t、壓強(qiáng)P關(guān)系正確的是（ ）8在密閉容器中進(jìn)行下列反應(yīng)：M（氣）+N（氣）R（氣）+2L此反應(yīng)符合下面圖象，下列敘述正確的是（ ）A正反應(yīng)吸熱，L是氣體B正反應(yīng)吸熱，L是固體C正反應(yīng)放熱，L是氣體D正反應(yīng)放熱，L是固體或液體9一定條件下，將X和Y兩種物質(zhì)按不同比例放入密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得X、Y轉(zhuǎn)化率與起始時兩種物質(zhì)的量之比n(X)/n(Y)的關(guān)系如下圖，則X和Y反應(yīng)的方程式可表示為（ ）AX+3Y 2Z B.3X+Y 2ZC3X+2Y Z D.2X+3Y 2Z10A%為氣態(tài)反應(yīng)物在平衡體系中的百分含量，符合曲線的反應(yīng)是AN2（氣）+3H2（氣）2NH3（氣）；H<0BC

15、（固）+CO2（氣）2CO（氣）；H>0CN2（氣）+O2（氣）2NO（氣）；H>0第11題圖DCaCO3(固) CaO(固)+CO2（氣）；H>011下圖表示800時，A、B、C三種氣體物質(zhì)的濃度隨時間變化的情況，t是達(dá)到平衡狀態(tài)的時間。試回答：（1）該反應(yīng)的反應(yīng)物是_。（2）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。（3）達(dá)到平衡狀態(tài)的所需時間是2min，A物質(zhì)的平均反應(yīng)速率為_。12可逆反應(yīng)：aA(氣)+bB(氣) cC(氣)+dD(氣)；H=Q試根據(jù)圖回答：（1）壓強(qiáng)P1比P2_（填大、小）（2）體積（a+b）比（c+d）_（填大、小）（3）溫度t1比t2_（填高、低）（4）Q值是_（

16、填正、負(fù)）13在容積不同的密閉容器內(nèi)，分別充入同量的N2和H2，在不同溫度下，任其發(fā)生反應(yīng)N2+3H2 2NH3，并分別在t秒時測定其中NH3的體積分?jǐn)?shù)，繪圖如下：（1）A，B，C，D，E五點(diǎn)中，尚未達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的點(diǎn)是_。（2）此可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是_反應(yīng)。（放熱、吸熱）（3）AC段的曲線是增函數(shù)，CE段曲線是減函數(shù)，試從反應(yīng)速率和平衡角度說明理由。_14已知2NO2 N2O4+Q。將NO2充入容易導(dǎo)熱的材料制成的容器a和b中進(jìn)行反應(yīng)。a的容積保持不變，b的上蓋可隨容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)的改變而上下移動，以保持容器內(nèi)外壓強(qiáng)相等。當(dāng)同溫同壓時，將等量的NO2充入“起始態(tài)”體積相同的容器a、b中，反應(yīng)同

17、時開始。（1）反應(yīng)開始時，a與b中生成N2O4的速率va_vb。（2）反應(yīng)過程中兩容器里生成N2O4的速率是va_vb。（3）達(dá)到平衡時，a與b中NO2轉(zhuǎn)化為N2O4的百分?jǐn)?shù)（A）相比較，則是Aa_Ab。參考答案1.C 2.CD 3.BC 4.A 5.C 6.B 7.B 8.C 9.B 10.B11.(1)A (2)2A B+3C (3)0.4mol/(L·min) 12.(1)小 （2）小 （3）高 （4）正13.(1)A、B （2）放熱 （3）AC：反應(yīng)開始v正>v逆，反應(yīng)向右進(jìn)行生成NH3。CE：已達(dá)平衡，升溫使平衡左移，NH3%變小 14.(1)=;(2)<(3)

18、<等效平衡利用等效平衡解題就是利用與某一平衡等效的相同平衡或(姑且叫)相似平衡進(jìn)行解題的一種思維方式和解題方法。對于一個可逆反應(yīng)，兩個具有不同初始量而具有相同平衡狀態(tài)的體系是等效的，可以相互替換。因此，建立一個等效的中間平衡體系(相同平衡)來代替已知的平衡體系，可使復(fù)雜的問題易于解決。如果所給反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)總體積不變的反應(yīng)，壓強(qiáng)增大或減小不能使化學(xué)平衡移動。當(dāng)反應(yīng)物的兩組初始量是倍數(shù)關(guān)系，則對應(yīng)的變化量及平衡量也是倍數(shù)關(guān)系。我們姑且把它叫做相似平衡。由此可引出相似平衡的相似原理。兩個平衡狀態(tài)如果相似，則應(yīng)符合相似平衡原理(或相似原理)。相似平衡原理：對于兩個相似平衡，各對應(yīng)物

19、質(zhì)的平衡量的比值應(yīng)相等。或任一物質(zhì)平衡時物質(zhì)的量(或體積)百分含量相同。若存在下面兩個相似平衡：mA(g)nB(g) pC(g) qD(g) mA(g) nB(g) pC(g) qD(g) a1 b1 c1 d1 a2 b2 c2 d2 x1 y1 z1 w1 x2 y2 z2 w2則：以下問題即是用等效平衡(相同平衡或相似平衡)來解題的。 例1在一個固定不變的容器中，保持一定溫度，進(jìn)行以下反應(yīng)： H2(g)Br2(g) 2HBr(g)已知加入1 mol H2和2 mol Br2時，達(dá)到平衡后生成a mol HBr(見下表“已知”項(xiàng))， 在相同條件下，且保持平衡時各組分的百分含量不變，對下列編

20、號(1)(3)的狀態(tài)，填寫表中的空白：(1996年國家調(diào)研試題)編 號起 始 狀 態(tài) ( mol )平衡時HBr的物質(zhì)的量 ( mol )H2Br2HBr已 知120a (1)240 (2)10.5a (3)mn (n2m)解析：本題考查學(xué)生對化學(xué)平衡概念和勒沙特列原理的理解及應(yīng)用。本題給定的反應(yīng)H2(g)Br2(g) 2HBr(g)，是一個反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)總體積不變的反應(yīng)，壓強(qiáng)增大或減小不能使化學(xué)平衡移動。狀態(tài)(1)中H2和Br2的起始物質(zhì)的量都是已知狀態(tài)的2倍，因此平衡時HBr物質(zhì)的量也應(yīng)是已知狀態(tài)的2倍，故平衡時HBr物質(zhì)的量為2a mol，這一結(jié)果也可由以下計(jì)算得到：“(已知)”(初始

21、態(tài)) H2(g) Br2(g) 2HBr(g) n0(mol) 1 2 0 n變(mol) 0.5a 0.5a a n平(mol) 10.5a 20.5a a H2(g) Br2(g) 2HBr(g)狀態(tài)(1) n0(mol) 2 4 0 n變(mol) 0.5x 0.5x x n平(mol) 20.5x 40.5x x 由于“已知”狀態(tài)與狀態(tài)(1)的平衡狀態(tài)相似，即反應(yīng)混合物中各組成成分的百分含量不變，故平衡有：(10.5a)( 20.5a)a(20.5x)(40.5x)x利用任意兩種物質(zhì)的物質(zhì)的量之比例如(10.5a)a(20.5x)x即可解得狀態(tài)(1)平衡時HBr物質(zhì)的量x2a mol。

22、對于狀態(tài)(2)，給出了平衡時HBr為0.5a mol，即為“已知”狀態(tài)時的，故可推知起始狀態(tài)時H2、Br2分別為0.5 mol和1 mol，設(shè)為狀態(tài)(2¢)。狀態(tài)(2)給出起始時HBr為1 mol，相當(dāng)于H2 0.5 mol，Br2 0.5 mol和HBr 0 mol。若起始相同時加入Br2 0.5 mol和(H2為0 mol)，則其起始狀態(tài)即與上述狀態(tài)(2¢)相同，平衡時HBr為0.5a mol。故對狀態(tài)(2)，H2應(yīng)為0 mol，Br2應(yīng)0.5 mol。 對于(2) H2(g) Br2(g) 2HBr(g) 0 0.5 0 ( 0.5 0.5 1 ) 0.5a (2&#

23、162;) H2(g) Br2(g) 2HBr(g) 0.5 1 0 0.5a故對狀態(tài)(2)，H2應(yīng)為0 mol，Br2應(yīng)為0.5 mol。狀態(tài)(3)是由(1)和(2)進(jìn)而推廣的一種普遍情況。由以上的討論可知，當(dāng)起始狀態(tài)的H2Br212，且HBr為0時，平衡后各組分的百分含量即與“已知”狀態(tài)相似。據(jù)此可進(jìn)行如下計(jì)算：現(xiàn)設(shè)狀態(tài)(3)起始時HBr的物質(zhì)的量為x，平衡時HBr的物質(zhì)的量為y，則狀態(tài)(3)起始時相當(dāng)于H2為(m0.5x) mol，Br2為(n0.5x) mol，HBr為0 mol，故有 H2(g) Br2(g) 2HBr(g) n0(mol) m0.5x n0.5x 0 ( 0.5x

24、0.5x x ) y故有(m0.5x)(n0.5x)12，可解得：x2(n2m) mol H2(g) Br2(g) 2HBr(g) n0(mol) m0.5x n0.5x 0 n變(mol) 0.5y 0.5y y n平(mol) m0.5x0.5y n0.5x0.5y y 平衡時與已知狀態(tài)比較，應(yīng)有：(m0.5x0.5y)(10.5a)ya 以x2(n2m) mol代入，可解得y(nm)a mol。故狀態(tài)(3)起始時HBr應(yīng)為2(n2m) mol，平衡時HBr應(yīng)為(nm)a mol。 答案：編 號起 始 狀 態(tài) ( mol )平衡時HBr的物質(zhì)的量 ( mol )H2Br2HBr已 知 (1

25、)4 (2)00.5 (3)2(n2m)(nm)a例2將1 mol SO2和1 mol O2通入一體積不變的密閉容器中，在一定溫度和催化劑作用下，反應(yīng)達(dá)到平衡，SO3為0.3 mol。此時若移走0.5 mol O2和0.5 mol SO2，則反應(yīng)達(dá)到新的平衡時，SO3的物質(zhì)的量是 ( C ) A. 0.3 mol B. 0.15 mol C. 小于0.15 mol D. 大于0.15 mol，小于0.3 mol 解析：依題意可得出如下平衡模式： (1) 2SO2 O2 2SO3 (3) 2SO2 O2 2SO3 n 0 (mol) 1 1 0 0.5 0.5 0 n變 (mol) 0.3 0.

26、15 0.3 n平 (mol) 0.7 0.85 0.3 0.15 (2) 2SO2 O2 2SO3 n 0 (mol) 0.2 0.35 0.3 ( 0.3 0.15 0 ) 由上述模式可知，(2)和(3)是等效平衡，由(1)和(3)的初始量可知，在相同條件下，新平衡的SO3物質(zhì)的量應(yīng)為0.15 mol，但由于抽走了部分SO2和O2，相當(dāng)于減小體積壓強(qiáng)，平衡左移，故SO3的量應(yīng)小于0.15 mol。例3一定溫度下，將a mol PCl5通往一容積不變的密閉容器中達(dá)如下平衡：PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)，此時平衡混合氣體的壓強(qiáng)為P1，再向容器中通入a mol PCl5，恒溫下再度達(dá)

27、到平衡后壓強(qiáng)變?yōu)镻2，則P1與P2的關(guān)系是 ( B )A. 2P1P2 B. 2P1P2 C. 2P1P2 D. P12P2解析：題意的變化過程如下圖所示：是的等效平衡，由變?yōu)闀r，體積縮小一倍，可轉(zhuǎn)化為壓強(qiáng)增大一倍來考慮平衡移動。但由于增大壓強(qiáng)，對此可逆反應(yīng)來說，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，因而增大的壓強(qiáng)就會小于原壓強(qiáng)的2倍。例4在溫度和容積相等的條件下，有反應(yīng)：2A(g)2B(g)C(g)3D(g)，現(xiàn)分別從兩條途徑建立平衡。. A、B起始濃度均為2 mol / L，.C、D的起始濃度分別為2 mol / L和6 mol / L。下列敘述正確的是 ( D )A. 、兩途徑最終達(dá)到平衡時，體系內(nèi)各氣

28、體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不同B. 、兩途徑最終達(dá)到平衡時，體系內(nèi)各氣體的體積分?jǐn)?shù)不同C. 達(dá)到平衡時，途徑的uA等于途徑的uAD. 達(dá)到平衡后，第途徑混合氣密度為第途徑混合氣密度的解析：本題宜用等效平衡方法進(jìn)行判斷。按照相同平衡的規(guī)律，的從正反應(yīng)開始的反應(yīng)物的初始濃度分別為4 mol / L，即可與之建立相同平衡狀態(tài)。而此時所得反應(yīng)物的初始濃度是狀態(tài)的反應(yīng)物的初始濃度的2倍，因此，、所得平衡是相似平衡，符合相似原理。故A、B錯。由于的濃度是的濃度的兩倍，的反應(yīng)速率當(dāng)然比大。故C錯。由于的質(zhì)量是的質(zhì)量的2倍，而體積相同，故D正確。例5在一定的密閉容器中，保持一定溫度，在一定條件以下反應(yīng)：A(g)2B(g

29、) 3C(g)已知加入1 mol A和3 mol B且達(dá)到平衡后，生成了a mol C。(1) 達(dá)到平衡時C在反應(yīng)混合氣中的體積分?jǐn)?shù)是 (用字母a表示)；(2) 在相同實(shí)驗(yàn)條件下，若在同一容器中改為加入2 mol A和6 mol B，達(dá)到平衡后，C的物質(zhì)的量為 mol(用字母a表示)。此時C在反應(yīng)混合物的百分含量(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3) 在相同實(shí)驗(yàn)條件下，若在同一容器中改為加入2 mol A和8 mol B，若要求平衡后C在反應(yīng)混合氣中百分含量不變，則還應(yīng)加入C mol。(4) 在同一容器中加n mol A和3n mol B，則平衡時C的物質(zhì)的量為m mol。若改變實(shí)驗(yàn)條件，

30、可以使C的物質(zhì)的量在m 2m間變化，那么，n與m的關(guān)系是 (用字母n、m關(guān)系式表示)。解析：(1) A(g) 2B(g) 3C(g) 1 3 0 a a a ×100%25a % 1a 3a a 4 (3) A(g) 2B(g) 3C(g) 2 8 b x 2x 3x 2x 82x b3x ，3x根據(jù)相似原理：，b6另解：A(g) 2B(g) 3C(g) 2 8 3b 2b 82b 0 (等效)由初始量為13可得：3，b2，3b6(3) A(g) 2B(g) 3C(g) (假設(shè)A全部轉(zhuǎn)化，C得最大值但實(shí)際上不可能) n 2n 3n C得最大值2m 3n2m，而B又為3n，故3n2m，

31、n 答案： (1) (2) 2a；不變 (3) 6 (4) n相同平衡、相似平衡、等效平衡和等變平衡一、相同平衡相同平衡是指初始量不同而建立的平衡狀態(tài)完全相同的平衡。求同平衡是指求建立相同平衡狀態(tài)的計(jì)算問題，它是化學(xué)平衡計(jì)算的一類新題型。這類計(jì)算問題是從教材中的平衡定義引入得出的，其內(nèi)容是：一定條件下的可逆反應(yīng)，無論從正反應(yīng)起，還是從逆反應(yīng)起，還是從正、逆反應(yīng)同時開始，只要條件不變，都可建立相同的平衡狀態(tài)。對于這種相同平衡狀態(tài)的規(guī)律是：1該類問題的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是：從正反應(yīng)開始，反應(yīng)物的初始量的數(shù)值為化學(xué)計(jì)量數(shù)(注意：不是化學(xué)計(jì)量數(shù)比！)。2從逆反應(yīng)開始，生成物的初始量的數(shù)值為化學(xué)計(jì)量數(shù)時，可建立與上

32、述標(biāo)準(zhǔn)態(tài)相同的平衡狀態(tài)。3當(dāng)從正、逆反應(yīng)同時開始時，反應(yīng)物之間、生成物之間、反應(yīng)物和生成物的初始量具有如下的關(guān)系：反應(yīng)物之間或生成物之間是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比關(guān)系，某一反應(yīng)物的初始量與化學(xué)計(jì)量數(shù)之比加上生成物的初始量與化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于1。如： mA(g)nB(g) pC(g) qD(g)(1) m n 0 0 (標(biāo)準(zhǔn)態(tài))(2) 0 0 p q (從逆反應(yīng)開始)(3) a b c d (從正、逆反應(yīng)同時開始) am，bn ab = mn cd = pq 1，1， 1 ，1。一定條件下的可逆反應(yīng)，當(dāng)兩組反應(yīng)物的初始量是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比的倍數(shù)時，可將反應(yīng)式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)增大相應(yīng)倍數(shù)，并以此作為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)

33、，這時也是相同平衡狀態(tài)的計(jì)算問題。二、相似平衡我們知道，對于一可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，反應(yīng)物及生成物的三種量(初始量、變化量和平衡量)存在著一定的關(guān)系。(1) 反應(yīng)物和生成物的變化量始終是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比的關(guān)系。(2) 若果反應(yīng)物的初始量是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比關(guān)系，那么它們的變化量和平衡量都是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比關(guān)系；若果反應(yīng)物的初始量不是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比關(guān)系，那么它們的平衡量也不是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比關(guān)系。(生成物也相同)對于一可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，反應(yīng)物及生成物存在著幾組不同的的初始量時，若是符合標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時存在前述相同平衡的規(guī)律及關(guān)系。如果反應(yīng)物的初始量不是化學(xué)計(jì)量數(shù)的倍數(shù)關(guān)系時，則存在以下關(guān)系：(1) 反應(yīng)物

34、及生成物的變化量始終是化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系。(2) 如果反應(yīng)物的兩組初始量是倍數(shù)關(guān)系，則對應(yīng)的變化量及平衡量也是倍數(shù)關(guān)系。如果反應(yīng)物的兩組初始量不是倍數(shù)關(guān)系，則對應(yīng)的平衡量也不會是倍數(shù)關(guān)系。(生成物也相同)如果所給反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)總體積不變的反應(yīng)，壓強(qiáng)增大或減小不能使化學(xué)平衡移動；成倍地增加反應(yīng)物或生成物的量，平衡狀態(tài)也不會改變。以上兩種情況所涉及的某些平衡量間存在一定的對應(yīng)關(guān)系。我們姑且把它叫做相似平衡。它們可能是相同平衡狀態(tài)，但某些量存在倍數(shù)關(guān)系。如果兩個化學(xué)平衡狀態(tài)相似，則應(yīng)符合相似平衡原理(簡稱相似原理)。相似平衡原理：對于兩個相似平衡，各對應(yīng)物質(zhì)的平衡量的比值應(yīng)相等。或任一物質(zhì)平

35、衡時物質(zhì)的量(或體積)百分含量相同。若存在下面兩個相似平衡：mA(g)nB(g) pC(g) qD(g) mA(g) nB(g) pC(g) qD(g) a1 b1 c1 d1 a2 b2 c2 d2 x1 y1 z1 w1 x2 y2 z2 w2則：一定條件下的可逆反應(yīng)，當(dāng)兩組反應(yīng)物的初始量成化學(xué)計(jì)量數(shù)比關(guān)系時，即可建立與標(biāo)準(zhǔn)態(tài)相似的平衡狀態(tài)。對于2HI(g) H2(g)I2(g) 這類可逆反應(yīng)，改變壓強(qiáng)或同倍改變?nèi)萜黧w積時，也可以得到相似平衡。如果反應(yīng)物的初始量不是化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系，只要兩組反應(yīng)物的初始量成倍數(shù)關(guān)系，也可以建立相似平衡的關(guān)系。三、等效平衡等效平衡問題是指利用等效平衡(相同平衡

36、或相似平衡)來進(jìn)行的有關(guān)判斷和計(jì)算問題，即利用與某一平衡狀態(tài)等效的過渡平衡狀態(tài)(相同平衡)進(jìn)行有關(guān)問題的分析、判斷，或利用相似平衡的相似原理進(jìn)行有關(guān)量的計(jì)算。所以等效平衡也是一種思維分析方式和解題方法。這種方法往往用在相似平衡的計(jì)算中。由上敘述可知，相同平衡、相似平衡和等效平衡是不同的，相同平衡是指有關(guān)同一平衡狀態(tài)的一類計(jì)算，相似平衡是指幾個不同但有著比值關(guān)系的平衡的一類計(jì)算，而等效平衡則是利用平衡等效來解題的一種思維方式和解題方法。建立相同平衡或相似平衡與外界條件有關(guān)，一是恒溫恒容，一是恒溫恒壓。在恒溫、恒容下，對于象2X(g)Y(g)2Z(g)這種類型(反應(yīng)前后氣體的體積數(shù)不等)的平衡反應(yīng)

37、，只要能使各物質(zhì)的初始物質(zhì)的量分別相等，就可以建立相同平衡。兩個平衡的所有對應(yīng)平衡量(包括正逆反應(yīng)速率、各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量濃度、氣體體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等)完全相等。而對于X(g)Y(g)2Z(g)這種類型(反應(yīng)前后氣體的體積數(shù)相等)的平衡反應(yīng)，只要能使各物質(zhì)初始物質(zhì)的量之比相等就可以建立相似平衡。即兩平衡的關(guān)系是相似關(guān)系。兩平衡中各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、氣體體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等對應(yīng)相等；而兩平衡中的正逆反應(yīng)速率、各組分平衡時的物質(zhì)的量及物質(zhì)的量濃度等對應(yīng)成比例。在恒溫、恒壓下，只要使各物質(zhì)初始濃度相等即可建立相似平衡。即兩平衡的關(guān)系是相似關(guān)系。兩平衡中的正、逆反應(yīng)速

38、率、各組分平衡時的物質(zhì)的量濃度、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、氣體體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等對應(yīng)相等；而兩平衡中各組分平衡時的物質(zhì)的量等對應(yīng)成比例。四、等變平衡如果兩反應(yīng)物的初始量的數(shù)值之和為它們化學(xué)計(jì)量數(shù)之和，在相同條件下達(dá)到的平衡狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)態(tài)達(dá)到的平衡狀態(tài)的某一反應(yīng)物或某一生成物的百分含量相同，則這兩種狀態(tài)下反應(yīng)物和生成物的變化量是相同的，這類問題叫等變平衡問題。等變平衡問題需要求的是兩反應(yīng)物的初始量之間的關(guān)系。這種問題可采用極限分析法或一般形式的推導(dǎo)。(如成都市00一診29(3)的解法)如有下列可逆反應(yīng)，且兩組不同的初始量所建立的兩種平衡狀態(tài)存在等變平衡關(guān)系，則則這兩種狀態(tài)下反應(yīng)物和生成物的

39、變化量是相同的，并且存在以下的關(guān)系：mA(g) nB(g) pC(g)qD(g) a b c d x y z w (1) abmn，(2) 設(shè)xy，例：已知T、P kPa時，往容積可變的密閉容器中充入2 mol X和1 mol Y，此時容積為V L。保持恒溫恒壓，使反應(yīng)：2X(g)Y(g)2Z(g) 達(dá)到平衡時，Z的體積分?jǐn)?shù)為0.4。試回答下列有關(guān)問題：(1) 使溫度和壓強(qiáng)在上述條件下恒定不變，再往上述密閉容器內(nèi)充入4 mol Z，則反應(yīng)達(dá)到平衡時，容器的容積為 ，Z的體積分?jǐn)?shù)為 。(2) 若另選一容積固定不變的密閉容器，仍控制溫度為T，使4 mol X和2 mol Y反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，Z的

40、體積分?jǐn)?shù)仍為0.4，則該密閉容器的容積為 。(3) 若控制溫度仍為T，另選一容積為V L的固定不變的密閉容器，往其中充入一定量的X和Y，使反應(yīng)達(dá)到平衡，這時Z的體積分?jǐn)?shù)仍為0.4。則充入的X和Y的物質(zhì)的量應(yīng)滿足的關(guān)系是：a n(Y)n(X)b n(Y)，其中a為 ，b為 。答：(1) V L；0.4 (2) V L (3) 0.5；5解析：2X(g)Y(g) 2Z(g) 2X(g) Y(g) 2Z(g) 2 1 0 2 1 0 2x x 2x 1 0.5 1 2 -2x 1- x 2x 3 - x 1 0.5 1 0.4，x0.5，2x1 (1) 由于平衡與過程無關(guān)， 2X(g) Y(g) 2

41、Z(g) 2X(g) Y(g) 2Z(g) 2 1 4 2 1 4 2y y 2y 1 0.5 1 22y 1y 4 - 2y 3 1.5 3 7.5由相似平衡的原理：兩個平衡中各物質(zhì)的平衡量的比值相等。，4y2，2y1 V L2.5 V L (2) 2X(g)Y(g) 2Z(g) 2X(g) Y(g)2Z(g) 4 2 0 4 2 0 2z z 2z 2 1 2 2 -2z 1-z 2z 2 1 2 5由相似平衡的原理：兩個平衡中各物質(zhì)的平衡量的比值相等。，4z4，z1 。該容器的體積為： V L。 (3) 本小題采用極限分析法。 2X(g)Y(g) 2Z(g) 2X(g) Y(g) 2Z(

42、g) 2.5 0.5 0 1 2 0 0 0 1 0.5 1 1 0.5 1由上圖示知，當(dāng)Y初始物質(zhì)的量為0.5 mol時，X初始物質(zhì)的量為2.5 mol，X的物質(zhì)的量度為Y的物質(zhì)的量的5倍，但由于變化量不可能為0，故Y初始物質(zhì)的量要大于0.5，即b5。當(dāng)X初始物質(zhì)的量為1 mol時，Y初始物質(zhì)的量為2 mol，X的物質(zhì)的量度為Y的物質(zhì)的量的0.5倍，但由于變化量不可能為0，故X初始物質(zhì)的量要大于1，即a0.5。這是一種等變平衡，現(xiàn)以X的初始量為2.4 mol，Y為0.6 mol為例加以說明。 2X(g) Y(g) 2Z(g) 2X(g) Y(g) 2Z(g) 2.4 0.6 0 1.2 0.6 0.8 1.0 0.5 1.0 0.2 0.1 0.2 1.4 0.1 1.0 1 0.5 1與狀態(tài)中反應(yīng)物的初始量之和等于兩物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和(2.40.6213)，它們的變化量相同，而初始量和平衡量并不相同，而Z物質(zhì)的百分含量依然是0.4。狀態(tài)中反應(yīng)物的初始量之和不等于兩物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和(1.20.61.8)，僅管Z物質(zhì)的百分含量依然是0.4，但其變化量卻與不相同。這種變化量沒有改變，但平衡量變了，而Z物質(zhì)的百分含量依然不變的平衡叫做等