高考化学 平衡类问题攻略 专题01 化学平衡Word格式.docx

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②判断反应是否达到平衡状态

化学反应aA（g）+bB（g）cC（g）+dD（g）在任意状态时，浓度商均为Qc=。

Qc>

K时，反应向逆反应方向进行；

Qc=K时，反应处于平衡状态；

Qc<

K时，反应向正反应方向进行。

③利用平衡常数判断反应的热效应

若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；

若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。

题型一三段式法

加热N2O5，依次发生的分解反应为①N2O5N2O3＋O2，②N2O3N2O＋O2；

在2L密闭容器中充入8molN2O5，加热到t℃，达到平衡状态后O2为9mol，N2O3为3.4mol。

则t℃时反应①的平衡常数为

A．10.7B．8.5C．9.6D．10.2

【答案】B

【解析】题设中有两个反应，可理解为先发生反应①，其中生成的N2O3有一部分再发生分解反应②，且在两个反应中都有O2生成，再由已知条件列方程组求解。

设反应①中生成N2O3物质的量浓度为x，反应②中生成N2O物质的量浓度为y。

则：

N2O5（g）N2O3（g）＋O2（g）

起始浓度/（mol·

L−1）400

转化浓度/（mol·

L−1）xxx

平衡浓度/（mol·

L−1）4−xxx

N2O3（g）N2O（g）＋O2（g）

L−1）x00

L−1）yyy

L−1）x−yyy

依题意O2的平衡浓度为x＋y＝4.5mol·

L−1

N2O3的平衡浓度为x−y＝1.7mol·

解得x＝3.1mol·

L−1，y＝1.4mol·

N2O5的平衡浓度为4mol·

L−1−3.1mol·

L−1＝0.9mol·

N2O的平衡浓度为1.4mol·

则反应①的平衡常数K＝（1.7×

4.5）/0.9＝8.5

“三段式法”解答化学平衡计算题

（1）步骤

①写出有关化学平衡的化学方程式。

②确定各物质的起始、转化、平衡时的量（物质的量或物质的量浓度）。

③根据已知条件建立等式关系并做解答。

（2）方法：

如mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g），令A、B起始物质的量浓度分别为amol·

L−1、bmol·

L−1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mxmol·

L−1。

mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g）

起始物质的量

浓度（mol·

L−1）ab00

变化物质的量

L−1）mxnxpxqx

平衡物质的量

L−1）a−mxb−nxpxqx

K＝

说明：

①反应物：

c（平）＝c（始）−c（变）；

生成物：

c（平）＝c（始）＋c（变）。

②各物质的转化浓度之比等于化学方程式中化学计量数之比。

③转化率＝×

100%。

1．温度为T时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl5，反应PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）经过一段时间后达到平衡。

反应过程中测定的部分数据如表所示：

t/s

50

150

250

350

n（PCl3）/mol

0.16

0.19

0.20

下列说法正确的是

A．反应在前50s的平均速率v（PCl3）=0.0032mol·

L−1·

s−1

B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c（PCl3）=0.11mol·

L−1，则反应的ΔH<

C．相同温度下，起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2，反应达到平衡前v正>

v逆

D．相同温度下，起始时向容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80%

【答案】C

【解析】反应在前50s的平均速率v（PCl3）==0.0016mol·

s−1，A错；

由表格数据可知，平衡时c（PCl3）==0.1mol·

L−1，升温时PCl3的浓度增大，则该反应是吸热反应，ΔH>

0，B错；

由平衡常数K==0.025，而Qc==0.02<

0.025，故C项中起始时反应向正反应方向进行，即v正>

v逆，正确；

根据反应：

PCl3（g）+Cl2（g）PCl5（g）

起始浓度（mol·

L−1）220

转化浓度（mol·

L−1）xxx

平衡浓度（mol·

L−1）2−x2−xx

根据K正=，则K逆===，解得x≈1.79，即PCl3的转化率约为89.5%，D错。

2．

（1）在密闭容器中充入2.0molCO和10molH2O（g），发生反应：

CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g），800℃时反应达平衡，若K=1。

求CO和H2O（g）的转化率。

（2）PCl5的热分解反应如下：

PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）。

①写出反应的平衡常数表达式；

②已知某温度下，在容积为10.0L的密闭容器中充入2.00molPCl5，达到平衡后，测得容器内PCl3的浓度为0.150mol/L。

计算该温度下的平衡常数。

【答案】

（1）83.5%　16.7%

（2）①K=　②0.450

【解析】

（1）设容器体积为VL，CO消耗浓度为xmol/L，则

CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）

起始浓度（mol/L）00

变化浓度（mol/L）xxxx

平衡浓度（mol/L）−x−xxx

K===1，得x≈

则CO转化为CO2的转化率为×

100%=83.5%；

H2O（g）的转化率为×

100%=16.7%。

（2）　　　　　PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）

起始浓度（mol/L）0.20000

变化浓度（mol/L）0.1500.1500.150

平衡浓度（mol/L）0.0500.1500.150

K===0.450。

题型二外界条件对化学平衡移动的影响

将NO2装入带有活塞的密闭容器中，当反应2NO2（g）N2O4（g）达到平衡后，改变某个条件，下列叙述正确的是

A．升高温度，气体颜色加深，则正反应为吸热反应

B．慢慢压缩气体体积，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色变浅

C．慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，但小于原来压强的两倍

D．恒温恒容时，充入惰性气体，压强增大，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色变浅

【解析】升高温度，气体颜色加深，则平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，A错误；

首先假设平衡不移动，压缩体积，气体颜色加深，但平衡向正反应方向移动，使混合气体的颜色在加深后的基础上变浅，但一定比原平衡的颜色深，B错误；

同理C项，首先假设平衡不移动，若体积减小一半，则压强变为原来的两倍，但平衡向正反应方向移动，使压强在原平衡两倍的基础上减小，正确；

体积不变，反应物及生成物浓度不变，所以正、逆反应速率均不变，平衡不移动，颜色无变化，D错误。

浓度、压强和温度对平衡移动影响的几种特殊情况

（1）改变固体或纯液体的量，对平衡无影响。

（2）当反应混合物中不存在气态物质时，压强的改变对平衡无影响。

（3）对于反应前后气体体积无变化的反应，如H2（g）+I2（g）2HI（g），压强的改变对平衡无影响。

但增大（或减小）压强会使各物质的浓度增大（或减小），混合气体的颜色变深（或浅）。

（4）恒容时，同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响，增大（减小）浓度相当于增大（减小）压强。

（5）在恒容容器中，当改变其中一种气态物质的浓度时，必然会引起压强的改变，在判断平衡移动的方向和物质的转化率、体积分数变化时，应灵活分析浓度和压强对化学平衡的影响。

若用α表示物质的转化率，φ表示气体的体积分数，则：

①对于A（g）+B（g）C（g）类反应，达到平衡后，保持温度、容积不变，加入一定量的A，则平衡向正反应方向移动，α（B）增大而α（A）减小，φ（B）减小而φ（A）增大。

②对于aA（g）bB（g）或aA（g）bB（g）+cC（g）类反应，达到平衡后，保持温度、容积不变，加入一定量的A，平衡移动的方向、A的转化率变化，可分以下三种情况进行分析：

特点

示例

改变

分析

移动方向

移动结果

Ⅰ

Δn>

PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）

充入PCl5

c（PCl5）增大，v正>

v逆，但压强增大不利于PCl5的分解

正反应方向

α（PCl5）减小，φ（PCl5）增大

Ⅱ

Δn=0

2HI（g）H2（g）+I2（g）

充入HI

c（HI）增大，v正>

v逆，压强增大，对v正、v逆的影响相同

α（HI）、φ（HI）不变

Ⅲ

Δn<

2NO2（g）N2O4（g）

充入NO2

c（NO2）增大，v正>

v逆，同时压强增大更有利于NO2的转化

α（NO2）增大，φ（NO2）减小

1．在体积为VL的密闭容器中存在化学平衡：

2NO2（g）N2O4（g）ΔH<

0。

保持温度不变，将容器体积压缩至V/2后，下列说法不正确的是

A．容器内气体颜色变深

B．容器内NO2分子数减少

C．混合气体的平均相对分子质量增大

D．NO2的物质的量分数增大

【答案】D

【解析】压缩容器体积后，平衡体系中各物质浓度均变大，故A正确；

平衡正向移动，NO2转化率提高，故B正确；

平衡正向移动，气体的总物质的量减小，但总质量不变，因此平均相对分子质量增大，故C正确；

平衡正向移动，N2O4（g）物质的量增大，气体总物质的量减小，所以N2O4（g）的物质的量分数增大，NO2的物质的量分数则减小，故D不正确。

2．在恒温恒压下，向密闭容器中充入4molSO2和2molO2，发生如下反应：

2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）　ΔH<

2min后，反应达到平衡，生成SO3为1.4mol，同时放出热量QkJ。

则下列分析正确的是

A．在该条件下，反应前后的压强之比为6∶5.3

B．若反应开始时容器体积为2L，则v（SO3）＝0.35mol/（L·

min）

C．若把“恒温恒压下”改为“恒压绝热条件下”反应，平衡后n（SO3）<

1.4mol

D．若把“恒温恒压下”改为“恒温恒容下”反应，达平衡时放出热量大于QkJ

【解析】由平衡时n（SO3）＝1.4mol可知此时n（SO2）＝2.6mol，n（O2）＝1.3mol。

A选项，因是恒温恒压条件，所以反应前后压强不变；

B选项，因该反应是气体分子数之和变小的反应，所以随着反应的进行，体积逐渐变小，小于2L，所以v（SO3）大于0.35mol/（L·

min）；

C选项，该反应为放热反应，在绝热条件下随着反应的进行要放热，达到平衡时与恒温恒压条件下的平衡比较，平衡要逆向移动，所以n（SO3）<

1.4mol；

D选项，恒温恒容条件下的