化学平衡题目解析
归纳总结：
一、极端假设法解"化学平衡等同性"的问题化学平衡状态
对一可逆反应，在一定条件下，反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，都可以建立等同平衡状态.也就是说，不同的起始条件可以达到等同平衡状态.这里所说的等同平衡状态有两种情况：
1. 当温度和体积一定<；即恒温恒容>时，指平衡时各物质的物质的量相同，此时各不同的起始状态实际上是同一
起始状态.判断的方法是：将生成物按方程式中各物质的系数完全归至反应物<；极端假设法>，若对应物质的数值
．．<；物质的量>相同即等同平衡状态；若不同，则不是等同平衡状态.
[注意]各不同的起始状态，对应物质的物质的量相同，其浓度相同或百分含量也相同.
"恒温恒容"特例：2HI<g>H2<g>＋I2<g>，因为该类型反应的特点是反应前后气体的物质的量不变，所以也是"恒温恒压".
2. 当温度和压强一定<；体积可变，即恒温恒压>时，指平衡时各物质的浓度相同或百分含量相同.此时各不同的起
始状态，经过将生成物按方程式中各物质的系数完全归至反应物<；极端假设法>后，只要对应反应物的物质的量之比
．．相同，就会达到等同平衡状态.
[注意]各不同的起始状态，对应物质的物质的量可能
．．不同，但是其浓度相同或百分含量相同.
二、反应物用量的改变对转化率的一般规律
Ⅰ、若反应物只有一种：a A<g> b B<g>＋c C<g>，在不改变其他条件时，增加A的量平衡向正反应方向移动，但是A的转化率与气体物质的计量数有关：<；可用等效平衡的方法分析>.
①若a＝b＋c：A的转化率不变；②若a＞b＋c：A的转化率增大；③若a＜b＋c：A的转化率减小.
Ⅱ、若反应物不只一种：a A<g>＋b B<g> c C<g>＋d D<g>,
①在不改变其他条件时，只增加A的量，平衡向正反应方向移动，但是A的转化率减小，而B的转化率增大.
②若按原比例同倍数地增加A和B，平衡向正反应方向移动，但是反应物的转化率与气体物质的计量数有关：如a ＋b＝c＋d,A、B的转化率都不变；如a＋b＞c＋d,A、B的转化率都增大；如a＋b＜c＋d,A、B的转化率都减小.
三、充入"惰性气体"增大压强判断各反应物转化率变化
对于可逆反应aA<g>＋bB<g> cC<g>＋dD<g>,〔a＋b ≠c＋d,〕在压强变化导致平衡移动时，学生感到困惑的是充入"惰性气体"化学平衡朝哪个方向移动？转化率如何变化？可归纳为以下两方面：
1. 恒温恒容条件下充入"惰性气体"，化学平衡不移动.因平衡体系的各组分浓度均未发生变化，故各反应物转化率不变.
2. 恒温恒压条件下充入"惰性气体"，化学平衡向气体体积增大的方向移动.因为此时容器容积必然增大，相当于对反应体系减压，继而可判断指定物质的转化率变化.
四、NO2、N2O4平衡问题2NO2〔g〕N2O4〔g〕
〔1〕恒温、恒容的条件下，若分别向容器中通入一定量的NO2气体或N2O4气体，重新达到平衡后：可视为加压，平衡都向右移动，达到新平衡时NO2的转化率都增大,N2O4 的转化率将减小.NO2体积分数减小,N2O4体积分数增大，混合气体相对分子质量增大.
〔2〕压强减小，容器体积会扩大，不管平衡是否移动，向何方向移动，平衡体系中各物质的浓度都会减小，由于气体质量不变，所以密度减小.
〔3〕保持容器体积不变，充入"惰气", 各组分的物质的量不变，容器体积不变，故各组分浓度均无改变，平衡不发生移动.
〔4〕保持压强不变，充入"惰气"，容器容积增大，参加反应的各组分浓度减小，参加反应的各组分的总压强减小，平衡向气体体积增大的方向移动
五、用极限假设法解化学平衡取值范围题目的方法和步骤：
1.分析参照条件的特征；
2.判定所研究反应的进行方向；
3.确定基准物质：若研究的反应维持正方向，则以最易不足量〔系数最大〕的反应物为基准物质；若维持逆方向，则以最易不足量〔系数最大〕的产物为基准物质.
4.假设两个极限点，即假设基准物质完全消耗和完全没有消耗两个极限点，列出两个方程式，求出最小和最大的极限值，由此确定所求量的取值范围.
[例1]下列说法正确的是
A. 可逆反应的特征是正反应速率总是和逆反应速率相等；
B. 在其他条件不变时，使用催化剂既能变反应速率，又能改变化学平衡状态；
C. 在其他条件不变时，升高温度可以使化学平衡向吸热反应的方向移动；
D. 在其他条件不变时，增大压强一定会破坏气体反应的平衡状态.
[分析]逐项判断可以采取假想情况予以批驳，驳得倒，到了例外，就可予以否定.
选项A，在未达到平衡前，正反应速率往往大于逆反应速率，所以予以否定；
选项B，在其他条件不变时，使用催化剂只能改变反应速率，而不能改变化学平衡状态；
选项D，如果一个反应，反应前后气体的总物质的量不变，总体积不变，那么增大压强虽然可以增加各组分气体的浓度，也可以同时增加正向和逆向的反应速率，但并不改变平衡状态，应予否定.
[答案]C
[例2]在一恒容的密闭容器中A<g>＋B<g> C<g>的平衡体系中，若增大A的浓度而使平衡向右移动，达到新的平衡时，则下列说法不正确的是
A. C的平衡浓度一定比原来平衡时大
B. B的平衡浓度一定比原来平衡时小
C. C的体积分数一定比原来平衡时小
D. A的转化率一定比原来平衡时大
[分析]对于气态反应来说，保持容器体积不变而向原来平衡体系中增加某反应物的量，可以使其它反应物的转化率增大，可以使生成物的量也增加，由于增加的反应物只有少量转化，所以该物质总的转化率反而降低，又由于体系中总的物质的量增大，所以生成物的体积分数一般也是减小的.
[答案]D
[例3]在一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生反应2A<g>＋B<g> 3C<g>＋D<g>，达
到平衡时,C的浓度为w mol/L.若维持容器体积和温度不变，按下列四种方法改变起始物质，达到平衡后,C的浓度仍为w mol/L 的是
A. 4 molA＋2molB
B. 2 molA＋1molB＋3 molC＋1molD
C. 1molB＋3 molC＋1molD
D. 3 molC＋1molD
[分析]在等温条件下平衡时，正向和逆向速率相等，平衡才发生移动.在气态反应中，各气体之间物质的量之比也就是浓度比.既然如此，要想得到混合气体中C的浓度仍为w mol/L，则投入的原料既可以是原料气的配比2mol A和1mol B，也可以是生成物的配比3molC和1molD，因为题目说的是可逆反应达到平衡时的情况.若选<B>，则这样投料将使C的浓度发生变化，不合要求.
[答案]D
[例4]在一恒容密闭容器中，反应A<g>＋B<g> C<g>达到平衡，若增大A的浓度，使平衡右移，并达到新的平衡，下列说法正确的是
A. A的浓度一定比原平衡大
B. A的转化率增大
C. C的百分含量一定大于原平衡C的百分含量
D. B的转化率一定减小
[分析]增大A的浓度，尽管平衡右移，但加入的A不可能全部转化.平衡时A的浓度一定比原平衡大，而A的转化率不一定增大.因为A的总量在增大.同理C的百分含量也不一定增大.而平衡右移B的转化率一定增大.
[答案]A.
[例5]在一个容积不变的容器内，有一左右可滑动的隔板，在该密封容器隔板两侧分别进行如图所示的可逆反应.各物质的起始量如下：A、B、C均为4.0mol,D为2.0mol,E为3.0mol.设F的物质的量为x.当x在一定范围内变化时，均可以通过调节容器的温度使两侧反应达到平衡，并且隔板恰好处在正中位置，请填写下列空白：
〔1〕若x＝6.0mol，则右侧反应在起始反应时应向_____〔填"正反应"或"逆反应"〕方向进行.
〔2〕欲使起始反应维持向该方向进行，则x的取值范围为__________________________.
[分析]本题是一个恒容恒压的过程，且左侧是一个参照条件.
左侧是气体分子数不变的反应，已知共有气体12mol，而右侧当x＝6.0mol时，起始共有气体2.0＋3.0＋6.0＝11〔mol〕＜12mol，因此要保持隔板位于中间，只能向逆反应进行，使右侧体系中气体为12mol.
若起始维持这个方向〔逆反应方向〕，极限值有两个点：①F完全消耗；②F完全没有消耗.
假设F完全消耗，则2.0＋0.5 x ＋3.0＋1.0 x＝12，解之得x＝14/3〔mol〕，为最小极限值〔因为逆反应是气体体积增大的〕.假设F完全没有消耗，则有3.0＋2.0＋x＝12，解之得x＝7〔mol〕，为最大极限值.
故x的取值范围是：14/3＜x＜7.
[例6]在一个容积固定的反应器中，有一左右可滑动的密封隔板，两侧分别进行如图所示的可逆反应.各物质起始加入量如下：M为2.5mol,N为3mol,P为0mol,A、C、D各为0.5mol,B为x mol.当x在一定范围内变化时，均可通过调节反
应器的温度，使两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处于反应器正中位置.
若达到平衡后，测得M转化率为75％，请填写下列空白：
〔1〕达到平衡后，反应器左室气体总物质的量为_________________.
〔2〕若欲使右室反应v正＞v逆,x的取值范围是_________________.
〔3〕若欲使右室反应v正＜v逆,x的取值范围是_________________.
[分析]〔1〕左室是气体分子数不变的反应,n气＝2.5mol.
〔2〕假设B完全消耗，则有0.5－x/4＋0.5＋x /2＋0.5＋x /4＝2.5；解之得x＝2，因为v正＞v逆，即反应向正反应方向进行，所以x＝2为最大极限值.假设B完全没有消耗，则有0.5＋0.5＋0.5＋x＝2.5，解之得x＝1为最小极限值.所以1＜x＜2.
〔3〕假设C完全消耗，则有0.5＋0.25＋x＋1.0＋0.25＝2.5，解之得x＝0.5为最小极限值.假设C完全没有消耗，则有0.5＋0.5＋0.5＋x＝2.5，解之得x＝1为最大极限值.所以0.5＜x＜1.
用极限假设法解化学平衡取值范围题目的方法和步骤：
1.分析参照条件的特征；
2.判定所研究反应的进行方向；
3.确定基准物质：若研究的反应维持正方向，则以最易不足量〔系数最大〕的反应物为基准物质；若维持逆方向，则以最易不足量〔系数最大〕的产物为基准物质.
4.假设两个极限点，即假设基准物质完全消耗和完全没有消耗两个极限点，列出两个方程式，求出最小和最大的极限值，由此确定所求量的取值范围.
[例7]二氧化氮存在下列平衡：2NO2<g> N2O4<g>；△H＜0kJ/mol.在测定NO2的相对分子质量时，下列条件较为适宜的是
A. 温度130℃，压强3.03×105Pa
B. 温度25℃，压强1.01×105Pa
C. 温度130℃，压强5.05×104Pa
D. 温度0℃，压强5.05×104Pa
[分析]本题考察勒夏特列原理在化学平衡中的应用，若测定NO2的相对分子质量，应尽量使平衡向生成NO2的方向移动，则较为适宜的条件为减压，升温，且NO2在21℃时变为液态.故选C.[答案]C
提示：利用勒夏特列原理解决化学平衡问题，审题时先看清该反应的特点，即是放热反应还是吸热反应，是气体体积扩大还是缩小.很多同学错选A，另一原因是审题不清，只注意A选项中3.03比5.05小，而未注意后面105＞104导致匆忙选择，这是同学们做题时常犯的毛病，所以在今后做题时要注意看完，看清选项后再做答，不要急于求成.
[例8]已建立化学平衡的某可逆反应，当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列有关叙述正确的是
①生成物百分含量一定增加②生成物含量一定增加③反应物转化率一定增大
④反应物浓度一定降低⑤正反应速率一定大于逆反应速率⑥使用合适的催化剂
A. ①②
B. ②⑤
C. ②③⑤
D. ②③④⑤
[分析]本题考查勒夏特列原理在平衡移动中的应用，增加反应物或减少生成物均使平衡向右移动，所以生成物绝对产量必上升，但其百分含量为一相对量，若增加投料量引起的物理变化大于平衡移动的消耗<；化学变化>即n总的增加大于n生的增加，则生成物百分含量不升反降，故①错,②对.若反应物不止一种，则增加反应物1的量会提高反应物2的转化率，而反应物1的转化率不升反降，故③错，若以减小体积的方式增大压强，使平衡向气体分子数减小的方向进行，则反应物、生成物的浓度同时增大，故④错，使用催化剂不会改变化学平衡，故⑥错.[答案]B
提示：本题主要训练学生的举一反三能力，有助于同学们打破非此即彼的思维定势，要注意一般和特殊的关系. [例9]一定温度下，将a mol PCl5通往一容积不变的密闭容器中达如下平衡：PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)，此时平衡混合气体的压强为P1，再向容器中通入a mol PCl5，恒温下再度达到平衡后压强变为P2，则P1与P2的关系是
A. 2P1＝P2
B. 2P1＞P2
C. 2P1＜P2
D.P1＝2P2
[分析]题意的变化过程如下图所示：
Ⅱ是Ⅰ的等效平衡，由Ⅱ变为Ⅲ时，体积缩小一倍，可转化为压强增大一倍来考虑平衡移动.但由于增大压强，对此可逆反应来说，平衡向逆反应方向进行，因而增大的压强就会小于原压强的2倍.
[答案]B
[例10]在温度和容积相等的条件下，有反应：2A(g)＋2B(g)C(g)＋3D(g)，现分别从两条途径建立平衡.Ⅰ. A、B起始浓度均为2 mol / L,Ⅱ.C、D的起始浓度分别为2 mol / L和6 mol / L.下列叙述正确的是
A . Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到平衡时，体系内各气体的物质的量分数不同
B . Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到平衡时，体系内各气体的体积分数不同
C . 达到平衡时,Ⅰ途径的υA 等于Ⅱ途径的υA
D . 达到平衡后，第Ⅰ途径混合气密度为第Ⅱ途径混合气密度的1/2
[分析]按照等效平衡的规律,Ⅱ的从正反应开始的反应物的初始浓度分别为4 mol / L，即可与之建立等效平衡状态.而此时所得反应物的初始浓度是Ⅰ状态的反应物的初始浓度的2倍，因此,Ⅰ、Ⅱ所得平衡是等
效平衡.故A 、B 错.由于Ⅱ的浓度是Ⅰ的浓度的两倍,Ⅱ的反应速率当然比Ⅰ大.故C 错.由于Ⅱ的质量是Ⅰ的质量的2倍，而体积相同，故D 正确.
[例11]恒温下，将a mol N 2与b mol H 2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：N 2 <g>＋3 H 2<g>2NH 3<g>
(1) 若反应进行到某时刻t 时,n t <N 2>＝13 mol,n t <NH 3>＝6 mol，计算a 的值.
(2) 反应达平衡时，混合气体的体积为716.8 L<；标准状况下>，其中NH 3的含量<；体积分数>为25%.计算平衡时NH 3的物质的量____________.
(3) 原混合气体与平衡混合气体的总物质的量之比<；写出最简整数比，下同>,n <；始>∶n <；平> ＝.
(4) 原混合气体中,a ∶b ＝.
(5) 达到平衡时,N 2和H 2的转化率之比,α<N 2>∶α <H 2>＝.
(6) 平衡混合气体中,n <N 2>∶n <H 2>∶n <NH 3>＝.
[分析]⑴ 解法一：由反应的化学方程式得知，反应掉的N 2和生成NH 3的物质的量之比为1∶2，设反应掉的N 2的物质的量为x mol.则 x ∶6＝1∶2 解之x ＝3 a ＝13＋3＝16
解法二：N 2 <g>＋3H 2<g>2NH 3<g>
开始时 ab 0
t 时 13 6
在t 时生成 6 mol NH 3，消耗了3 mol N 2，所以a ＝13＋3＝16
⑵ n 平<NH 3>＝错误! 716.8L 错误!
-1×25%＝32 mol×25%＝8 mol 同理则不难得出其它几问的答案⑶ 5∶4 ⑷ 2∶3 ⑸ 1∶2 ⑹ 3∶3∶2
[答案]⑴a ＝16 ⑵ n 平<NH 3>＝8 mol
⑶ 5∶4 ⑷ 2∶3 ⑸ 1∶2 ⑹ 3∶3∶2
[例12]一定温度下，把2mol SO 2和1mol O 2通入一定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO 2＋O 2催化剂
2SO 3 ，当此反应进行到一定程度时，反应混合物就处于平衡状态.该容器温度不变，设a 、b 、c 分别代表初始加入的SO 2、O 2和SO 3的物质的量.若a 、b 、c 取不同数值时，他们必须满足一定的相互关
系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍与上述平衡时的完全相同.请填写下列空白：
⑴若a ＝0,b ＝0，则c ＝_________. ⑵若a ＝0.5，则b ＝_______,c ＝_______.
⑶a 、b 、c 必须满足的一般条件是<；请用两个方程式表示，其中一个只含a 和c，另一个只含b 和c>：
_________________, ________________.
[答案]⑴ 2 ⑵ 0.25；1.5 ⑶ a ＋c ＝2；2b ＋c ＝2
[例13]在容积固定不变的4L 密闭容器中，存在可逆反应：X<g>＋2Y<g> 2Z<g>，并达到平衡，在此过程中，以Y 的浓度改变表示的反应速率v 正、v 逆与时间t 的关系如图2所示,
则图中阴影部分面积表示：
A. X 的浓度的减少
B. Y 物质的量的减少
C. Z 的浓度增加
D. X 物质的量的减少
[分析]本题借鉴物理学中常见的速率～时间图像v ＝f <t >和t 所围成的面积的大小在数值上等于质点的位移.现将化学反应速率类比为质点运动，则可把物理知识迁移到化学问题中去，解决有关化学反应速率图像问题.
因为可逆反应式中Y 和Z 的化学计量数相等，所以根据图像可得,oabd 和obd 围成的面积大小在数值上分别等于正反应Z 浓度的增加量和逆反应Z 浓度的减少量，由此可见，图中阴影部分面积即为在时间t 内Z 浓度的净增量.故答案选C.<；也是Y 浓度的减少量>[答案]C
[例14]在一个6L 的密闭容器中，放入3L X 〔g 〕和2L Y 〔g 〕在一定条件下发生下列 反应： 4X 〔g 〕＋3Y 〔g 〕2Q 〔g 〕＋nR 〔g 〕, 达到平衡后，容器温度不变，混合气体压强比原来增加 5％,X 的浓度减小1/3，则该反应式中的n 值是
v ／mol L －1 s －1 v 正v 逆b a d
A. 3
B. 4
C. 5
D. 6
[分析]本题可以采用一般解法，求出n值的大小，但步骤繁琐，若用估算法，结合选项，即可很快得出答案.
根据反应的化学方程式，若"混合气体压强比原来增加5％,X的浓度减小1/3"，说明反应的正方向是体积增大的反应，即：4＋3＜2＋n,n＞5，选项中n＞5的只有D，故选D.[答案]D
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