1、第二十讲化学平衡的移动化学反应的方向江苏考纲要求1理解浓度、温度、压强、催化剂等对化学平衡影响的一般规律。2认识化学平衡的调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。化学平衡的移动教材基础自热身1化学平衡的移动可逆反应达到平衡状态后，若外界条件(温度、压强、浓度等)发生改变，正、逆反应速率发生改变而不再相等，化学平衡被破坏，混合物中各组分的浓度也会随之改变，在一段时间后会达到新的平衡状态，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，可用下图表示过程：2化学平衡移动的方向与反应速率的关系改变条件，若： (1)v正v逆，平衡向正反应方向移动(向右移动)。(2)v正v逆，平衡不移动。
2、(3)v正v逆，平衡向逆反应方向移动(向左移动)。3影响化学平衡的外界因素若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下：条件的改变(其他条件不变)平衡移动的方向浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向移动压强(对于有气体存在的反应)反应前后气体的分子数改变的可逆反应增大压强向气体分子数减少的方向移动减小压强向气体分子数增多的方向移动反应前后气体的分子数不变的可逆反应改变压强平衡不移动温度升高温度向吸热反应方向移动降低温度向放热反应方向移动催化剂加入催化剂平衡不移动4.勒夏特列原理(平衡移动原理)如果改变影响化学平衡的一个外界条件(温度、浓
3、度、压强等)，平衡将向减弱这种改变的方向移动。注意(1)增大或减小固体或纯液体的量，平衡不移动，因为固体或纯液体的浓度为常数。(2)化学平衡正向移动时，反应物的转化率不一定增大。例如有两种反应物A和B时，若增大A的浓度，平衡右移，B的转化率增大，但A的转化率减小。(3)升高温度时，正、逆反应速率都增大，但吸热方向反应增大的幅度大于放热反应方向的幅度，因此平衡向吸热反应方向移动。知能深化扫盲点提能点(一)化学平衡移动方向的判断对于一定条件下的可逆反应甲：A(g)B(g)C(g)H0乙：A(s)B(g)C(g)H0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
4、左”“向右”或“不移动”)甲_；乙_；丙_，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_。(2)加压，使体系体积缩小为原来的平衡移动方向(填“向左”“向右”或“不移动”)甲_；乙_；丙_。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_。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)向左向左向右减小减小不变(2)向右不移动不移动p甲p甲2p甲p乙2p乙p丙2p丙增大不变不变题后归纳分析化学平衡移动方向问题的基本思路提
5、能点(二)条件改变时化学平衡移动结果的判断一定条件下，向一容积固定的密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，发生2SO2O22SO3H0，一段时间后达到平衡，SO2、O2、SO3的物质的量分别为a mol、b mol、c mol，按要求回答下列问题。(1)平衡后，通入2 mol SO2，则SO2的转化率_，O2的转化率_。(填“增大”“减小”或“不变”，下同)(2)平衡后，通入2 mol SO2,1 mol O2，则SO2的转化率_，O2的转化率_，SO2的百分含量_，O2的百分含量_，SO3的百分含量_。(3)平衡后，通入a mol SO2，b mol O2，c mol SO3，
6、则SO2的转化率_，O2的转化率_，SO2的百分含量_，O2的百分含量_，SO3的百分含量_。(4)平衡后，通入2 mol SO3，则平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)移动，SO2的百分含量_，O2的百分含量_，SO3的百分含量_。(5)平衡后，升温，则SO2转化率_，O2的转化率_，SO2的百分含量_，O2的百分含量_，SO3的百分含量_。答案：(1)减小增大(2)增大增大减小减小增大(3)增大增大减小减小增大(4)逆反应减小减小增大(5)减小减小增大增大减小题后归纳化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是“抵消”外界条件的改变，改变是不可逆转的。(1)若增大反应物A的浓度，平衡
7、右移，A的浓度在增大的基础上减小，但达到新平衡时，A的浓度一定比原平衡大；(2)若将体系温度从50 升高到80 ，则化学平衡向吸热反应方向移动，达到新的平衡状态时50 T80 ； (3)若对体系N2(g)3H2(g)2NH3(g)加压，例如从30 MPa加压到60 MPa，化学平衡向气体分子数减小的方向移动，达到新的平衡时30 MPap60 MPa。提能点(三)化学平衡移动的几种特殊情况1对于反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)，达到平衡时，恒容恒温条件下，充入He，平衡不移动；恒温恒压下，充入He，平衡向左移动。2对于C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)，达到平衡后，又加入一定量的C
8、(s)，平衡不移动。3对于aA(g)bB(g)类反应，达到平衡后，保持温度、容积不变，又加入一定量的A，平衡移动的方向和A的转化率的变化如表所示：类型示例改变分析移动结果av逆，但压强增大不利于PCl5的分解，平衡正移(PCl5)减小，(PCl5)增大ab2HI(g)H2(g)I2(g)又充入HIc(HI)增大，v正v逆，压强增大，对v正、v逆的影响相同，平衡正移(HI)、(HI)不变ab2NO2(g)N2O4(g)又充入NO2c(NO2)增大，v正v逆，同时压强的增大更有利于NO2的转化，平衡正移(NO2)增大，(NO2)减小题后归纳1改变固体或纯液体的量，对化学平衡没影响。2“惰性气体”对
9、化学平衡的影响(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：题点全练过高考题点一化学平衡的定向移动1下列事实不能用勒夏特列原理解释的是()A溴水中有下列平衡Br2H2OHBrHBrO，当加入硝酸银溶液后，溶液颜色变浅B合成氨反应(正反应为放热反应)，为提高氨的产率，理论上应采取降低温度的措施C反应CO(g)NO2(g)CO2(g)NO(g)(正反应为放热反应)，达平衡后，升高温度体系颜色变深D对于2HI(g)H2(g)I2(g)，达平衡后，缩小容器体积可使体系颜色变深解析：选D加入硝酸银溶液后，生成AgBr沉淀，溴离子浓度减小，平衡向正反
10、应方向移动，溶液颜色变浅，可用勒夏特列原理解释；合成氨反应为放热反应，降低温度有利于平衡向正反应方向移动，可用勒夏特列原理解释；C项，正反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，体系颜色变深，可用勒夏特列原理解释；对于2HI(g)H2(g)I2(g)，因反应前后气体的体积不变，改变压强不会使平衡移动，不能用勒夏特列原理解释。2COCl2(g)CO(g)Cl2(g)H0，当反应达到平衡时，下列措施：升温恒容通入惰性气体增加CO浓度减压加催化剂恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是()A BC D解析：选B由反应方程式判断，该反应正反应是气体分子数增多的吸热反应。故升温、减压及恒压通入惰
11、性气体可提高COCl2的转化率。题点二化学平衡移动的结果判断3一定温度下，某恒温密闭容器中存在如下平衡：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)HnBQ0C温度不变，压强增大，Y的质量分数减少D体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动解析：选C温度不变时(假设100 条件下)，体积是1 L时，Y的物质的量为1 mol，体积为2 L时，Y的物质的量为0.75 molL12 L1.5 mol，体积为4 L时，Y的物质的量为0.53 molL14 L2.12 mol，说明体积越小，压强越大，Y的物质的量越小，Y的质量分数越小，平衡向生成X的方向进行，m0，B、D项错误。5将等物质的量的X、Y气体充入某
12、固定容积的密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：X(g)3Y(g)2Z(g)H0。当改变某个条件建立新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是()选项改变条件新平衡与原平衡比较A向容器中充入HeX的转化率变大B增大压强X的浓度变大C充入一定量YY的转化率增大D使用适当催化剂X的体积分数变大解析：选BA项，等容条件下，充入非反应气体，各组分的浓度不变，平衡不移动，X的转化率不变，错误；B项，增大压强，平衡虽然右移，但各组分的浓度增大，正确；C项，充入一定量Y，平衡右移，但是Y的总量增加，Y的转化率减小，错误；D项，使用催化剂，对化学平衡无影响，X的体积分数不变，错误。规律方法
13、在分析化学平衡移动对颜色、压强、浓度等变化时，可以给自己建立一个平台，“假设平衡不移动”，然后在此平台的基础上进行分析、比较，就容易得到正确答案。化学平衡图像知能深化扫盲点速率压强(或温度)图像曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点M是平衡状态，压强继续增大，正反应速率增大得快，平衡正向移动。对点练1在密闭容器中进行反应：X(g)3Y(g)2Z(g)，有关下列图像的说法不正确的是()A依据图a可判断该反应的正反应为放热反应B在图b中，虚线可表示使用了催化剂C若正反应的H0解析：选DA项，由图a可以看出，升高温度时逆反应速率比正反应速率增大的快，
14、平衡逆向移动，所以正反应为放热反应，正确；B项，催化剂可缩短达到平衡的时间，而不能改变反应物的平衡转化率，正确；C项，由图c可以看出，改变条件后，正、逆反应速率均增大且逆反应速率增大的幅度大，平衡逆向移动，若正反应的H0，则升高温度平衡逆向移动，正确；D项，由图d可以看出，升高温度时气体的平均相对分子质量减小，则说明平衡逆向移动，正反应为放热反应，即HT1，升高温度，A降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。图乙中，p1p2，增大压强，A升高，平衡正向移动，则正反应为气体体积缩小的反应。若纵坐标表示A的百分含量，则甲中正反应为吸热反应，乙中正反应为气体体积增大的反应。对点练2在相同温度下，将H2
15、和N2两种气体按不同比例通入相同的恒容密闭容器中，发生反应：3H2N22NH3。 表示起始时H2和N2的物质的量之比，且起始时H2和N2的物质的量之和相等。下列图像正确的是()解析：选D随着 的增大，H2含量增多，H2的平衡转化率降低，N2的平衡转化率增大，混合气体的质量减小，混合气体的密度减小。恒温线(或恒压线)图像已知不同温度下的转化率压强图像或不同压强下的转化率温度图像，推断反应的热效应或反应前后气体物质间化学计量数的关系。以反应A(g)B(g)C(g)中反应物的转化率A为例说明解答这类图像题时应注意以下两点：(1)“定一议二”原则：可通过分析相同温度下不同压强时反应物A的转化率大小来判
16、断平衡移动的方向，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。如甲中任取一条温度曲线研究，压强增大，A增大，平衡正向移动，正反应为气体体积减小的反应，乙中任取横坐标一点作横坐标的垂直线，也能得出相同结论。(2)通过分析相同压强下不同温度时反应物A的转化率的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。如利用上述分析方法，在甲中作横坐标的垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为放热反应。对点练3某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量)。根据以上规律判断，下列结论正确的是()A反应：H
17、0，p2p1B反应：H0，T1T2C反应：H0，T2T1或H0，T2T1D反应：H0，T2T1解析：选C反应中温度升高，A的平衡转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，故正反应是放热反应，H0，压强增大平衡向正反应方向移动，A的转化率升高，故p2p1，A错误；反应中T1温度下反应先达到平衡，说明T1T2，温度降低，n(C)增大，说明平衡向正反应方向移动，故正反应是放热反应，H0，B错误；反应中，若T2T1，则温度高，A的平衡转化率增大，说明平衡向正反应方向移动，正反应是吸热反应，H0，D错误。几种特殊的图像(1)对于化学反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，M点前，表示化学反应从反应物开
18、始，则v正 v逆；M点为刚达到的平衡点。M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增大(C%减小)，平衡逆向移动，Hv逆；则右下方(F点)v正vPB平衡常数：KNv逆解析：选DA中，温度越高，反应速率越大，vMKP；C中，M、N两点相比，M点温度低于N点温度，升温，平衡左移，所以M点的 c(I)小。题后归纳1解化学图像题的“三步骤”2解化学平衡图像题的“五项注意”(1)注意曲线上的特殊点，如与坐标轴的交点、多条曲线的交点、拐点、极值点等。(2)注意曲线坡度的“平”与“陡”，并弄清其意义。(3)注意弄清高温、高压时反应速率快，有利于先达到平衡，即“先拐先平”。也就是说其他条件不变时，较高温度或较
19、大压强时达到平衡所用的时间短。(4)注意运用图像中浓度(或物质的量)的变化来确定反应中化学计量数的关系，即化学计量数之比等于同一时间内各反应物、生成物的浓度(或物质的量)变化量之比。(5)对时间速率图像，注意分清曲线的连续性、跳跃性，是“渐变”还是“突变”，是“大变”还是“小变”，是“变大”还是“变小”，变化后是否仍然相等等情况，才可确定对应改变的条件是什么及如何改变。题点全练过高考1可逆反应mA(g)nB(g)xC(g)在不同温度及压强(p1和p2)条件下反应物A的转化率的变化情况如图所示。下列判断正确的是()A正反应吸热，mnxC正反应放热，mnx解析：选D根据图像，随着温度的升高，A的转
20、化率减小，说明升温平衡逆向移动，正反应为放热反应；从第一个图像看出在p1下先达到平衡，可知p1p2，则增大压强时，A的转化率增大，说明加压平衡正向移动，mnx。2根据下列有关图像，说法正确的是()A由图甲知，反应在T1、T3处达到平衡，且该反应的H0B由图乙知，反应在t6时，NH3体积分数最大C由图乙知，t3时采取的措施是降低反应温度D图丙在10 L容器、850 反应到4 min时，放出 51.6 kJ的热量解析：选D由图甲可知，T2时处于化学平衡状态，升高温度，Z%减少，X%增多，所以H0，A错误；由图乙可知，反应自t3开始一直在向逆反应方向移动，所以t6时NH3的体积分数最小，B错误；由图
21、乙可知，t3时如果降低温度，平衡向正反应方向移动，则v正v逆，C错误；由图丙可知，反应进行到4 min 时，消耗的反应物的物质的量为0.12 molL110 L1.2 mol，所以放出的热量为 51.6 kJ，D正确。3一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)。设起始Z，在恒压下，平衡时CH4的体积分数(CH4)与Z和T(温度)的关系如图所示 。下列说法正确的是()A该反应的焓变H0B图中Z的大小为a3bC图中X点对应的平衡混合物中3D温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后(CH4)减小解析：选AA根据图示知温度越高，CH4的体积分数越小，说明平
22、衡向右移动，所以该反应的焓变0，正确；B.相同条件下Z越大，平衡时CH4的体积分数越小，所以图中Z的大小为b3a，错误；C.起始时3，反应过程中H2O和CH4等量减小，所以平衡时3，错误；D.温度不变时，加压平衡逆向移动，甲烷的体积分数增大，错误。4(2016全国卷)丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题：(1)以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下：C3H6(g)NH3(g)O2(g)=C3H3N(g)3H
23、2O(g)H515 kJmol1C3H6(g)O2(g)=C3H4O(g)H2O(g)H353 kJmol1两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是_；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是_；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是_。(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460 。低于460 时，丙烯腈的产率_(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是_；高于460 时，丙烯腈产率降低的可能原因是_(双选，填标号)。A催化剂活性降低B平衡常数变大 C副反应增多 D反应活化能增大(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知，最佳
24、n(氨)/n(丙烯)约为_，理由是_。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为_。解析：(1)由热化学方程式可知，反应气体分子数增加，是一个熵增的放热反应，反应气体分子数不变，是一个熵变化不大但放热量较大的反应，在热力学上都属于自发进行的反应。由于反应是一个气体分子数增加的放热反应，降温、减压均有利于提高丙烯腈的平衡产率。有机反应中要提高某反应的选择性，关键是选择合适的催化剂。(2)由于反应是放热反应，温度降低，平衡右移，丙烯腈的平衡产率应增大，因此图(a)中460 以下的产率不是对应温度下的平衡产率。反应的平衡常数随温度的升高而变小，反应的活化能不受温度的影响，故当温度高于460 时，丙烯腈的产
25、率降低的可能原因是催化剂活性降低和副反应增多。(3)由图(b)可知，当n(氨)/n(丙烯)1 时，丙烯腈的产率最高，而丙烯醛的产率已趋近于0，如果n(氨)/n(丙烯)再增大，丙烯腈的产率反而降低，故最佳n(氨)/n(丙烯)约为1。空气中O2的体积分数约为，结合反应方程式及最佳n(氨)/n(丙烯)约为1可知，进料气氨、空气、丙烯的理论体积比应为1117.51。答案：(1)两个反应均为放热量大的反应降低温度、降低压强催化剂(2)不是该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低AC(3)1该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低17.51等效平衡教材基础自热身1含义在一定条件下(恒温恒容或恒温
26、恒压)，对同一可逆反应体系，起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量相同。2原理同一可逆反应，当外界条件一定时，反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，最后都能达到平衡状态。其中平衡混合物中各物质的含量相同。由于化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。因而，同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同，则可形成等效平衡。3等效平衡规律等效类型条件恒温恒压恒温恒容恒温恒容反应的特点任何可逆反应任何可逆反应反应前后气体分子数相等起始投料换算为化学方程式同一边物质；其“量”符合同一比例换算为化学方程式同一边物质；其“量”相同换算为
27、化学方程式同一边物质；其“量”符合同一比例平衡特点质量分数(w%)相同相同相同浓度(c)相同(气体)相同成比例物质的量(n)成比例相同成比例知能深化扫盲点恒温恒压条件下等效平衡的应用典例1在恒温恒压条件下，可逆反应2A(g)B(g)3C(g)D(g)起始物质的量如表所示：序号ABCD2 mol1 mol004 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1 mol003 mol 1 mol(1)上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相同？_。(2)达到平衡后，放出的热量为Q1 kJ，放出的热量为Q2 kJ，则Q1和Q2的
28、定量关系为_。答案(1)互为等效平衡。表现在达到平衡后物质的量浓度、各组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同(2)Q22Q1题后归纳恒温恒压下等效平衡的分析方法虚构箱体法对某一可逆反应，无论反应前后气体体积是否相等，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同一半边的物质的物质的量，若物质的量之比与对应组分起始加入的物质的量之比相同，则达到的平衡与原平衡等效。如在恒温、恒压条件下，可逆反应：2SO2(g) O2(g)2SO3(g) 2 mol 1 mol 0 mol 4 mol 2 mol 0 mol 0 mol 0 mol 4 mol 2 mol 1 mol 2 mo
29、l的图示如下：对于不是恒压的条件，也可以利用此模型，即先在恒压条件下建立等效平衡然后再压缩，比如上述若在恒容条件下比较，可以先在恒压条件下比较出二者是等效的，各物质的百分含量是相同的，然后再将的容器压缩至一半，则分析出再次平衡后SO3的体积分数会增大。对点练1恒温恒压下，在一个容积可变的密闭容器中发生反应：A(g)B(g)C(g)，若开始时通入1 mol A和1 mol B，达到平衡时生成a mol C。则下列说法错误的是()A若开始时通入3 mol A和3 mol B，达到平衡时，生成C的物质的量为3a molB若开始时通入4 mol A、4 mol B和2 mol C，达到平衡时，B的物质
30、的量一定大于4 molC若开始时通入2 mol A、2 mol B和1 mol C，达到平衡时，再通入3 mol C，则再次达到平衡后，C的物质的量分数为D若在原平衡体系中，再通入1 mol A和1 mol B，混合气体的平均相对分子质量不变解析：选B选项A，开始时通入3 mol A和3 mol B，由于容器体积膨胀，保持恒压，相当于将三个原容器叠加，各物质的含量与原平衡中的相同，C的物质的量为3a mol；选项B，无法确定平衡移动的方向，不能确定平衡时B的物质的量一定大于4 mol；选项C，根据题给数据可算出达到平衡时C的物质的量分数为；选项D，题给条件下混合气体的平均相对分子质量不变。恒温
31、恒容条件下等效平衡的应用典例2在恒温恒容条件下，可逆反应：2A(g)B(g)3C(g)D(g)HQ1 kJmol1(Q10)，起始物质的量如表所示：序号ABCD2 mol1 mol004 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1mol003 mol1 mol(1)上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相同？_。(2)达到平衡后，放出的热量为Q2 kJ，吸收的热量为Q3 kJ，则Q1、Q2、Q3的定量关系为_。(3)其他条件不变，当D为固体时，上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相同？_。答
32、案(1)互为等效平衡。表现在达到平衡后各物质的物质的量、质量、体积、物质的量浓度、组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同(2)Q2Q3Q1(3)互为等效平衡。表现在达到平衡后各组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同对点练2在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下已知N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1：容器甲乙丙反应物投入量1 mol N2、3 mol H22 mol NH34 mol NH3NH3的浓度(molL1)c1c2c3反应的能量变化放出a kJ吸收b kJ吸收c kJ
33、体系压强(Pa)p1p2p3反应物转化率123下列说法正确的是()A2c1c3Bab92.4C2p21解析：选B恒温、恒容条件下，甲、乙容器互为等效平衡，故121，ab92.4；丙容器中反应物投入量是甲、乙中的两倍，所以丙容器中的平衡相当于增大压强，该反应正反应为体积减小的反应，故2c1p3、23，故131。恒温恒容、恒温恒压条件下等效平衡的综合应用 3.有甲、乙两容器，甲容器容积固定，乙容器容积可变。一定温度下，在甲中加入2 mol N2、3 mol H2，反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)达到平衡时生成NH3的物质的量为m mol。(1)相同温度下，在乙中加入4 mol N2、6 m
34、ol H2，若乙的压强始终与甲的压强相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为_mol(从下列各项中选择，只填字母，下同)；若乙的容积与甲的容积始终相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为_mol。A小于mB等于mC在m2m之间 D等于2mE大于2m(2)相同温度下，保持乙的容积为甲的一半，并加入1 mol NH3，要使乙中反应达到平衡时，各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同，则起始时应加入_mol N2和_mol H2。解析：(1)由于甲容器定容，乙容器定压，它们的压强相等，达到平衡时，乙的容积应该为甲的两倍，生成的NH3的物质的量应该等于2m mol。当甲、乙两容器的
35、容积相等时，相当于将建立等效平衡后的乙容器压缩，故乙中NH3的物质的量大于2m mol。(2)乙的容积为甲的一半时，要建立与甲一样的平衡，只有乙中的投入量是甲的一半才行，故乙中应该投入N2为(10.5) mol0.5 mol，H2为(1.51.5)mol0 mol。答案：(1)DE(2)0.50题后归纳分析等效平衡题的3要素(1)看清楚条件是恒温恒容还是恒温恒压。(2)分析要形成等效平衡，是必须各物质的量与原平衡完全相同还是只要成比例即可。(3)在分析中，将生成物(或反应物)按“一边倒”的原则全部转化为反应物(或生成物)是非常必要、有效的。课堂真题集训明考向1(双选)(2018江苏高考)一定温
36、度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：容器1容器2容器3反应温度T/K700700800反应物投入量2 mol SO2、1 mol O24 mol SO32 mol SO2、1 mol O2平衡v正(SO2)/ molL1s1v1v2v3平衡c(SO3)/molL1c1c2c3平衡体系总压强p/Pap1p2p3物质的平衡转化率1(SO2)2(SO3)3(SO2)平衡常数KK1K2K3下列说法正确的是()Av1v2，c22c1BK1K3，p22p3Cv1v3，1(SO2)3(SO2)Dc22
37、c3，2(SO3)3(SO2)1解析：选CD由题中表格信息可知，容器2建立的平衡相当于容器1建立平衡后再将容器的容积缩小为原来的(相当于压强增大为原来的2倍)后平衡移动的结果。由于加压，化学反应速率加快，则v1v2；题给平衡右移，则1(SO2)2c1，p1p22p1。容器3中建立的平衡相当于容器1建立的平衡升温后平衡移动的结果。升高温度，化学反应速率加快，则v13(SO2)，c1c3。由于温度升高，气体物质的量增加，故p3p1。对于特定反应，平衡常数仅与温度有关，温度升高，题给平衡左移，平衡常数减小，则K1K2K3。由以上分析可知c22c1，p1p22p1，p1p3，则p22p3，v13(SO
38、2)，A、B项错，C项正确；因为c22c1，c1c3，则c22c3。若容器2的容积是容器1的2倍，则两者建立的平衡完全相同，根据平衡特点，此时应存在1(SO2)2(SO3)1，由于容器2的平衡相当于容器1的平衡加压，故2(SO3)将减小，则1(SO2)2(SO3)3(SO2)，则2(SO3)3(SO2)T1解析：选CD容器中平衡时，c(NO2)0.2 molL1，c(NO)0.4 molL1，c(O2)0.2 molL1，容器容积为1 L，气体总物质的量为(0.20.40.2)mol0.8 mol，容器中投入量为(0.30.50.2)mol1 mol，若容器 中投入量与平衡量相等，则两容器内压
39、强之比为0.8145，根据容器中的相关数据，知该反应的平衡常数K0.8，容器中Qc0.56T1，D项正确。3(双选)(2016江苏高考)一定温度下，在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)CO(g)CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是()容器温度/K物质的起始浓度/(molL1)物质的平衡浓度/(molL1)c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)4000.200.1000.0804000.400.200500000.100.025A.该反应的正反应放热B达到平衡时，容器中反应物转化率比容器中的大C达到平衡时，容器中c(H2)大于容器中c(H2)的两倍D达到平
40、衡时，容器中的反应速率比容器中的大解析：选AD容器中，列三段式 2H2(g) CO(g) CH3OH(g)起始(molL1)：0.20 0.100转化(molL1)：0.16 0.080.08平衡(molL1)：0.04 0.020.08容器中，列三段式 2H2(g) CO(g) CH3OH(g)起始(molL1)：0 0 0.10 转化(molL1)：0.150.075 0.075平衡(molL1)：0.150.075 0.025A项中，K2 500，K14.82，由、比较，温度升高平衡向左移动，所以正反应为放热反应，正确；B项中，容器相当于在容器的基础上压缩容器体积，压强增大，平衡右移，容
41、器中的转化率比中大，错误；C项中，容器中，增大压强，平衡向右移动，平衡时c(H2)要小于中c(H2)的2倍；和比较，平衡时中c(H2)中c(H2)，故中c(H2)小于中c(H2)的2倍，错误；D项中，中温度为500 K，中温度为400 K，温度越高，反应速率越快，正确。4(2017全国卷节选)H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)CO2(g)COS(g)H2O(g)。在610 K时，将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S 充入2.5 L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。(1)H2S的平衡转化率1_%，反应平衡常数K_。(2)在620 K重复实验，平衡后水的物
42、质的量分数为0.03，H2S的转化率2_1，该反应的H_0。(填“”“(3)B5(2017全国卷节选)298 K时，将20 mL 3x molL1 Na3AsO3、20 mL 3x molL1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO(aq)I2(aq)2OH(aq)AsO(aq)2I(aq)H2O(l)。溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。(1)下列可判断反应达到平衡的是_(填标号)。a溶液的pH不再变化bv(I)2v(AsO)cc(AsO)/c(AsO)不再变化dc(I)y molL1(2)tm时，v正_v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。(3)tm时v逆_tn
43、时v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是_。(4)若平衡时溶液的pH14，则该反应的平衡常数K为_。解析：(1)溶液的pH不再变化，即OH的浓度不再变化，所以平衡体系中各组分的浓度均不再变化，说明反应达到平衡状态，a项正确；当v正(I)2v逆(AsO)或v逆(I)2v正(AsO)时反应达到平衡状态，选项中的速率未指明是正反应速率还是逆反应速率，故b项错误；反应达到平衡之前，c(AsO)逐渐减小而c(AsO)逐渐增大，故c(AsO)/c(AsO)逐渐增大，当c(AsO)/c(AsO)不变时反应达到平衡状态，c项正确；根据离子方程式可知反应体系中恒有c(I)2c(AsO)，观察图像可知反应达
44、到平衡时c(AsO)y molL1，此时c(I)2y molL1，故d项错误。(2)tm时反应未达到平衡状态，所以v正大于v逆。(3)从tm到tn，反应逐渐趋于平衡状态，反应物浓度逐渐减小而生成物浓度逐渐增大，所以正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，故tm时v逆小于tn时v逆。(4)根据题意，起始时c(AsO)c(I2)x molL1。根据图像可知平衡时c(AsO)y molL1，则此时c(I)2y molL1，c(AsO)c(I2)(xy) molL1，平衡时溶液的pH14，则c(OH)1 molL1，故该反应的平衡常数K(molL1)1。答案：(1)ac(2)大于(3)小于tm时生成物浓度较低(4) (molL1)1
