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化学基本理论复习三
专题五
化学反应速率和化学平衡
　　［知识规律总结］
　　一、化学反应速率
　　1、概念：用来衡量化学反应进行快慢的物理量，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
　　2、表示方法：
　　3、单位：mol/(L·s)；mol/(L·min)
　　4、同一化学反应用不同的物质表示时，该反应的化学反应速率可能不同。化学计量数之比等于对应物质的化学反应速率之比。
　　二、影响化学反应速率的因素
　　1．内因：
　　反应物本身的性质(如：硫在空气中和在氧气中燃烧的速率明显不同)。
　　2．外因：
　　(1)浓度：浓度大，分子之间碰撞机会增大，发生化学反应的几率加大，化学反应速率就快；因此，化学反应速率与浓度有密切的关系，浓度越大，化学反应速率越快。增大反应物的浓度，正反应速率加快。
　　(2)温度：温度越高，反应速率越快(正逆反应速率都加快)。
　　(3)压强：对于有气体参与的化学反应，反应体系的压强增大，反应速率增大(正逆反应速率都增大)。
　　说明：
　　压强的改变是通过改变反应体系的浓度起作用的，如：①缩小或增大反应体系的容积；②保持容积不变时向反应体系中加入反应物或减少反应物等。但：若保持体系容积不变，向反应体系加入惰性气体时化学反应速率不变。
　　(4)催化剂：改变化学反应速率(对于可逆反应使用催化剂可以同等程度地改变正逆反应速率)。
　　三、化学平衡的概念
　　一定条件下的可逆反应，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态叫做化学平衡状态。
　　可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫做化学平衡的移动。
　　要从以下几个方面理解化学平衡：
　　1．“等”
　　处于密闭体系的可逆反应，化学平衡状态建立的条件是正反应速率和逆反应速率相等，即v(正)＝v(逆)≠0。这是可逆反应达到平衡状态的本质。
　　2．“定”
　　当一定条件下可逆反应一旦达到平衡(可逆反应进行到最大程度)状态时，在平衡体系的混合物中，各组分的含量(即反应物与生成物的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数等)保持不变(即不随时间的改变而改变)。这是判断体系是否处于化学平衡状态的重要特征。
　　3．“动”
　　指化学反应达化学平衡状态时，反应并没有停止，实际上正反应与逆反应始终在进行，且正反应速率等于逆反应速率，所以化学平衡状态是动态平衡状态。
　　4．“变”
　　任何化学平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的(与浓度、压强、温度等有关)，而与达到平衡的过程无关(化学平衡状态既可从正反应方向开始而达到平衡，也可以从逆反应方向开始而达到平衡)。当外界条件变化时，原来的化学平衡被打破，在新的条件下建立起新的化学平衡。
　　四、化学平衡的移动——勒夏特列原理
　　如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。具体见表5—1。
外界条件对化学平衡的影响
改变影响平衡的一个条件 化学平衡的移动 化学平衡移动的结果
增大反应物浓度 向正反应方向移动 反应物浓度减小，但比原来大
减小反应物浓度 向逆反应方向移动 反应物浓度增大，但比原来小
增大生成物浓度 向逆反应方向移动 生成物浓度减小，但比原来大
减小生成物浓度 向正反应方向移动 生成物浓度增大，但比原来小
增大体系压强 向气体体积减小的方向移动 体系压强减小，但比原来大
减小体系压强 向气体体积增大的方向移动 体积压强增大，但比原来小
升高温度 向吸热方向移动 体系温度降低，但比原来高
降低温度 向放热方向移动 体系温度升高，但比原来低
　　掌握其适用范围：不仅适用于化学平衡，还适用于溶解平衡、电离平衡、水解平衡等，只要与平衡有关的事实均可用该原理解释。
　　五、影响化学平衡的条件
　　1．浓度
　　在其它条件不变的情况下，增大反应物的浓度，或减小生成物的浓度，都可以使平衡向着正反应方向移动；增大生成物的浓度，或减小反应物的浓度，都可以使平衡向着逆反应方向移动。
　　2．压强
　　有气体参与的可逆反应，在其它条件不变的情况下，增大压强，会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动；减小压强，会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。
　　应特别注意：
　　⑴ 压强对化学平衡的影响是通过改变浓度实现的。若压强改变但体系浓度不变，则平衡不移动。如：在容积和温度均不变情况下，向反应体系中加入惰性气体，虽然此时压强改变了，但，反应体系浓度未变，所以，平衡不移动。
　　⑵ 在有些可逆反应里，反应前后气态物质的总体积没有变化，如
　　　
　　　 在这种情况下，增大或减小压强都不能使化学平衡移动。
　　⑶ 改变压强对固态物质或液态物质的体积几乎无影响。因此平衡混合物都是固体或液体时，改变压强不能使化学平衡移动。
　　3．温度
　　在其它条件不变的情况下，温度升高，会使化学平衡向着吸热反应的方向移动；温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。
　　说明：
　　使用催化剂不影响化学平衡的移动。由于使用催化剂对正反应速率与逆反应速率影响的幅度是等同的，所以平衡不移动。但应注意。虽然催化剂不使化学平衡移动，但使用催化剂可影响可逆反应达到平衡的时间。
　　下表是对一种具体反应的分析：
　　对于反应 (正反应为放热反应)，外界条件对化学反应速率、转化率的影响如下：
改变条件 改变条件的瞬间v(正)、v(逆)的变化及关系 达到新平衡的过程中v(正)、v(逆)的变化 反应物的转化率
增加反应物A的浓度 v(正)增大，v(逆)不变 v(正)减小，v(逆)增大 A下降，B提高
增加生成物C的浓度 v(正)不变，v(逆)增大 v(正)增大，v(逆)减小 A、B都下降
增大压强 v(正)、v(逆)均增大，但若
①m+n>p+q，v(正)增大得多
②m+n=p+q，v(正)、v(逆)增大幅度相同
③m+n②v(正)、v(逆)不改变
③v(正)增大，v(逆)减小 ①A、B均提高
②A、B均不变
③A、B均下降
升高温度 v(正)、v(逆)均增大但v(逆)增大得多 v(正)增大，v(逆)减小 A、B均减小
催化剂 v(正)、v(逆)同等增加 v(正)、v(逆)不改变 A、B都不变
　　下面是条件改变时，化学反应速率的变化与新平衡建立的过程中几种典型曲线：
　　
　　
　　下面是条件改变时速率与平衡变化的图像
　　1)其他条件不变，只改变浓度：
　　
　　移动原因 增大[反应物]　　增大[生成物]　　 　　减小 [反应物]　　　　减小[生成物]
　　速率变化 υ正瞬时↑　　　　υ逆瞬时↑　　　　 　υ正瞬时↓≠0　　　 υ逆瞬时↓≠0
　　　　　υ逆从平衡点逐渐↑　υ正从平衡点逐渐↑　 υ逆从平衡点逐渐↓　 υ正从平衡点逐渐↓
　　　　　　υ正，>υ逆，　　　　υ逆，> υ正， 　　　　　　υ逆，>υ正，　　　　υ正，>υ逆，
　　移动方向　 正向　　　　 　　逆向　　　　　　 　　逆向　　　　　 　　正向
　　最终　　υII >υI　　　 　　　υII >υI　　　　　　　υII <υI 　　　　　υII <υI
　　2)其他条件不变，只改变温度
　　
　　移动原因　　 升温　　　　　　升温　　　　　　 　　降温　　　　　　　　降温
　　正反应热效应 吸热　　　　　　放热　　　　　　 　　吸热　　　　　　　　放热
　　速率变化 υ吸υ放同时↑　　 υ吸υ放同时↑　　　 　　υ吸υ放同时↓　　 　　υ吸υ放同时↓
　　　　　　　υ吸，>υ放，　　　υ吸，>υ放，　　　　　　　υ吸，<υ放，　　　　　υ吸，<υ放，
　　移动方向　 　正向　　　　　　逆向　　　　　　 　　逆向　　　　　　　　正向
　　最终　　　υII >υI　　　　　υII >υI　　　　　　　　υII <υI　　　　　　υII <υI
　　3)其他条件不变，只改变压强（适用于有气体参加的反应）
　　
　　移动原因　　　加压　　　　 加压　　　　　 　　减压　　　　　　 　　减压
　　正向体积变化　减小　　　　　增大　　 　　　　　增大　　　　　　 　　减小
　　速率变化 υ正υ逆同时↑　　 υ正υ逆同时↑　　　　υ正υ逆同时↓　　　　 υ正υ逆同时↓
　　　　　　　υ正，>υ逆，　　　υ逆，>υ正，　　　　　υ正，>υ逆，　　　　　υ逆，>υ正，
　　移动方向　 　 正向　　　　　逆向　　　　　 　　正向　　　　　　 　　逆向
　　最终　　　 υII >υI　　　 　υII >υI　　　　　　υII <υI　　　 　 　　υII <υI
　　特例：对于反应前后气体体积不变的反应：H2(气)+I2(气) 2HI(气)
加压　　　　　　　　　　　　 减压
　　4)催化剂：催化剂只改变化学反应速率，不能使平衡移动。
　　六、等效平衡的规律
　　在一定条件下(定温、定容或定温、定压)，对同一可逆反应，只要起始时加入物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的含量相同，这样的平衡称为等效平衡，此类平衡有以下规律：
　　1．在定温定容条件下
　　⑴ 对于两边气体分子数不相等的可逆反应，只改变起始时加入物质的物质的量，如果通过可逆反应的化学计量数换算成方程式同一半边的物质时物质的量与起始所给物质对应相同，则两平衡等效。
　　⑵ 对于反应前后气体分子数相等的可逆反应，只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与起始所给物质的比例对应相同，则两平衡等效。
　　2．在定温定压下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学计量数换算成方程式同一半边的物质的物质的量时与起始所给物质对应成比例，则达平衡后与原平衡等效。
　　七、化学平衡的有关计算
　　有关化学平衡的计算包括：求平衡时各组分含量，平衡浓度、起始浓度、反应物转化率、混合气体的密度或平均相对分子质量，某物质的化学计量数等。解这类试题时要用到下列方法或规律：
　　(1)化学平衡计算的基本方法是“始”、“变”、“平”三段分析法。如：
　　　　　
　　起始　　 a　　 b　　　　 　0　　 　0
　　变化　　—x　 　　 　
　　平衡 　a—x　 　　 　　
　　说明：
　　a、b表示反应物的物质的量或反应物的浓度或同温同压下气体的体积。
　　(2)化学平衡计算中用到的基本关系与定律：
　　①各物质变化浓度之比＝反应式中的化学计量数之比；
　　②反应物转化率＝其消耗浓度与起始浓度之比；
　　③平衡时某组分体积分数＝该组分在平衡混合物中的物质的量的分数；
　　④阿伏加德罗定律及其推论。
　　(3)同一物质参与两个化学平衡的计算：
　　要利用“同一物质”在反应②中的起始浓度＝反应①中的平衡浓度的关系，进行两次三段分析或逆向推算。
　　(4)改变平衡条件时，气体的平均相对分子质量( )变化的规律：
　　①体系中若全为气体，据 直接判断；
　　②体系中若有固体或液体，当气体的物质的量不变时，据上式判断；当气体的物质的量改变时，则须根据混合气体中各组分气体体积比计算。
　　［思维技巧点拔］
　　解题一般方法：
　　1．牢固掌握有关的概念与原理，尤其要注意：外界条件的改变对一个可逆反应来讲，正逆反应速率如何变化，化学平衡如何移动，在速度—时间图、转化率—时间图、反应物的含量—浓度图等上如何体现。要能够画出有关的变化图象。
　　2．对于化学反应速率的有关图象问题，可按以下的方法进行分析：
　　(1)认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理挂钩。
　　(2)看清起点，分清反应物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物；一般生成物多数以原点为起点。
　　(3)抓住变化趋势，分清正、逆反应，吸、放热反应。升高温度时，v(吸)＞v(放)，在速率一时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。例如，升高温度时，v(吸)大增，v(放)小增；增大反应物浓度时，v(正)突变，v(逆)渐变。
　　(4)注意终点。例如在浓度一时间图上，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断。
　　3．对于化学平衡的有关图象问题，可按以下的方法进行分析：
　　(1)认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒夏特列原理挂钩。
　　(2)紧扣可逆反应的特征，看清正反应方向是吸热还是放热、体积增大还是减小、不变、有无固体、纯液体物质参加或生成等。
　　(3)看清速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。
　　(4)看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。
　　(5)先拐先平。例如，在转化率一时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。
　　(6)定一议二。当图象中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。
　　4.几种平衡图像
　　对于反应mA(气)+nB(气) pC(气)+qD(气)；△H＝－Q
　　⑴转化率－时间
　　 　
　　⑵含量－时间图
　　 　
　　⑶转化率－温度－压强图
　　
　　
　　⑷含量－温度－压强图
　　
　　
　　[例1]　 如图 1中I、II、III分别代表反应①③、②、④，则Y轴是指（　　）
　　
　　A．平衡混合气中一种生成物的百分含量
　　B．平衡混合气中一种反应物的百分含量
　　C．平衡混合气中一种生成物的转化率
　　D．平衡混合气中一种反应物的转化率
　　[解析]
　　该题要求能够运用勒夏特列原理逆向思维，当压强增大时，反应①③的平衡均右移，而I曲线为增大趋势，(A)、(D)符合题意；反应②所对应的II曲线无变化，平衡不移动故与该题的解无关；反应④在增大压强时平衡逆向移动，III曲线为减小趋势，(A)、(D)符合题意。
　　答案：AD
　　[例2]　 由可逆反应测绘出图像如图2，纵坐标为生成物在平衡混合物中的百分含量，下列对该反应的判断正确的是（　　）
　　A．反应物中一定有气体　　 B．生成物中一定有气体
　　C．正反应一定是放热反应　 D．正反应一定是吸热反应
　　[解析]
　　定一议二。温度不变时，增大压强，生成物的百分含量降低，说明平衡逆向移动，逆向为体积缩小方向，而题中未给出具体的可逆反应，但是可以确定生成物中一定有气体；压强不变时，升高温度，生成物的百分含量增大，说明平衡正向移动，正向为吸热反应；
　　答案：BD
　　[例3]　在一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生反应 达到平衡时，C的浓度为w mol·L—1，若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为w mol·L—1的是(　　)
　　A．4molA和2molB
　　B．3molC+1molD+1molB
　　C．2molA十1molB十3molC十1molD
　　D．3molC十1molD
　　解析：
　　题干只给出起始状态中A和B的物质的量而没有给出平衡状态时各物质的量，选项也只给出各起始配比，似乎无从下手。如果用“极限思维方法”，根据守恒原理。在温度体积不变的情况下，只要起始状态完全相同，即可达到同一平衡状态，认为两种起始状态等效。
　　现将选项所给配比逐一与题干配比对照。选项A起始配比为题干的2倍，不符合题意，选项C起始配比中，如果将3molC和1molD全部转化为A、B后，也与选项A等效，同理分析只有选项D符合题意。
　　答案：D
　　［例4］Ⅰ恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：
　　
　　(1)若开始时放入1molA和1molB，到达平衡后，生成amolC，这时A的物质的量为_______mol。
　　(2)若开始时放入3molA和3molB，到达平衡后，生成C的物质的量为_________mol。
　　(3)若开始时放入xmolA、2molB和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3a mol。则x＝___mol，y＝____mol。平衡时，B的物质的量______ (选填一个编号)。
　　(甲)大于2mol　 (乙)等于2mol
　　(丙)小于2mol　 (丁)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，待再次到达平衡后，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到达平衡后生成bmolC。将b与(1)小题中的a进行比较______(选填一个编号)。
　　(甲)a＜b　 　　(乙)a＞b
　　(丙)a＝b　 　　(丁)不能比较a和b的大小
　　作出此判断的理由是______________。
　　答案：
　　（1）1—a
　　（2）3a
　　（3）2　　3—3a 　　丁
　　　　 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）中容器的容积缩小，所以（5）小题的容器中的压力小于（1）
小题容器中的压力，有利于逆向反应，故在平衡后a>b。
　　提示：⑶中的x值可把y的值代入求得。
专题六
化学反应速率及化学平衡典型题型
　　一、关于等效平衡问题及解题思路
　　1．等效平衡的含义：
　　在相同条件下，对同一可逆反应，不论反应途径如何，均能达到同一平衡状态，即平衡时相应组分的含量（体积分数、质量分数）相同，这样的化学平衡称为等效平衡。
　　2．等效平衡的分类
　　1）恒温恒容，且反应前后气体分子数改变的等效平衡
　　恒温恒容条件下，只要通过化学计量数比将投料量换算成同一边物质的物质的量与原投料量相同，则二者等效。
　　例1．在一固定体积的密闭容器中，加入2 mol A和1 mol B发生反应2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)，达到平衡，c的浓度为w mol/L。若维持容器体积和温度不变，下列四种配比作为起始物质，达平衡后，c的浓度仍为w mol/L的是（　　）
　　A. 4 mol A +2 mol B
　　B. 1 mol A+0.5 mol B+1.5 mol C+0.5 mol D
　　C. 3 mol C+1 mol D +1 mol B
　　D. 3 mol C+1 mol D
　　【分析与解答】
　　根据题意:
　　2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g) (反应1)<==> 2A(g)+B(g)==3C(g)+ D(g)(反应2)
　　2mol　1mol　 　0　　0　　　　　　　　　0　 　0　　3mol　 1mol
　　2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g) (反应3)<==> 2A(g)+B(g)== 3C(g) + D(g)(反应4)
　　1mol　0.5mol　 0　　0　　　　　　　　　0　　 0 　1.5mol　0.5mol
　　在恒温恒容下，反应（1）的浓度和压强均是反应（3）的2倍，不满足条件相同，显然不等效，若要变成等效，有两条途径：
　　①对反应（3）增加1molA和0.5 molB，使投料量与反应（1）相同。
　　②因反应（3）与反应（4）等效，增加1.5molC和0.5 molD相当于增加1molA和0.5 molB，使投料量与反应（1）相同。则反应（3）变成
　　2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g) (反应1)<==> 2A(g) + B(g) == 3C(g) + D(g)(反应3)
　　2mol　1mol　 　0　　0　　　　　　　　1mol　 0.5mol　 1.5mol　0.5mol
　　所以，以3 mol C+1 mol D或以1mol A+0.5 mol B+1.5mol C+0.5 mol D作为起始物质均可形成与反应（1）等效的平衡。
　　【正确答案】BD
　　2)恒温恒容，且反应前后气体分子数不变的等效平衡
　　只要投料量与原平衡的投料量成比例，即为等效平衡
　　例2．恒温恒容下，可逆反应2HI H2+I2（气）达平衡。下列四种投料量均能达到同一平衡，请填写：
起始状态物质的量n/mol 平衡时HI的物质的量n/mol
H2 I2 HI
1 2 0 a
① 2 4 0
② 　 1 0.5a
③ m g(g≥2m) 　
　　【分析与解答】
　　∵题干n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=1:2:a<==>2:4:2a
　　∴n(HI)平衡=2a
　　根据反应：2HI H2+I2（气），起始状态1mol HI<==>0.5molH2+0.5molI2
　　根据题干n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=1:2:a
　　则 n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=0.5:1:0.5a
　　则H2和I2原有物质的量应为0和1-0.5=0.5mol
　　设起始HI为x mol
　　∵x mol HI<==>0.5x molH2+0.5x molI2
　　∴n(H2)起始=(m+0.5x) mol
　　n(I2)起始=(g+0.5x) mol
　　又∵n(H2)起始:n(I2)起始=(m+0.5x): (g+0.5x)=1:2
　　∴x=2(g-2m)
　　设n(HI)平衡为ymol，
　　则n(I2)起始: n(HI)平衡=2:a= (g+0.5x):y
　　∴y=(g-m)a
　　【正确答案】
起始状态物质的量n/mol 平衡时HI的物质的量n/mol
H2 I2 HI
1 2 0 a
① 2 4 0 2a
② 0 0.5 1 0.5a
③ m g(g≥2m) 2(g-2m) (g-m)a
　　3)恒温恒压下的等效平衡
　　只要按化学计量数换算成同一边的物质的量与原投料量成比例，则二者等效。
　　二、关于化学平衡计算
　　1．基本关系式（阿伏加德罗定律及推论）
　　同T同P: n1/n2=V1/V2 　 (n:气体物质的量 V:气体的体积)
　　同T同P: M1/M2=ρ1/ρ2　(M:气体相对分子量 ρ:气体的密度)
　　同T同V: P1/P2=n1/n2 　 (n:气体物质的量 P:气体的压强)
　　基本公式：m=ρV　 n=m/M
　　2．转化率(针对反应物而言)
　　
　　3．三个浓度的关系
　　反应物：起始浓度— 转化浓度= 平衡浓度
　　生成物：起始浓度＋转化浓度 = 平衡浓度
　　4．书写格式
　　例3. 在2L密闭容器中，充入1 mol N2和3mol H2，一定条件下发生合成氨反应，2min时达到平衡。测得平衡混合气中NH3的体积比为25%，求：
　　1）υ(H2)　 2) N2的转化率　 3) H2在平衡时的体积分数　 4) 平衡时容器的压强与起始时压强之比
　　解：
　　设N2转化的物质的量是x。
　　　　N2+3H2 2NH3
　　起　 1　3　　 　　0
　　转　 x　3x　 　　2x
　　平 1-x　3-3x　 　2x
　　∵NH3%=[2x/(1-x+3-3x+2x)]×100%=25%
　　∴2x/(4-2x)=1/4
　　∴x=0.4mol
　　υ(H2)=3×0.4mol/(L×2min)=0.3mol/(L·min)
　　N2的转化率=(x/1mol)×100%=40%
　　H2%=[(3-3x)/(4-2x)] ×100%=56.25%
　　P/P0=n/n0=(4-2x)/4=4:5
　　例4．将固体NH4I置于密闭容器中，某温度下发生下列反应：
　　NH4I(s) ＝ NH3(g)+HI(g)　 2HI(g) H2(g)+I2(g)。平衡时[H2]=0.5mol/L，[HI]=4mol/L则[NH3]为（　　）
　　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　 　x　　　　　0　　 　0
　　转　 x　　　 　　 x　　 x　　　转　 　2y　 　　　y　　 　y
　　平　 -　　　 　　 x　　 x　　　平 　 x-2y　　　　y　　 　y
　　∴y=0.5mol/L　 x=5mol/L
　　∴[NH3]=x=5mol/L
　　三、关于等效模型问题及其解题思路
　　在化学平衡中经常会遇到对已达平衡的某反应继续投入一定量的反应物或生成物，再次达到平衡后求其压强、转化率、浓度等与第一次平衡时的比较。一般解题思路是在这两次反应中建立一个中间状态，此中间状态和第一次反应达到的平衡为等效平衡，和第二次反应之间有明确的移动关系和相关量的变化，可通过中间状态的移动来判断改变条件后的移动方向和相关量的变化。
　　例5．一定温度下，将2mol PCl3和 1mol Cl2充入容积不变的密闭容器中，在一定条件下反应：PCl3+Cl2 PCl5。各物质均为气态。达平衡后，PCl5为0.4mol。若此时再移走1mol PCl3 和0.5mol Cl2，相同温度下达到平衡，PCl5的物质的量为（　　）
　　A.0.4mol　 　B.0.2mol　 　C.0.2　　【分析与解答】
　　对原平衡移走1mol PCl3 和0.5mol Cl2，相当于起始投料量减为原投料量的一半，若平衡不移动，PCl5的物质的量应为0.2mol。但移走反应物即减小物质的量，相当于减小浓度（减压）或增大容积，平衡向增大压强的方向进行，所以平衡左移，PCl5消耗更多，其平衡物质的量<0.2mol。
　　例6．体积相同的甲乙两个容器中，分别充有等物质的量的SO2、O2，使压强刚好与外界相等。在相同温度下，发生2SO2+O2 2SO3并达到平衡。在这个过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变。若甲容器中SO2的转化率为P%，则乙容器中SO2的转化率为（　　）
　　A.=P%　 　　B.>P%　 　　C.　　【分析与解答】
　　该反应是体积减小的反应，等温等压过程达到的平衡I体积比等温等容过程达到的平衡II体积要小，从平衡II到平衡I要减小体积，相当于加压，平衡右移，SO2的转化率上升，结果> P%。此处平衡II相当于中间状态。
　　【正确答案】B
　　四、关于化学平衡图象
　　解速率平衡图象题的六点注意：
　　①看坐标系，确定纵、横坐标所代表的含义。
　　②分析反应的特征，搞清正反应方向是吸热还是放热；体积增大还是减小、不变；有无固体或纯液体物质参加或生成等。
　　③分清楚自变量和因变量，弄明白始态、终态。必要时建立中间变化量以便使二者联系，并与勒沙特列原理挂钩。
　　④看清三点(起点、拐点、终点),分清极值、最值，比较斜率，把握曲线的变化趋势。
　　⑤定一议二。当图像中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。
　　⑥检验结论是否正确。
　　例7．A(g)+B(g) C(g)+Q平衡后，若使温度由T1升到T2，（其他不变），则υ正与υ逆的变化曲线是（　　）
　　
　　【分析与解答】
　　本题为改变条件对速率的影响，升温，正、逆反应速率都增大，对A(g)+B(g) C(g)+Q，逆反应速率增大的更快。所以A正确。
　　例8．对于可逆反应A(g)+B(g) C(g)+Q，下列各图中表示的生成物C的百分含量(C%)与时间t的关系正确的是（　　）
　　
　　【分析与解答】
　　温度高速率快，所以斜率大的直线应代表高温条件，排除AD。反应A(g)+B(g)==C(g)+Q正向为放热反应，升温反应逆向移动，C%降低，所以C正确。
　　【参考练习】
　　1. 在恒温恒容的密闭容器中，充入物质的量之比为1:4的N2和H2。一定时间后达到平衡时N2和H2的物质的量之比恰好为1:5。计算：
　　1)平衡时混合气体中NH3的体积分数。
　　2)NH3的产率。
　　3)平衡时气体的压强与起始压强之比。
　　2．取1 mol A 和a mol B发生A+aB bC反应(A、B、C均为气态物质)，当A的转化率为50%时，同温同压下测得混合气体的密度是原来的4/3，则a、b的数值可能是（　　）
　　A.a=1、b=4　 B.a=3、b=3　 C.a=2、b=3　 D.a=3、b=2
　　3．一定混合气体在密闭容器中发生下列反应mA(g)+nB(g) pC(g)。平衡后 ，在一定温度下，将气体体积缩小到原来的1/2，当达到新平衡后，C的浓度为原来的1.9倍。若压缩过程中温度保持不变，则下列说法正确的是（　　）
　　①m+n>p　 ②A的转化率下降　 ③平衡逆向移动　 ④C的体积分数增加
　　A.①　 　　　B.①④　 　　 C. ②③　 　　D. ④
　　4．一定温度下，在固定容积的密闭容器中发生可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)，测得平衡时n(A):n(B):n(C)=3:3:1。保持温度不变，以3:3:1的体积再充入A、B、C,下列变化正确的是（　　）
　　A．充入时体系压强先增大后逐渐减小
　　B. 达到新平衡后混合物密度不变
　　C. 达到新平衡后C的体积分数减小
　　D. 刚充入时υ正增大，υ逆减小
　　E. 达到新平衡后n(A):n(B):n(C)=3:3:1
　　5．对于可逆反应AB3(g) A(g) +3B(g)－Q，下列图象正确的是(图中AB3%为百分含量，V为反应速率，T为温度，t为时间)（　　）
　　
　　6．2NO+O2 2NO2+Q，NO的最大转化率与温度的关系图上标有A、B、C、D、E五点，其中表示未达到平衡状态且υ正>υ逆的是（　　）
　　7．可逆反应X(g) +Y(g) 2Z(g)+Q，若反应开始经t1秒后达到平衡，又经过t2秒后，由于反应条件的改变使平衡破坏，到t3秒又达到平衡，如图所示，试分析，从t2到t3秒曲线变化的原因是（　　）
　　A. 增大了X或Y的浓度
　　B. 使用了催化剂
　　C. 增大了反应体系的压强
　　D. 升高了反应的温度
　　【参考答案】
　　1．1）25%　　2）50% 　　 3）4:5
　　2．D　 　　　3．C　 　　　4．A　 　　　5．BD　 　　　6．C　 　　　7．D
测试
　　选择题
　　1．如图所示，反应：X（g）+3Y(g) 2Z(g)；△H＜0，在不同温度、不同压强 下达到平衡时，混合气体中Z的百分含量随温度变化的曲线应为（　 ）
　　
　　　　　　 　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　
　　2．对达到平衡的可逆反X+Y W+Z，增大压强时正、逆反应速度（v）的变化如图，则X，Y，Z，W的聚集状态可能是（　 ）
　　 A．Z，W为气体，X，Y中这一为气体
　　 B．Z，W中之一为气体，X，Y为非气体
　　 C．X，Y，Z皆为气体，W为非气体
　　 D．X，Y为气体，Z，W中之一为气体
　　3．已知可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)；△H＜0。化学计量数 。分析下图，在平衡体系中A的质量分数与温度t℃、压强p关系正确的是（　 ）
　　 　　
　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　
　　 　 　
　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　
　　4．下图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是（　 ）
　　 A．a为负极，b为正极　
　　 B．a为阳极，b为阴极
　　 C．电解过程中，d电极质量增加
　　 D．电解过程中，氯离子浓度不变
　　5．某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸引，制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是（　 ）
　　 A．a为正极，b为负极；NaClO和NaCl
　　 B．a为负极，b为正极，NaClO和NaCl
　　 C．a 为阳极，b为阴极，NaClO和NaCl
　　 D．a 为阴极，b为阳极，NaClO和NaCl
　　6．某金属元素R的硝酸盐R（NO3）n溶液用Pt电极电解，阳极产生气体VL（标准状况下）时，阴极质量增加m g，若R的相对原子质量为M，下列叙述中不正确的是（　 ）
　　 A．电路中通过电子 　　　　
　　 B．
　　 C．溶液中H+增加
　　 D．
　　7．已知反应A+2B=2C+D在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为1mol·L—1·min—1，则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为（　 ）
　　 A．0.5mol·L—1·min—1
　　 B．1mol·L—1·min—1
　　 C．2mol·L—1·min—1
　　 D．3mol·L—1·min—1
　　8．在一定温度下，可以表示可逆反应从A(g)+3B(g) 2(C)达到平衡的标志是（　 ）
　　①C生成的速率与C分解的速率相等　 ②单位时间生成n mol A，同时生成3n mol B
　　③A、B、C的浓度不再变化　　　　　④A、B、C的分子数之比为1：3：2
　　 A．①②　　　　 B．①④　　　　 C．①③　　　　 D．②③
　　9．某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)+B(g) 2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是（　 ）
　　 A．均减半
　　 B．均加倍
　　 C．均增加1mol
　　 D．均减少1mol
　　1 0．将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件发生如下反应：2A(g)+B(g)=2C(g)。若经2s后测得C的浓度为0.6mol·L—1，现有下列几种说法：
　　①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol·L—1·s—1　
　　②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol·L—1·s—1　
　　③2s时物质A的转化率为70％
　　④2s时物质B的浓度为0.7mol·L—1
　　其中正确的是（　 ）
　　 A．①③　　　　 B．①④　　　　 C．②③　　　　 D．③④
答案与解析
　　1．
　　解析：
　　由方程知：T↑平衡左移；P↑平衡右移，故，选C。
　　答案：C
　　2．
　　解析：
　　P↑时正逆反应速率均↑，说明反应物、生成物中均有气体物质；又增大幅度V（正）>V（逆），结合方程的化学计量数，知x、y都是气体，而W、Z有一种为气体，选CD。
　　答案：CD
　　3．
　　解析：
　　由方程及化学计量数关系知：P↑则A%↓，所以A、C错；又因为△H<0，则T↑，A%↑，所以B正确。
　　答案：B
　　4．
　　解析：
　　电子流出的极为原电池的负极，电子流动的方向与电流方向相反。与电源负极相连的电极为电解池的阴极，在阴极上阳离子（Cu2+）放电。
　　答案：C
　　5．
　　解析：
　　应使Cl2与生成的NaOH充分反应生成NaClO来杀菌消毒，所以b应为正极。
　　答案：B
　　6．
　　解析：
　　设电路中通过电子x mol，生成H+ y mol
　　4ne— ——4R —— nO2 —— 4nH+
　　4n mol　 4M g　 22.4nL　　 4n mol
　　x mol　 　m g　　 V L　　 　y mol
　　则
　　答案：D
　　7．
　　解析：
　　根据化学反应中各物质的反应速率比等于各物质的化学计量数之比，v(A)：v(C)＝1：2，而v(A)＝1mol·L—1·min—1， 则c(C)＝2mol·L—1·min—1。
　　答案：C
　　8．
　　解析：
　　本题考查对达到化学平衡标志的理解。这是一个非常重要的概念。一个可逆反应达到平衡状态时的最基本标志是：正、逆的反应速率相等，反应混合物中各组分的体积分数保持不变(或反应物和生成物的浓度不再发生变化)。
　　①中C生成的速率是正反应速率，C分解的速率是逆反应速率，两者相等说明正、逆反应速率相等；
　　②中生成A与生成B均为逆反应速率，没有表达出正逆反应速率的关系；
　　③恰恰表示了达到化学平衡时的情况：各组成成分的浓度不再变化；
　　④假设开始投入2molA、6molB进行反应，当有1mol A和3mol B反应生成了2molC，此时，A、B、C的分子数比为1：3：2，但并不一定达到平衡状态。
　　答案：C
　　9．
　　解析：
　　当A、B、C达到化学平衡以后，各物质的物质的量均减半或均加倍，由于等温等压，容器的体积相应减半或加倍，致使A、B、C的浓度均不变，平衡不移动；当A、B、C分别增加1mol、0.5mol、1mol时平衡不移动，但均增加1 mol时，相当于恒容条件下增加B的浓度，平衡右移；均减少1mol时平衡肯定左移。
　　答案：C
　　10．
　　解析：
　　　　　　　2A(g)　 +　 B(g)　 =　 2C(g)
　　初始浓度　 2　　　 　　1　　　 　　0
　　转化浓度　 0.6 　　　 0.3　　 　　0.6
　　平衡浓度　 1.4 　　　 0.7　　 　　0.6
　　
　　△n(A)＝0.6mol·L—1×2L＝1.2mol
　　2s时A的转化率：
　　答案：B一、打印技巧
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