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1、化学平衡知识点归纳化学平衡知识点归纳与经典习题赏析与经典习题赏析河北省宣化县一中河北省宣化县一中 栾春武栾春武知识点一：知识点一：“稀有稀有” 气体与化学平衡气体与化学平衡(1)充入稀有（包括与平衡混合体系不反应）气充入稀有（包括与平衡混合体系不反应）气体在恒温、恒容条件下，平衡不发生移动。因体在恒温、恒容条件下，平衡不发生移动。因为恒容时各气体组分的浓度不变，可认为各气为恒容时各气体组分的浓度不变，可认为各气体体积体体积“分压分压”不变，对平衡无影响。不变，对平衡无影响。(2)在恒温、恒压条件下充入稀有气体，平衡一在恒温、恒压条件下充入稀有气体，平衡一般发生移动。因为恒压，充入稀有气体，体积
2、般发生移动。因为恒压，充入稀有气体，体积一定增大，各气体组分的浓度减小，平衡向着一定增大，各气体组分的浓度减小，平衡向着使气体体积增大的方向移动。但对于反应前后使气体体积增大的方向移动。但对于反应前后气体体积不变的反应，平衡不发生移动。气体体积不变的反应，平衡不发生移动。知识点二：反应物用量的改变对平衡转化率的影响知识点二：反应物用量的改变对平衡转化率的影响（1）若反应物只有一种时，如：）若反应物只有一种时，如： aA(g) bB(g) + cC(g)增加增加A的量，平衡向正反应的方向移动，但反应物的量，平衡向正反应的方向移动，但反应物A的的转化率的变化与气体物质的化学计量数有关：转化率的变化
3、与气体物质的化学计量数有关： 若若abc 则则A的转化率不变的转化率不变 若若abc 则则A的转化率增大的转化率增大 若若abc 则则A的转化率减小的转化率减小知识点二：反应物用量的改变对平衡转化率的影响知识点二：反应物用量的改变对平衡转化率的影响（2）若反应物不止一种时，如）若反应物不止一种时，如: aA(g) + bB(g) cC(g) + dD (g) 若只增加若只增加A的量，平衡向正反应的方向移动，但反应的量，平衡向正反应的方向移动，但反应物物A的转化率减小，的转化率减小，B的转化率增大。的转化率增大。 若按原比例同倍数地增加反应物若按原比例同倍数地增加反应物A和和B的量，则化学的量，
4、则化学平衡向正反应的方向移动，这时反应物的转化率的变化平衡向正反应的方向移动，这时反应物的转化率的变化与气体反应物的化学计量数有关：与气体反应物的化学计量数有关： 若若abcd 则则A、B的转化率都不变的转化率都不变 若若 abcd则则A、B的转化率都增大的转化率都增大 若若 abcd则则A、B的转化率都减小的转化率都减小知识点三：解决化学平衡问题常用的方法知识点三：解决化学平衡问题常用的方法(1)可逆反应可逆反应“不为零不为零” 原则原则可逆反应是化学平衡的前提，达到平衡时，应是反应物可逆反应是化学平衡的前提，达到平衡时，应是反应物和生成物共存的状态，每种物质的物质的量都不为零。和生成物共存
5、的状态，每种物质的物质的量都不为零。(2)“一边倒一边倒”原则原则可逆反应，在外界条件相同时（如恒温、恒容），若达可逆反应，在外界条件相同时（如恒温、恒容），若达到相同的平衡状态，其初始状态必须能互变，从极限角到相同的平衡状态，其初始状态必须能互变，从极限角度看，就是各物质的物质的量要相当。因此，可以采用度看，就是各物质的物质的量要相当。因此，可以采用“一边倒一边倒”原则来处理平衡问题，例如，对于可逆反应：原则来处理平衡问题，例如，对于可逆反应：aA(g)+bB(g) cC(g)来说，如果开始投入来说，如果开始投入cmol C(g) ，则相当于开始投入则相当于开始投入amolA (g)和和bm
6、olB(g) ；如果开始时；如果开始时投入投入x molA(g )、ymolB(g)、 zmol C(g)，则相当于开始，则相当于开始投入投入 (x+az/c)molA(g)、(y+bz/c)molB(g)。1. 2012安徽理综化学卷安徽理综化学卷9一定条件下，通过下列一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：反应可实现燃煤烟气中硫的回收：催化剂催化剂SO2(g) + 2CO(g) 2CO2(g) + S(l) H0若反应在恒容的密闭容器中进行，下列说法正确的是若反应在恒容的密闭容器中进行，下列说法正确的是A.平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变平衡前，随着反应的进行，容器内压
7、强始终不变B.平衡时，其它条件不变，分离出硫，正反应速率加快平衡时，其它条件不变，分离出硫，正反应速率加快C.平衡时，其他条件不变，升高温度，可提高平衡时，其他条件不变，升高温度，可提高SO2的转的转化率化率D.其它条件不变，使用不同催化剂，该反应的平衡常数其它条件不变，使用不同催化剂，该反应的平衡常数不变不变解析：解析：由于硫为液态，因此反应前后气体分子数不等，由于硫为液态，因此反应前后气体分子数不等，达平衡前容器内压强逐渐变小，分离出硫对化学反应速达平衡前容器内压强逐渐变小，分离出硫对化学反应速率及平衡无影响，即率及平衡无影响，即A、B错；根据平衡移动原理知升温错；根据平衡移动原理知升温平
8、衡向吸热方向移动即向左移动，平衡向吸热方向移动即向左移动，SO2的转化率降低，的转化率降低，C错；平衡常数只受温度的影响，与催化剂无关。错；平衡常数只受温度的影响，与催化剂无关。2.2012全国大纲理综化学卷全国大纲理综化学卷8合成氨所需的氢气可合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为：用煤和水作原料经多步反应制得，其中的一步反应为：CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g) H0，反应达到平衡后，为提高反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的转化率，下列措施中正确的是的是 A. 增加压强增加压强 B. 降低温度降低温度 C. 增大增大CO 的
9、浓度的浓度 D. 更换催化剂更换催化剂 催化剂催化剂解析：解析：该反应是一个气体总体积不发生改变的反应，增该反应是一个气体总体积不发生改变的反应，增大压强平衡不移动，因此大压强平衡不移动，因此CO的转化率不变，故，的转化率不变，故，A选项选项错误；该反应又是一个放热反应，降低温度平衡向放热错误；该反应又是一个放热反应，降低温度平衡向放热方向移动，因此，方向移动，因此，B选项正确；增大选项正确；增大CO的浓度，平衡向的浓度，平衡向正反应方向移动，但正反应方向移动，但CO的转化率降低，但水蒸气的转化的转化率降低，但水蒸气的转化率提高了，因此，率提高了，因此，C选项错误；催化剂对化学平衡没有选项错误
10、；催化剂对化学平衡没有影响，故，影响，故，D选项错误。选项错误。3. 2012江苏化学卷江苏化学卷14温度为温度为T时，向时，向2.0 L恒容密恒容密闭容器中充入闭容器中充入1.0 mol PCl5，反应，反应PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)经过一段时间后经过一段时间后达到平衡。反应过程中达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表：测定的部分数据见下表：t / s050150250350n(PCl3) / mol00.16 0.19 0.20 0.20下列说法正确的是下列说法正确的是 A.反应在前反应在前50 s 的平均速率的平均速率 v(PCl3)0. 0032 molL1s1
11、 B.保持其他条件不变，升高温度，平衡时保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)0.11 molL1，则反应的，则反应的H0 C.相同温度下，起始时向容器中充入相同温度下，起始时向容器中充入1.0molPCl5、0. 20 molPCl3和和0. 20mol Cl2，反应达到平衡前，反应达到平衡前v(正正)v(逆逆) D.相同温度下，起始时向容器中充入相同温度下，起始时向容器中充入2. 0 mol PCl3 和和2. 0 mol Cl2，达到平衡时，达到平衡时，PCl3 的转化率小于的转化率小于80%解析：解析：A项，项，v(PCl3)0.16mol2L50s 0.0016molL1s
12、1，错错； B项项，从从表表中中看看，平平衡衡时时c(PCl3)0.1mol/L，升升高高温温度度时时，PCl3的的浓浓度度增增大大，即即平平衡衡正正向向移移动动，说说明明正反应为吸热反应，正反应为吸热反应，错错； C项项，原原平平衡衡时时，K0.10.10.40.025，充充入入物物质质后后，Qc（浓浓度度商商）0.10.10.50.02，因因为为QK，所以平衡为正向移动，故所以平衡为正向移动，故v(正正)v(逆逆)，正确正确； D项项，题题干干中中充充入入1mol PCl5，相相当当于于充充入入1mol PCl3和和1mol Cl2，平平衡衡时时各各组组分分的的量量相相等等，则则PCl3的
13、的转转化化率率为为(10.2)110080，现现充充入入2mol PCl3和和2mol Cl2，可可看看成成是是两两部部分分平平衡衡后后再再加加压压（即即虚虚拟拟成成两两个个题题干干平平衡衡），加加压压向向体体积积减减小小的的方方向向移移动动，即即逆逆向向移动，移动，PCl3的转化率应增大，大于的转化率应增大，大于80，错错。4. 2012天津理综化学卷天津理综化学卷6 已知已知2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)； H197 kJmol1。向同温、同体积的三。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：个密闭容器中分别充入气体：(甲甲) 2 mol SO2和和1 mol O2；(乙
14、乙) 1 mol SO2和和0.5 mol O2；(丙丙) 2 mol SO3。恒温、恒容下反应达平衡时，。恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是下列关系一定正确的是 A. 容器内压强容器内压强P：P甲甲P丙丙2P乙乙 B. SO3的质量的质量m：m甲甲m丙丙2m乙乙 C. c(SO2)与与c(O2)之比之比k：k甲甲k丙丙k乙乙 D. 反应放出或吸收热量的数值反应放出或吸收热量的数值Q： Q甲甲Q丙丙2Q乙乙催化剂催化剂解析：解析：本题考查化学平衡中等效平衡知识。等温等容时反应本题考查化学平衡中等效平衡知识。等温等容时反应前后气体体积变化的反应规律：将起始投料量按化学计量系数前后气体
15、体积变化的反应规律：将起始投料量按化学计量系数之比换算成同一半边的物质，其物质的量与对应组分的起始投之比换算成同一半边的物质，其物质的量与对应组分的起始投料量相等，料量相等， 则建立的化学平衡是等效的，则建立的化学平衡是等效的， 简称简称“等量等效等量等效”。这。这种情况下的等效平衡中的种情况下的等效平衡中的“等效等效” 指平衡体系中的各种性质指平衡体系中的各种性质( 各各对应物的浓度、体积分数、转化率、物质的量对应物的浓度、体积分数、转化率、物质的量) 是完全相同的。是完全相同的。 类似于数学中的全等三角形，也可叫类似于数学中的全等三角形，也可叫“全等平衡全等平衡” 。甲和丙容器。甲和丙容器
16、内的平衡是完全相同的平衡（全等平衡）。内的平衡是完全相同的平衡（全等平衡）。甲和假设乙（体积分数、物质的量分数、质量分数相等）是甲和假设乙（体积分数、物质的量分数、质量分数相等）是等效平衡，这种情况下的等效可理解为相似等效。等效平衡，这种情况下的等效可理解为相似等效。2molSO21 molO21molSO20.5 molO2虚拟乙虚拟乙变化平衡向体积平衡向体积增大的方向增大的方向移动，移动，SO2、O2含量增大含量增大甲假设乙假设乙乙解析：解析：考查化学平衡中等效平衡知识。考查化学平衡中等效平衡知识。甲和丙达到甲和丙达到的平衡是同种平衡，所以压强的平衡是同种平衡，所以压强p甲甲p丙，丙，SO
17、3的质的质量量m甲甲m丙，乙可看做是甲达平衡后，取出一半丙，乙可看做是甲达平衡后，取出一半物质，浓度变为原来的物质，浓度变为原来的1/2，压强降为原来的，压强降为原来的1/2后后形成的，平衡向气体增多的方向移动，压强在减小形成的，平衡向气体增多的方向移动，压强在减小后的基础上增大，后的基础上增大，SO3的量减小，所以的量减小，所以2p乙乙p甲，甲，SO3质量质量2m乙乙m甲，甲，A项错误项错误，B项正确项正确；在三；在三个过程中，甲、乙中个过程中，甲、乙中SO2和和O2投料比为投料比为2 1，又按，又按照照2 1反应，而丙中反应，而丙中SO2和和O2按按2 1生成，所以三者生成，所以三者达平衡
18、时达平衡时SO2和和O2的浓度比均为的浓度比均为2 1，C项错误项错误；甲；甲和丙达平衡时生成的和丙达平衡时生成的SO3和分解的和分解的SO3物质的量不物质的量不一定相等，所以吸放热数值不一定相等，一定相等，所以吸放热数值不一定相等，D项错误项错误。温度温度70090083010001200平衡常数平衡常数1.71.11.00.60.45. 2012海南化学卷海南化学卷15已知已知A(g) + B(g) C(g) + D(g)反应的平衡常数和反应的平衡常数和温度的关系如下：回答下列问题：温度的关系如下：回答下列问题：（1）该反应的平衡常数表达式）该反应的平衡常数表达式K ，H 0（填（填“”“
19、”“”）；）；催化剂催化剂解析：解析：（1）因反应中的物质都是气体，据平衡常数）因反应中的物质都是气体，据平衡常数的定义可知其的定义可知其Kc(C)c(D)/c(A)c(B) ；由表中数据可；由表中数据可知，温度升高，知，温度升高，K值减小，故正反应为放热反应，值减小，故正反应为放热反应，H0。（2）830时，向一个时，向一个5 L的密闭容器中充入的密闭容器中充入0.20mol的的A和和0.80mol的的B，如反应初始，如反应初始6s内内A的平均反应速的平均反应速率率(A)0.003 molL1s1。，则。，则6s时时c(A)_molL1， C的物质的量为的物质的量为_mol；若反应经一；若反
20、应经一段时间后，达到平衡时段时间后，达到平衡时A的转化率为的转化率为_，如果，如果这时向该密闭容器中再充入这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气，平衡时氩气，平衡时A的转的转化率为化率为_；解解析析：（2）(A)0.003 molL1s1 ，则则A减减少少的的浓浓度度c(A)(A)t0.018 molL1，故故剩剩余余的的A的的浓浓度度为为0.2mol5L0.018molL10.022molL1；A减减少少的的物物质质的的量量为为0.018 molL15L0.09mol，根根据据方方程程式式的的系系数关系，生成的数关系，生成的C的物质的量也为的物质的量也为0.09mol。0.0220.0980
21、%仍然是仍然是80%设设830达平衡时，转化的达平衡时，转化的A的浓度为的浓度为x，则：，则： A(g) + B (g)C(g) + D(g) 起始浓度起始浓度(molL1) 0.04 0.16 0 0转化浓度转化浓度(molL1) x x x x平衡浓度平衡浓度(molL1) 0.04x 0.16x x x有：有：xx/(0.04x)(0.16x)1， 解得解得x0.032，故，故A的转化率的转化率:(A)0.032mol/L0.04mol/L100%80%；由于容；由于容器的体积是固定的，通入氩气后各组分的浓度不变，器的体积是固定的，通入氩气后各组分的浓度不变，反应速率不改变，平衡不移动。
22、反应速率不改变，平衡不移动。（3）判断该反应是否达到平衡的依据为）判断该反应是否达到平衡的依据为 (填正确填正确选项前的字母选项前的字母)： a. 压强不随时间改变压强不随时间改变 b. 气体的密度不随时间改变气体的密度不随时间改变c. c(A)不随时间改变不随时间改变 d. 单位时间里生成单位时间里生成C和和D的物质的量相等的物质的量相等 解析：解析： (3)由于该反应是气体分子数不变的反应，容由于该反应是气体分子数不变的反应，容器中压强、气体的密度都永远不变，故器中压强、气体的密度都永远不变，故a、b错；错；c(A)随反应的进行要减小，故随反应的进行要减小，故c可以；不论是否达平衡，单可以
23、；不论是否达平衡，单位时间里生成位时间里生成C和和D的物质的量永远相等，故的物质的量永远相等，故d错。错。c（4）1200时反应时反应C(g) + D(g) A(g) + B(g)的平衡常数的值为的平衡常数的值为 。 解析：解析：（4）反应）反应“ C(g) + D(g) A(g) + B(g)”与与“A(g) + B(g) C(g) + D(g)”互为逆反应，平衡常数互为倒数关系，故互为逆反应，平衡常数互为倒数关系，故1200时，时，C(g) + D(g) A(g) + B(g)的的K1/0.42.5。解析：解析：(1)因平衡常数随温度的升高而降低，因而因平衡常数随温度的升高而降低，因而H
24、0；(2)c(A)起起0.20 mol/5 L0.04 molL1，由，由v(A)可得可得c(A)0.018 molL1，c(A)末末c(A)起起c(A)0.022 molL1；或直接；或直接写写“三段式三段式”可得计算所需数据；因体积没变，加入的氩气不引可得计算所需数据；因体积没变，加入的氩气不引起各物质浓度变化，因而转化率不变；起各物质浓度变化，因而转化率不变；(3)a、b、d三项本来就是三项本来就是不会随反应变化的量，不能作为平衡的标志；不会随反应变化的量，不能作为平衡的标志；(4)逆反应的平衡常逆反应的平衡常数与正反应的平衡常数互为倒数。数与正反应的平衡常数互为倒数。2.5(2011四
25、川高考四川高考)可逆反可逆反应X(g) + 2Y(g) 2Z(g) 、2M(g) N(g) + P(g)分别在密闭容器的两个反应室分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反中进行，反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示：应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示： 下列判断正确的是下列判断正确的是A. 反反应的正反的正反应是吸是吸热反反应B. 达平衡（达平衡（I）时体系的体系的压强强与反与反应开始开始时体系的体系的压强强之比之比为14:15C. 达平衡（达平衡（I）时，X的的转化率化率为5/11D. 在平衡（在
26、平衡（I）和平衡（）和平衡（II）中）中M的体的体积分数相等分数相等2 mol M1 mol X2 mol YM N PX Y Z恒温恒温降温降温M N PX Y Z隔板隔板隔板隔板隔板隔板反反应开始开始平衡平衡（I）平衡平衡（）1 2 3 4 51 2 3 4 52.62.81 2 3 4 5解析：解析：A：降低温度时，反应降低温度时，反应中气体的物质的量减少，中气体的物质的量减少，说明平衡向正反应方向移动。因此正反应是放热反应；说明平衡向正反应方向移动。因此正反应是放热反应；B：反应反应在恒温时前后的物质的量发生了变化，根据在恒温时前后的物质的量发生了变化，根据PV=nRT，T不变，不变，
27、V看图可知，看图可知，n是变量，故不能求出是变量，故不能求出达平衡达平衡（I）时体系的压强与反应开始时体系的压强之比，）时体系的压强与反应开始时体系的压强之比，因此用反应因此用反应 求：反应求：反应是反应前后物质的量不变的反是反应前后物质的量不变的反应，由应，由 PV=nRT 知在知在n、R、T不变的情况下有：不变的情况下有：P1V1=P2V2 ，得出，得出P2/P1=V1/V2= 2/2.2=10/11；C：对于反对于反应应 T 是定值，根据是定值，根据PV=nRT，得，得 PV/n=RT 为常数，为常数，推出推出P1V1/n1=P2V2/n2 ，因此，因此n2=P2V2n1/P1V1= P
28、2/P1V2/V1n1=10/112.8/33=28/11。即。即28/11是平衡是平衡（I）中反应）中反应中中X、Y、Z这三种气体物质的量的和，这这三种气体物质的量的和，这时有时有(1m)(22m)2m28/11，m=5/11，因此，因此C正正确。确。D：由于温度变化平衡发生移动，故由于温度变化平衡发生移动，故平衡（平衡（I）和平）和平衡（衡（II）中）中M的体积分数不相等。的体积分数不相等。通过变化途径寻解题捷径：通过变化途径寻解题捷径：例例1：在在某某合合成成氨氨厂厂合合成成氨氨的的反反应应中中，测测得得合合成成塔塔入入口口处处气气体体N2、H2、NH3的的体体积积比比为为6:8:1，出
29、出口口处处N2、H2、NH3的的体体积积比比为为9:27:8，则氮气的转化率为，则氮气的转化率为 A. 75% B. 50% C. 25% D. 20%入口处：入口处：N2:H2:NH3 6:8:1，出口处：出口处：N2:H2:NH3=9:27:8。设出口处设出口处N2为为9mol，则，则nN=92+8=26mol，设入口处设入口处N2为为6mol，则，则nN=62+1=13mol。 据据N守恒，则入口处守恒，则入口处N2必为必为12mol(氮原子为氮原子为122+2=26)，转化的氮气为：，转化的氮气为：12mol9mol3mol N2变化变化3mol。转化率转化率答案：答案：例例2：在在一
30、一密密闭闭容容器器中中，用用等等物物质质的的量量的的A和和B发生如下反应：发生如下反应：A(g)+2B(g) 2C(g)反反应应达达到到平平衡衡时时，若若混混合合气气体体中中A和和B的的物物质质的的量量之之和和与与C的的物物质质的的量量相相等等，则则这这时时的转化率为的转化率为 A.40% B.50% C.60% D.70%用用基基本本方方法法可可以以算算出出答答案案为为A。若若设设计计另另外外的的途途径径通通过过B求求A的的转转化化率率显显得得更更加加简简单单。因因为为A和和B按按1:2反反应应，而而A、B又又是是等等物物质质的的量量，A必必过过量量，设设B完完全全转转化化则则A只只转转化化
31、一一半半，故故转转化化率率为为50%，但但可可逆逆反反应应的的特特点点反反应应物物不不能能完完全全转转化化，A的的实实际际转转化率化率50%，故，故A正确。正确。答案：答案：A例例3：在一个固定容积的密闭容器中放入：在一个固定容积的密闭容器中放入3molX气体和气体和2molY气体，在一定条件下气体，在一定条件下发生下列反应：发生下列反应： 4X(g)+4Y(g) 3Q(g)+nR(g)达到平衡后，容器内温度与起始时相同，达到平衡后，容器内温度与起始时相同，混合气的压强比原来的增大混合气的压强比原来的增大10%，X的浓的浓度减小度减小1/3，则，则n值为值为 A.3 B.4 C.5 D.7 解
32、法一、按常规方法计算：解法一、按常规方法计算： 4X(g)+4Y(g) 3Q(g)+nR(g)起始量起始量 3 2 0 0变化量变化量 3 =1 1平衡量平衡量 2 1 0.75n平平=2+1+0.75+ 3.75+据题意据题意 3.75+ 5.5 解得：解得：n=7解法二、按差量法计算：解法二、按差量法计算：根题意，一个反应在一个恒温定容的容器内进行，但根题意，一个反应在一个恒温定容的容器内进行，但平衡时混合气体的压强比反应前增大，这就表明混合平衡时混合气体的压强比反应前增大，这就表明混合气体的物质的量较反应前增加了。气体的物质的量较反应前增加了。4X(g)+4Y(g) 3Q(g)+nR(g) 物质的量增加物质的量增加 4 n+3(4+4) 3 (3+2)10%4(3+2)10%3 (n5) 得：得：n7解法三、若换一个角度，用分析法则更显解法三、若换一个角度，用分析法则更显的简单，由于的简单，由于X的浓度减少，所以平衡向的浓度减少，所以平衡向正向移动。此时压强增大则意味着正反应正向移动。此时压强增大则意味着正反应方向为气体体积增加方向，所以有：方向为气体体积增加方向，所以有：4+43+n，n5。答案：答案：D
