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化学平衡典型题型分析（一）

编　　稿：刘　　银　　　　审　　稿：赵宏伟　　　　责　　编：顾振海

　　一、判断可逆反应到达化学平衡状态的标志
　　1、υ_正=υ_逆
　　(1)若用同一物质表示该反应的正、逆反应速率，则υ_A正=υ_A逆

　　(2)若用不同物质表示该反应的正、逆反应速率，则υ_A+:υ_B-=m:n(m、n为化学方程式中A、B前面的系数)。

　　2、某些物理量不随时间变化而变化
　　可逆反应到达平衡后，很多物理量：各组分物质的量、质量、各组分质量分数、物质的量分数、物质的量浓度、颜色、压强、体积、气体密度、气体平均摩尔质量、温度、转化率等均不随时间变化而变化。但反过来，这些物理量不再变化不一定说明反应已到平衡。判断是否到达平衡的一般思路是：

　　●先观察反应的特征，特别是该反应正向气体体积的变化；

　　●再观察所给条件是什么，特别注意是恒容还是恒压？是否是密闭体系？

　　●再观察所选的物理量，在反应过程中是有变化的，还是一直都是常量。若是有变化的，则不随时间变化可以作为判断标志，若一直是常量，则不随时间变化不能作为判断标志。

　　例：在一定条件下，可逆反应2A₂(g)+2B₂(g)3C₂(g)+D₂(g)在容积不变的容器中进行。达到平衡的标志是（　 ）
　　A. 单位时间内生成2n mol B₂，同时消耗3n mol C₂
　　B. 容器内压强不随时间变化
　　C. 混合气的密度不随时间变化
　　D. 混合气的平均摩尔质量不随时间变化
　　E. 单位时间内断裂2 mol A-A键，同时断裂3 mol C-C键

　　【分析】
　　在任何时刻，单位时间内生成2n mol B₂的同时必然消耗3n mol C₂，两个速率的指向相同，不能作为到达平衡的标志，所以A选项错；该反应的特征是反应前后气体体积不变，恒温恒容时在任何时刻气体物质的量均不变，压强均不变，又因为密闭体系质量守恒，所以平均摩尔质量不变；又因为恒容，所以密度不变，所以B、C、D不能作为判断标志；消耗2 mol A的同时必生成3 mol C，则C的生成速率等于C的消耗速率，所以E可以作为到达平衡的标志。

　　【答案】　E

　　二、平衡移动专题
　　1、思路
　　平衡移动是这一章的重点题目，一般有正向和逆向两种思路：

　　正向思路：改变什么条件→正、逆反应速率如何变化→平衡如何移动→最终什么结果

　　逆向思路：完全是上面的逆过程，先给出平衡移动的方向，反问速率的变化或改变的条件。

　　2、呈现方式
　　(1)文字呈现

　　例：下列反应处于平衡状态时，升温或减压时哪个反应的平衡都能正向移动（　 ）
　　A. 2SO₃(g)2SO₂(g)+O₂(g)　　　(正反应吸热)
　　B. N₂(g)+O₂(g)2NO(g) 　　　　(正反应吸热)
　　C. CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g) (正反应吸热)
　　D. CaO(s)+CO₂(g)CaCO₃(s) 　　(正反应放热)

　　【分析】
　　升温平衡正向移动，反应正向应为吸热反应，由此排除D。减压平衡正向移动，反应正向应为气体体积增大的方向，由此确定A。

　　【答案】　A

　　例：反应NH₄HS(s)H₂S(g)+NH₃(g)在某温度下达到平衡，下列各种情况下，平衡不发生移动的是（　 ）
　　A. 移走一部分NH₄HS　　
　　B. 其他条件不变，通入SO₂气体
　　C. 容积不变，充入氮气　　
　　D. 保持压强不变，充入氮气

　　【分析】
　　NH₄HS为固体，加入或移走不影响平衡的移动。通入SO₂气体，与H₂S反应，H₂S浓度减小，平衡右移。体积不变充入氮气，相关气体浓度不变，平衡不动。恒压条件下充入氮气，体积扩大相当于减压，平衡右移。

　　【答案】　AC

　　(2)图像呈现
　　这类题目是以图像的形式考察化学平衡移动知识，要求学生有能力解读图像，把图像翻译成文字。特别注重知识综合应用能力和分析判断能力的考查。一般在解有关平衡和速率的图象题时要注意以下几点：

　　1、看清横、纵坐标所代表的量的含义；一般横坐标为自变量，纵坐标为因变量。弄清曲线所表示的是哪些量之间的关系。

　　2、看清曲线的整体变化趋势。由此可判断出随着横坐标所代表物理量的增加，平衡移动的方向。

　　3、弄清曲线上点的意义，特别是某些特殊点如坐标轴的交点、曲线的起点、曲线的交叉点、转折点、极限点等。

　　4、控制变量。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，并与勒夏沙特列原理挂钩。

　　★图像基本题型：
　　1、速率～时间图

　　2、浓度时间图

　　3、含量～时间～温度（或压强）图

　　4、恒温、恒压线

　　例：可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)+Q，开始时在容器中充入A和B或C和D，图1和图2分别表示平衡后，改变温度T和压强P对反应速率υ与化学平衡的影响。下列关系正确的是（　 ）

　　A. 开始充入A和B 　m+n>p+q　 (正反应放热)　
　　B. 开始充入A和B 　m+n>p+q　 (正反应吸热)
　　C. 开始充入C和D 　m+n>p+q　 (正反应吸热)　
　　D. 开始充入C和D 　m+n<p+q　 (正反应吸热)

　　【分析】
　　图1表示升温平衡正向移动，所以正反应吸热，排除A。图2表示加压平衡逆向移动，所以m+n<p+q。

　　【答案】　D

　　例：X%为气体生成物在平衡体系中的体积百分含量，符合曲线的反应是（　 ）

　　A. N₂(g)+O₂(g)2NO(g) 　　　　(正反应吸热)
　　B. CO(g)+H₂O(g)H₂(g)+CO₂(g)　(正反应放热)
　　C. C(s)+H₂O(g)CO(g)+H₂(g) 　 (正反应吸热)
　　D. N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g) 　　　(正反应放热)

　　【分析】
　　该图像有T、P两个变量同时影响X%，所以要控制变量。先固定压强不变，升温，X%升高，说明平衡正向移动，所以正反应吸热；再固定温度不变，加压，X%降低，说明平衡逆向移动，所以m+n<p+q。

　　【答案】　C

　　三、改变条件对平衡移动的影响和对转化率的影响

　　1、压强
　　加压，若该反应正向为气体体积减小的方向，则平衡正向移动，反应物转化率增大；反之，平衡逆向移动，反应物转化率减小。

　　2、温度
　　升温，若该反应正向为吸热反应，则平衡正向移动，反应物转化率增大；反之，平衡逆向移动，反应物转化率减小。

　　3、浓度
　　若增加反应物浓度，平衡正向移动，但反应物的转化率不一定都上升，有以下几种情况：

　　恒温恒容：
　　①多种反应物参加的反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)

　　　增加A的浓度，平衡右移，B的转化率必然增大，A的转化率反而减小。

　　　【分析】
　　　A浓度增加，平衡必然正向移动，B转化的更多，而B的起始浓度不变，所以B的转化率增加；增加的A，A转化的量与起始的量都增加，但由于平衡的移动只是减弱而不能抵消所变的条件，即A起始的量增加的更快，所以A的转化率反而下降。

　　②可逆的分解反应(只有一种反应物)：
　　★若反应后气体体积减小，如2NO₂(g)N₂O₄(g)
　　　增加NO₂的浓度，平衡右移，NO₂的转化率升高

　　★若反应后气体体积增大，如2NH₃(g)N₂(g)+3H₂(g)
　　　增加NH₃的浓度，平衡右移，NH₃的转化率降低

　　★若反应后气体体积不变，如2HI(g)H₂(g)+I₂(g)
　　　增加HI的浓度，平衡右移，HI的转化率不变

　　恒温恒压：
　　①多种反应物参加的反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
　　　情况复杂，这里不讨论。

　　②可逆的分解反应：
　　　对任意可逆的分解反应，增加反应物的浓度，其转化率不变。

　　例：容积相同的四个密闭容器中，进行同样的可逆反应：2A(g)+B(g)3C(g)+2D(g)；起始时甲、乙、丙、丁四个容器所装A和B的量分别为：甲：A 2mol，B 1mol；乙：A 1mol，B 1mol；丙：A 2mol，B 2mol；丁：A 1mol，B 2mol。在相同温度下建立平衡时，A或B的转化率大小关系为（　 ）
　　A. A的转化率为甲<丙<乙<丁　　　　
　　B. A的转化率为甲<乙<丁<丙
　　C. B的转化率为甲>乙>丙>丁　　　　
　　D. B的转化率为甲<丙<乙<丁

　　【分析】
　　　　　　　　 甲　　 乙　　丙　　丁
　　A (mol)　　　2　　　1　　 2　　 1
　　B (mol)　　　1　　　1　　 2　　 2
　　甲乙相比：n(B)相同，n(A)_甲> n(A)_乙，所以A的转化率：甲<乙
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B的转化率：甲>乙
　　乙丁相比：n(A)相同，n(B)_丁> n(B)_乙，所以A的转化率：丁>乙　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B的转化率：丁<乙
　　甲丙相比：A的转化率：丙>甲　　 B的转化率：丙<甲
　　乙丙相比：丙的压强大，相当于对乙的加压过程，平衡左移，A 、B的转化率均比乙小
　　丙丁相比：A的转化率：丁>丙　　 B的转化率：丁<丙

　　【正确答案】　AC