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第21讲　化学平衡
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1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。
2.掌握化学平衡的特征。
3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。4.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
5.掌握化学平衡常数与转化率的计算。
6.掌握化学平衡图像的分析
考点一
化学平衡及移动
知识点一　可逆反应与化学平衡建立
1．可逆反应
(1)定义
在同一条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。
(2)特点
①二同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。
②一小：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。
(3)表示
在方程式中用“”表示。
2．化学平衡状态
(1)概念
一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。
(2)建立
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(3)平衡特点
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3．判断化学平衡状态的两种方法
(1)动态标志：v正＝v逆≠0
①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。
②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA＋bBcC＋dD，＝时，反应达到平衡状态。
(2)静态标志：各种“量”不变
①各物质的质量、物质的量或浓度不变。
②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。
③温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。
总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志。
判断
(1)反应2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O、Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3互为可逆反应(×)
错因：可逆反应的反应条件必须相同。
(2)化学反应达到平衡后，反应物和生成物的浓度或百分含量相等(×)
错因：化学反应达到平衡后，反应物或生成物的浓度或百分含量应保持不变，不一定相等。
(3)在1L的密闭容器中发生反应：2NO(g)＋O2(g)
2NO2(g)，当容器中气体的颜色保持不变时，说明反应已达到平衡状态(√)
(4)对于反应H2(g)＋I2(g)
2HI(g)，当压强不变时，反应达到平衡状态(×)
错因：该反应为反应前后气体分子数保持不变的可逆反应，反应过程中压强始终保持不变。
练习
1．向含有2
mol
SO2的容器中通入过量O2发生2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)　ΔH＝－Q
kJ·mol－1
(Q＞0)，充分反应后生成SO3的物质的量__________(填“＜”“>”或“＝”，下同)2mol，SO2的物质的量______0mol，转化率______100%，反应放出的热量________QkJ。
答案　＜　>　＜　＜
2．在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强；②混合气体的密度；③混合气体的总物质的量；④混合气体的平均相对分子质量；⑤混合气体的颜色；⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；⑦某种气体的百分含量
(1)能说明2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)达到平衡状态的是________(填序号，下同)。
(2)能说明I2(g)＋H2(g)
2HI(g)达到平衡状态的是________。
(3)能说明2NO2(g)
N2O4(g)达到平衡状态的是________________________。
(4)能说明C(s)＋CO2(g)
2CO(g)达到平衡状态的是________。
(5)能说明NH2COONH4(s)
2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是________。
(6)能说明5CO(g)＋I2O5(s)
5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是________。
答案　(1)①③④⑦　(2)⑤⑦　(3)①③④⑤⑦(4)①②③④⑦　(5)①②③　(6)②④⑦
3．若上述题目中的(1)～(4)改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？
(1)____________。(2)____________。(3)____________。(4)____________。
答案　(1)②③④⑦　(2)⑤⑦　(3)②③④⑤⑦(4)②③④⑦
小结
规避“2”个易失分点
(1)化学平衡状态判断“三关注”
关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器；关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。
(2)不能作为“标志”的四种情况
①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
②恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)
H2(g)＋I2(g)。
③全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)
H2(g)＋I2(g)。
④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。
题组练习
题组一　“极端转化”确定各物质的量
1.在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g)
2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1
mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是(　　)
A．Z为0.3mol·L－1
B．Y2为0.4mol·L－1
C．X2为0.2mol·L－1
D．Z为0.4mol·L－1
答案　A
2.(2019·长沙一中月考)一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)
2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1
mol·L－1、0.3
mol·L－1、0.08mol·L－1，则下列判断正确的是(　　)
A．c1∶c2＝3∶1
B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3
C．X、Y的转化率不相等
D．c1的取值范围为0＜c1＜0.14mol·L－1
答案　D
解析　平衡浓度之比为1∶3，转化浓度之比亦为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应速率，Z生成表示正反应速率且v生成(Y)∶v生成(Z)应为3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知0＜c1＜0.14mol·L－1。
小结
极端假设法确定各物质浓度范围
上述题目1可根据极端假设法判断，假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。
假设反应正向进行到底：X2(g)＋Y2(g)
2Z(g)
起始浓度(mol·L－1)
0.1
0.3
0.2
改变浓度(mol·L－1)
0.1
0.1
0.2
终态浓度(mol·L－1)
0
0.2
0.4
假设反应逆向进行到底：X2(g)＋Y2(g)
2Z(g)
起始浓度(mol·L－1)
0.1
0.3
0.2
改变浓度(mol·L－1)
0.1
0.1
0.2
终态浓度(mol·L－1)
0.2
0.4
0
平衡体系中各物质的浓度范围为X2∈(0,0.2)，Y2∈(0.2,0.4)，Z∈(0,0.4)。
题组二　化学平衡状态的判断
3．(2020·衡阳高三调研)反应N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)　ΔH<0，若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是(　　)
A．容器内的温度不再变化
B．容器内的压强不再变化
C．相同时间内，断开H—H的数目和生成N—H的数目相等
D．容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2
答案　A
解析　已知反应为放热反应，当容器内的温度不变时，平衡不再移动，达到平衡状态，A项符合题意；反应在恒压条件下进行，反应前后压强不变，B项不符合题意；断开H—H和生成N—H均指正反应方向，不能判断是否达到平衡状态，C项不符合题意；当c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2时，无法证明正、逆反应速率相等，即无法判定是否达到平衡状态，D项不符合题意。
4．汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)
2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＜0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填序号)。
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答案　②④⑤
解析　①达到平衡时，v正应保持不变。
②由于是放热反应，又是绝热容器，体系温度升高，平衡左移，K减小，当K不变时，温度不变，达到平衡状态。
③图中达到平衡时，CO、CO2的改变量不是1∶1。
④w(NO)逐渐减小，达到平衡时保持不变。
⑤因正反应放热，容器绝热，故反应开始后体系温度升高，达到平衡状态时，体系温度不再发生变化。
⑥ΔH是一个定值，不能用于判断可逆反应是否达到平衡状态。
知识点二　化学平衡的移动
题组练习
1．概念
可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(如温度、压强、浓度等)发生了变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态。这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程，叫作化学平衡的移动。
2．化学平衡移动的过程
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3．化学平衡移动与化学反应速率的关系
(1)v正>v逆：平衡向正反应方向移动。
(2)v正＝v逆：反应达到平衡状态，不发生平衡移动。
(3)v正＜v逆：平衡向逆反应方向移动。
4．影响化学平衡的外界因素
根据化学平衡原理解答下列问题：
在体积不变的密闭容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)　ΔH＝－92.4kJ·mol－1，只改变一种外界条件，完成下表：
改变条件
平衡移动方向
氢气的转化率(“增大”“减小”或“不变”)
氨气的体积分数(“增大”“减小”或“不变”)
增大氮气的浓度
正向
增大
－
增大氨气的浓度
逆向
减小
增大
升温
逆向
减小
减小
充入适量氩气
不移动
不变
不变
5.化学平衡中的特殊情况
(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对化学平衡没影响。
(2)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。
(3)充入惰性气体与平衡移动的关系
①恒温、恒容条件
原平衡体系体系总压强增大→体系中各组分的浓度不变→平衡不移动。
②恒温、恒压条件
原平衡体系容器容积增大，各反应气体的分压减小―→体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)
6．勒夏特列原理及运用
如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。本原理也称为平衡移动原理。
判断
(1)化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变；化学反应速率改变，化学平衡也一定发生移动(×)
错因：化学反应速率改变，化学平衡不一定发生移动，如加入催化剂。
(2)升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时v放减小，v吸增大(×)
错因：升高温度，v放、v吸均增大。
(3)化学平衡正向移动，反应物的转化率一定增大(×)
错因：化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大，如A(g)＋B(g)??C(g)，增大A的浓度、平衡右移，但A的转化率减小。
(4)向平衡体系FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl中加入适量KCl固体，平衡逆向移动，溶液的颜色变浅(×)
错因：KCl没有参与反应，加入KCl固体，平衡不移动，颜色不变。
(5)对于2NO2(g)
N2O4(g)的平衡体系，压缩体积，增大压强，平衡正向移动，混合气体的颜色变浅(×)
错因：因为压缩体积，平衡右移，但c(NO2)仍大于原来的浓度，所以混合气体的颜色变深。
练习
1．化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是消除“外界条件的改变”，即“减弱而不抵消”。
对于一定条件下的可逆反应
甲：A(g)＋B(g)
C(g)　ΔH＜0
乙：A(s)＋B(g)
C(g)　ΔH＜0
丙：A(g)＋B(g)
2C(g)　ΔH＞0
达到化学平衡后，改变条件，按要求回答下列问题：
(1)升温，平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”)甲________；乙________；丙________。
此时反应体系的温度均比原来________(填“高”或“低”)。
混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”)
甲________；乙________；丙________。
答案　向左　向左　向右　高　减小　减小　不变
(2)加压，使体系体积缩小为原来的
①平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”)
甲________；乙________；丙________。
②设压缩之前压强分别为p甲、p乙、p丙，压缩后压强分别为p′甲、p′乙、p′丙，则p甲与p′甲，p乙与p′乙，p丙与p′丙的关系分别为
甲________；乙________；丙________。
③混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”)
甲________；乙________；丙________。
答案　①向右　不移动　不移动　②p甲＜p′甲＜2p甲　p′乙＝2p乙　p′丙＝2p丙　③增大　不变　不变
2．(1)可逆反应2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)　ΔH<0在一定条件下达到平衡后，改变某条件，填写下表：
条件变化
平衡变化
转化率变化
百分含量变化
①增大O2浓度
____移动
SO2的转化率增大，O2的转化率______
－
②增大SO3浓度
____移动
SO2、O2的转化率都______
－
③升高温度
____移动
SO2、O2的转化率都______
SO2%____
SO3%____
④增大压强
____移动
SO2、O2的转化率都______
SO2%____
SO3%____
(2)可逆反应I2(g)＋H2(g)??2HI(g)在一定条件下达到平衡后，改变其条件，填写下表：
条件变化
平衡移动
转化率变化
百分含量变化
①增大H2的浓度
____移动
H2的转化率减小，I2的转化率________
－
②增大压强
____移动
I2、H2的转化率______
I2%____
H2%____
答案　(1)①正向　减小　②逆向　减小　③逆向　减小　增大　减小　④正向　增大　减小　增大(2)①正向　增大　②不　不变　不变　不变
题组练习
题组一　条件改变，判断平衡移动方向
1．(2019·大连模拟)反应NH4HS(s)
NH3(g)＋H2S(g)在某温度下达到平衡，下列各种情况中，不会使平衡发生移动的是(　　)
A．温度、容积不变时，通入SO2气体
B．移走一部分NH4HS固体
C．容器体积不变，充入HCl气体
D．保持压强不变，充入氮气
答案　B
解析　A项，2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，通入SO2气体使反应正向移动；B项，增减固体的物质的量不影响平衡；C项，NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)，充入HCl气体使反应正向移动；D项保持压强不变，充入氮气，平衡向正反应方向移动。
2．反应2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)　ΔH＜0已达平衡，如果其他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是(O～t1：v正＝v逆；t1时改变条件，t2时重新建立平衡)(　　)
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答案　C
解析　分析时要注意改变条件瞬间v正、v逆的变化。增加O2的浓度，v正增大，v逆瞬间不变，A正确；增大压强，v正、v逆瞬间都增大，v正增大的倍数大于v逆，B正确；升高温度，v正、v逆瞬间都增大，C错误；加入催化剂，v正、v逆同时同倍数增大，D正确。
题组二　条件改变，判断平衡移动结果
3．COCl2(g)
CO(g)＋Cl2(g)　ΔH>0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温　②恒容通入惰性气体　③增加CO浓度　④减压　⑤加催化剂　⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是(　　)
A．①②④
B．①④⑥
C．②③⑤
D．③⑤⑥
答案　B
解析　该反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体，相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO的浓度，将导致平衡逆向移动。
4．在压强为0.1MPa、温度为300℃条件下，amolCO与3amolH2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g)　ΔH＜0。
(1)平衡后将容器的容积压缩到原来的一半，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是________(填字母，下同)。
A．c(H2)减小
B．正反应速率加快，逆反应速率减慢
C．反应物转化率增大
D．重新平衡减小
(2)若容器容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是________。
A．升高温度
B．将CH3OH从体系中分离
C．充入He，使体系总压强增大
答案　(1)CD　(2)B
解析　(1)该反应为正向气体分子数减小的可逆反应，缩小容器体积，平衡正向移动，c(H2)增大，正、逆反应速率均增大，因而A、B均不正确。(2)由于该反应正向是放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH3OH的产率降低；容器容积不变，充入He，平衡不移动。
知识点三
等效平衡
1．等效平衡的含义
在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，还是正、逆反应同时投料，达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同。
2．等效平衡的判断方法
(1)恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应
判断方法：极值等量即等效。
例如：2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)
①
2mol
1mol
0
②
0
0
2mol
③
0.5mol
0.25mol
1.5mol
④
amol
bmol
cmol
上述①②③三种配比，按化学方程式的化学计量数关系均转化为反应物，则SO2均为2mol，O2均为1mol，三者建立的平衡状态完全相同。
④中a、b、c三者的关系满足：c＋a＝2，＋b＝1，即与上述平衡等效。
(2)恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应
判断方法：极值等比即等效。
例如：2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)
①
2mol
3mol
0
②
1mol
3.5mol
2mol
③
amol
bmol
cmol
按化学方程式的化学计量数关系均转化为反应物，则①②中＝，故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足：＝，即与①②平衡等效。
(3)恒温条件下反应前后体积不变的反应
判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。
例如：H2(g)＋I2(g)
2HI(g)
①
1mol
1mol
0
②
2mol
2mol
1mol
③
amol
bmol
cmol
①②两种情况下，n(H2)∶n(I2)＝1∶1，故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足∶＝1∶1或a∶b＝1∶1，c≥0，即与①②平衡等效。
3．虚拟“中间态”法构建等效平衡
(1)构建恒温恒容平衡思维模式
新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。
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(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)
新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。
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练习
对于以下三个反应，从反应开始进行到达到平衡后，保持温度、体积不变，按要求回答下列问题。
(1)PCl5(g)
PCl3(g)＋Cl2(g)
再充入PCl5(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，PCl5(g)的转化率________，PCl5(g)的百分含量______。
答案　正反应　减小　增大
(2)2HI(g)
I2(g)＋H2(g)
再充入HI(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，HI的分解率________，HI的百分含量________。
答案　正反应　不变　不变
(3)2NO2(g)
N2O4(g)
再充入NO2(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，NO2(g)的转化率________，NO2(g)的百分含量________。
答案　正反应　增大　减小
(4)mA(g)＋nB(g)
pC(g)
同等倍数的加入A(g)和B(g)，平衡正向移动，达到平衡后，①m＋n>p，A、B的转化率都增大，体积分数都减小；②m＋n＝p，A、B的转化率、体积分数都不变；③m＋n特别提醒　上述反应达平衡后，若保持温度、压强不变，再加入一定量的反应物，则移动的结果无论是哪种情况，反应物的转化率和体积分数都不发生变化。
小结
平衡转化率的分析与判断方法
反应aA(g)＋bB(g)
cC(g)＋dD(g)的转化率分析
①若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化率相等。
②若只增加A的量，平衡正向移动，B的转化率提高，A的转化率降低。
③若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)容器体积，气体反应物的转化率与化学计量数有关。
同倍增大c(A)和c(B)
题组练习
1．已知2SO2
(g)＋O2
(g)
2SO3
(g)　ΔH＝－197kJ·mol－1。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲)
2molSO2和1molO2；(乙)
1molSO2和0.5molO2；(丙)
2molSO3。恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是(　　)
A．容器内压强p：p甲＝p丙>2p乙
B．SO3的质量m：m甲＝m丙>2m乙
C．c(SO2)与c(O2)之比为k：k甲＝k丙>k乙
D．反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲＝Q丙>2Q乙
答案　B
解析　因为反应2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)在恒温、恒容的条件下进行。根据等效平衡的原理可知，甲与丙最后达到平衡时SO2、O2、SO3的物质的量、容器内的压强、SO2与O2的比值都相同；乙相当于在甲容器达到平衡后，将容器的体积瞬间扩大为原来的2倍。设甲达到平衡时容器内的压强为p甲，此时容器内瞬间压强减小为，此时平衡向逆反应方向移动，气体的物质的量增加，SO3的质量减小，所以容器内气体的压强增大，则p乙>，则2p乙>p甲＝p丙，SO3的质量，m甲＝m丙>2m乙，A错、B对；当甲容器达到平衡后瞬间将容器体积扩大2倍，平衡向逆反应方向移动，但是生成的SO2与O2的物质的量之比为2∶1，这与开始两者加入的物质的量之比相同，所以在此过程中SO2与O2的物质的量之比一直是2∶1不变，C错；甲与丙为等效平衡，但达到平衡时，甲容器中SO2的转化率与丙容器中SO3的转化率不一定相等，即Q甲不一定等于Q丙，D错。
2．一定条件下存在反应：2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)，其正反应放热。图1、图2表示起始时容器甲、丙体积都是V，容器乙、丁体积都是；向甲、丙内都充入2amolSO2和amolO2并保持恒温；向乙、丁内都充入amolSO2和0.5amolO2并保持绝热(即与外界无热量交换)，在一定温度时开始反应。
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下列说法正确的是(　　)
A．图1达平衡时，浓度c(SO2)：甲＝乙
B．图1达平衡时，平衡常数K：甲<乙
C．图2达平衡时，所需时间t：丙<丁
D．图2达平衡时，体积分数φ(SO3)：丙>丁
答案　D
解析　甲和乙若都是恒温恒压，则两者等效，但乙为绝热恒压，又该反应正反应为放热反应，则温度：甲<乙，温度升高平衡向逆反应方向移动，浓度c(SO2)：甲<乙，平衡常数K：甲>乙，故A、B项错误；丙和丁若都是恒温恒容，则两者等效，但丁为绝热恒容，则温度：丙<丁，温度越高，反应速率越快，到达平衡的时间越短，所用的时间：丙>丁，C项错误；温度升高平衡向逆反应方向移动，体积分数φ(SO3)：丙>丁，D项正确。
3．Ⅰ.恒温、恒压下，在一可变容积的容器中发生如下反应：
A(g)＋B(g)
C(g)。
(1)若开始时放入1molA和1molB，达到平衡后，生成amolC，这时A的物质的量为________mol。
(2)若开始时放入3molA和3molB，达到平衡后，生成C的物质的量为________mol。
(3)若开始时放入xmolA、2molB和1molC，达到平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3amol，则x＝________mol，y＝________mol。平衡时，B的物质的量________(填字母)。
A．大于2mol
B．等于2mol
C．小于2mol
D．可能大于、等于或小于2mol
作出此判断的理由是_________________________________________________________。
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC，待再次达到平衡后，C的物质的量分数是________。
Ⅱ.若维持温度不变，在一个与(1)反应前起始体积相同且容积固定的容器中发生上述反应。
(5)开始时放入1molA和1molB达到平衡后生成bmolC，将b与(1)小题中的a进行比较：________(选填一个编号)。
甲：a乙：a>b
丙：a＝b
丁：不能比较
作出此判断理由是________________________________________________________。
答案　(1)(1－a)　(2)3a　(3)2　(3－3a)　D　若3a>1，B的物质的量小于2mol；若3a＝1，B的物质的量等于2mol；若3a<1，B的物质的量大于2mol　(4)　(5)乙　因为(5)小题中容器的容积不变，而(1)小题中容器的容积缩小，所以随着反应进行，(5)小题的容器中的压强小于(1)小题容器中的压强，有利于平衡逆向移动，故反应达到平衡后a>b
解析　(1)由反应A(g)＋B(g)
C(g)可知，生成amolC必消耗amolA，则n(A)＝(1－a)mol。(2)因(2)与(1)为恒温恒压条件下的等效平衡，且(2)开始时A和B的物质的量为(1)开始时A和B物质的量的3倍，则达到平衡后(2)生成C的物质的量为(1)生成C的物质的量的3倍，故生成C的物质的量为3amol。(3)因(3)与(2)为恒温恒压条件下的等效平衡，若1molC全部生成A和B，则可得到1molA和1molB，则xmol＋1mol＝3mol，解得x＝2。
　　　　
A(g)＋B(g)
C(g)
开始物质的量?mol???????2
2
1
转化物质的量?mol??3a－13
a－1
3a－1
平衡物质的量?mol?3－3a
3－3a
3a
从而可得y＝3－3a，n(B)平＝(3－3a)mol。
由此可知，若3a>1，则B的物质的量小于2mol；若3a＝1，则B的物质的量等于2mol；若3a<1，则B的物质的量大于2mol。(4)因(4)与(1)和(2)均为等效平衡，则(4)与(1)和(2)中C的物质的量分数均相等，故C的物质的量分数为＝或＝。(5)因为容器的容积不变，而(1)小题中容器的容积缩小，所以随着反应进行，(5)小题的容器中的压强小于(1)小题容器中的压强，有利于平衡逆向移动，故反应达到平衡后a>b。
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精品试卷·第
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