论文部分内容阅读
〔关键词〕 判断类；化学平衡；选择题；解法
〔中图分类号〕 G633.8〔文献标识码〕 C
〔文章编号〕 1004—0463（2009）06（B）—0058—02
一、判断某些量的取值范围
根据“可逆反应不能进行到底”的基本特点可知：在密闭容器中，建立平衡及平衡移动后，各成分的物质的量、浓度都大于0，且百分含量、反应物转化率都大于0而小于1。
例1. 在密闭容器中进行如下反应： X2（g）+Y2（g）?葑2Z（g）。已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol•L-1、0.3 mol•L-1、0.2 mol•L-1，在一定条件下，当反应达到平衡后，各物质的浓度有可能是（）
A.Z为0.3 mol•L-1B.Y2为0.35 mol•L-1
C.X2为0.2 mol•L-1 D.Z为0.4 mol•L-1
解析:本题可用极端假设法判断，即若反应正向进行到底，则X2、Y2、Z的浓度分别为0、0.2、0.4（mol•L-1）；若反应逆向进行到底，则三者的浓度分别为0.2、0.4、0（mol•L-1）。因此待反应达到平衡后，各成分浓度的取值范围应是：0 mol•L-1﹤C（X2）﹤0.2 mol•L-1，0.2 mol•L-1﹤C（Y2）﹤0.4 mol•L-1，0 mol•L-1﹤C（Z）﹤0.4 mol•L-1。故答案为A、B。
二、判断可逆反应是否达到平衡状态
当某可逆反应进行到单位时间内消耗与生成的某种成分物质的量相等，或其物质的量、浓度、百分含量、转化率（或产率）保持不变，或体系总的物质的量、压强、平均摩尔质量、密度由最初的变化到不变时，就意味着该反应已达平衡。
例2.在一定温度下，不能确认可逆反应A（g）+3B（g）?葑2C（g）已达平衡的标志是（）
A. A、B、C的浓度不再变化
B.混合气体的压强不再变化
C.单位时间生成n mol A，同时生成2n mol C
D. A、B、C的分子数之比为1︰3︰2
解析：由上述可逆反应达到平衡的条件可轻松得出本题答案为D。
三、判断某些量的变化趋势
不论可逆反应是否达到平衡，也不论平衡是否移动，正逆反应速率都不等于零，且体系各成分之间的原子交换也不可能终止。
例3. 对密闭容器中的化学平衡PCl3（g）+Cl2（g）?葑PCl5（g），维持温度和体积不变，再充入37Cl2，则在平衡移动的过程中，PCl3中37Cl的含量将（）
A.增加B.减少C.不变D.无法判断
解析：平衡正向移动时，PCl5中37Cl含量增加，同时PCl5发生分解，导致PCl3中37Cl的含量也增加。因此答案为A。
四、判断平衡移动情况
当反应物转化率或某种成分的百分含量改变时，平衡一定发生了移动；改变温度，平衡也必定移动；而改变浓度或压强时，平衡却不一定移动。
例4.密闭容器中，反应aA（g）?葑bB（g）达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增加1倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60%，则（）
A.平衡向正反应方向移动了
B.物质A的转化率减少了
C.物质B的质量分数减少了
D.化学计量数关系：a﹥b
解析：c(B)=，根据V增加1倍时c（B）变为原来的60%﹥50%，可知减小压强时n（B）增加了，说明平衡正向移动。因此答案为A。
五、利用“等效平衡”原理判断平衡移动方向
有两种常见的“等效平衡”：当温度和容积一定时，体系中各对应原子的物质的量应相等；而当温度和压强一定时，则要求起始加入的各反应物和生成物物质的量之比相等。
例5.某温度下，一容积可变的容器中，反应2A（g）+ B（g）?葑2C（g）达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol和4 mol。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1 molD.均减少1 mol
解析：由于“容积可变”的隐含条件是“压强不变”，因此在原平衡混合物中加入（或移去）物质的量之比为2︰1︰2的A、B和C时，平衡不发生移动。而当均增加1 mol时可将其看作是两步完成：先加1 mol A、0.5 mol B和1 mol C，平衡状态不变；再加入0.5 mol B，则平衡右移。同理可知，A、B、C均减少1 mol时平衡左移。因此答案为C。
六、根据可逆反应的化学方程式进行判断
利用理想气态方程、反应速率表达式、平衡移动原理和反应时各种反应物与生成物之间的定量关系，通过必要的计算，即可作出正确判断。
例6.某容积可变的密闭容器中放入一定量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：A（g）+2B（g）?葑2C（g）。若维持温度和压强不变，达平衡时容器的体积为V，此时C气体的体积分数为40%，则下列判断正确的是（）
A.原混合气体的体积为1.1V
B.原混合气体的体积为0.9V
C.反应达平衡时，气体A消耗了0.2V
D.反应达平衡时，气体B消耗了0.2V
解析：由反应方程式可知同温同压下，V（A）耗＝0.5V（B）耗＝0.5 V（Ｃ）生＝Ｖ减，已知V（Ｃ）生＝０.４Ｖ，故V（A）耗＝０.２Ｖ，V（B）耗＝０.４Ｖ，原混合气体总体积为Ｖ＋０.２Ｖ＝１.２Ｖ。故答案为Ｃ。
七、判断“双平衡”体系中某种成分的浓度
这类题目涉及两个连续的可逆反应，解题时应先找出连接两反应的“桥梁物质”，并假设第一反应先达到平衡，然后考虑发生第二反应直至平衡前对前一平衡的影响，即按先“隔离”后“联系”的程序分析判断。解此类题的关键是第一平衡建立后，“桥梁物质”的浓度保持不变。
例７.将NH4I置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应：NH4I（ｓ）?葑NH3（g）+HI（g）， ２HI（g）?葑H２（g）+I２（g）。当反应达到平衡时，C（H２）＝0.5 mol•L-1，Ｃ（HI）＝4 mol•L-1，则Ｃ（NH3）为 （）
Ａ.3.5 mol•L-1 Ｂ.4 mol•L-1
Ｃ.4.5 mol•L-1Ｄ.5 mol•L-1
解析： 假设NH4I（s）的分解先达到平衡，则C（NH3）=C（HI）；随后HI再发生分解，从而使第一平衡向右移动，导致Ｃ（NH3）增加，且Ｃ（NH3）增=Ｃ（HI）耗=2C（H2）；由于单位时间内第二反应分解消耗的HI物质的量与第一平衡右移时增加的HI物质的量相等，因此Ｃ(HI)保持不变。故Ｃ（NH3）=Ｃ（NH3）始+Ｃ（NH3）增=Ｃ（HI）+2C（H2）=5 mol•L-1。因此答案为D。
八、利用等效平衡解决特殊的化学平衡问题
由等效平衡思想可得，对只有一种反应物（或只有一种生成物）的全气相平衡，温度和容积不变时，增加这种反应物（或这种生成物）的量，相当于原平衡加压；减小这种反应物（或这种生成物）的量则相当于减压。据此便可快速判断平衡移动情况。
例8.在一真空密闭容器中盛有1 mol PCl5，在200 ℃时发生如下反应：PCl5（g）?葑PCl3（g）+Cl2（g）。反应达平衡时，PCl3所占的体积分数为M%，若在同一温度下，在同一容器中，最初投入的是2 mol PCl5，反应达平衡时，PCl3的体积分数为N%，则M和N的关系是 （）
A.M>NB.M 解析：容器中投入2 mol PCl5建立的平衡，可看作是原平衡在温度和容积不变时再充入1 mol PCl5发生移动而成，如果不考虑混合气体物质的量的增加，就浓度、体积分数和转化率的改变而言，相当于将容积缩小一半，则平衡左移，致使PCl3的体积分数减小，即N%﹤M% 。因此答案为A。
九、利用平衡移动曲线进行判断
此类题应先分析图示中温度、压强变化时，平衡混合物中某一量的改变情况，再根据平衡移动原理判断反应的热效应、比较反应气体与生成气体计量数的相对大小及纵坐标的含义等。
例9.反应L（s）+aG（g）?葑bR（g）达到平衡时，温度（T）和压强（P1﹥P2）对该反应的影响如右图所示，φ（G）表示G的体积分数。据此可判断（）
A.正反应是放热反应，a﹥b
B.正反应是放热反应，a﹤b
C.正反应是吸热反应，a﹥b
D.正反应是吸热反应，a﹤b
解析：由曲线的变化趋势可知，恒压下升温时，φ（G）减小，说明平衡正向移动，即正反应为吸热反应；恒温下加压（P2→P1）时，φ（G）增大，则平衡逆向移动，逆反应为气体物质的量减小的反应，即a﹤b。故答案为D。
〔中图分类号〕 G633.8〔文献标识码〕 C
〔文章编号〕 1004—0463（2009）06（B）—0058—02
一、判断某些量的取值范围
根据“可逆反应不能进行到底”的基本特点可知：在密闭容器中，建立平衡及平衡移动后，各成分的物质的量、浓度都大于0，且百分含量、反应物转化率都大于0而小于1。
例1. 在密闭容器中进行如下反应： X2（g）+Y2（g）?葑2Z（g）。已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol•L-1、0.3 mol•L-1、0.2 mol•L-1，在一定条件下，当反应达到平衡后，各物质的浓度有可能是（）
A.Z为0.3 mol•L-1B.Y2为0.35 mol•L-1
C.X2为0.2 mol•L-1 D.Z为0.4 mol•L-1
解析:本题可用极端假设法判断，即若反应正向进行到底，则X2、Y2、Z的浓度分别为0、0.2、0.4（mol•L-1）；若反应逆向进行到底，则三者的浓度分别为0.2、0.4、0（mol•L-1）。因此待反应达到平衡后，各成分浓度的取值范围应是：0 mol•L-1﹤C（X2）﹤0.2 mol•L-1，0.2 mol•L-1﹤C（Y2）﹤0.4 mol•L-1，0 mol•L-1﹤C（Z）﹤0.4 mol•L-1。故答案为A、B。
二、判断可逆反应是否达到平衡状态
当某可逆反应进行到单位时间内消耗与生成的某种成分物质的量相等，或其物质的量、浓度、百分含量、转化率（或产率）保持不变，或体系总的物质的量、压强、平均摩尔质量、密度由最初的变化到不变时，就意味着该反应已达平衡。
例2.在一定温度下，不能确认可逆反应A（g）+3B（g）?葑2C（g）已达平衡的标志是（）
A. A、B、C的浓度不再变化
B.混合气体的压强不再变化
C.单位时间生成n mol A，同时生成2n mol C
D. A、B、C的分子数之比为1︰3︰2
解析：由上述可逆反应达到平衡的条件可轻松得出本题答案为D。
三、判断某些量的变化趋势
不论可逆反应是否达到平衡，也不论平衡是否移动，正逆反应速率都不等于零，且体系各成分之间的原子交换也不可能终止。
例3. 对密闭容器中的化学平衡PCl3（g）+Cl2（g）?葑PCl5（g），维持温度和体积不变，再充入37Cl2，则在平衡移动的过程中，PCl3中37Cl的含量将（）
A.增加B.减少C.不变D.无法判断
解析：平衡正向移动时，PCl5中37Cl含量增加，同时PCl5发生分解，导致PCl3中37Cl的含量也增加。因此答案为A。
四、判断平衡移动情况
当反应物转化率或某种成分的百分含量改变时，平衡一定发生了移动；改变温度，平衡也必定移动；而改变浓度或压强时，平衡却不一定移动。
例4.密闭容器中，反应aA（g）?葑bB（g）达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增加1倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60%，则（）
A.平衡向正反应方向移动了
B.物质A的转化率减少了
C.物质B的质量分数减少了
D.化学计量数关系：a﹥b
解析：c(B)=，根据V增加1倍时c（B）变为原来的60%﹥50%，可知减小压强时n（B）增加了，说明平衡正向移动。因此答案为A。
五、利用“等效平衡”原理判断平衡移动方向
有两种常见的“等效平衡”：当温度和容积一定时，体系中各对应原子的物质的量应相等；而当温度和压强一定时，则要求起始加入的各反应物和生成物物质的量之比相等。
例5.某温度下，一容积可变的容器中，反应2A（g）+ B（g）?葑2C（g）达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol和4 mol。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1 molD.均减少1 mol
解析：由于“容积可变”的隐含条件是“压强不变”，因此在原平衡混合物中加入（或移去）物质的量之比为2︰1︰2的A、B和C时，平衡不发生移动。而当均增加1 mol时可将其看作是两步完成：先加1 mol A、0.5 mol B和1 mol C，平衡状态不变；再加入0.5 mol B，则平衡右移。同理可知，A、B、C均减少1 mol时平衡左移。因此答案为C。
六、根据可逆反应的化学方程式进行判断
利用理想气态方程、反应速率表达式、平衡移动原理和反应时各种反应物与生成物之间的定量关系，通过必要的计算，即可作出正确判断。
例6.某容积可变的密闭容器中放入一定量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：A（g）+2B（g）?葑2C（g）。若维持温度和压强不变，达平衡时容器的体积为V，此时C气体的体积分数为40%，则下列判断正确的是（）
A.原混合气体的体积为1.1V
B.原混合气体的体积为0.9V
C.反应达平衡时，气体A消耗了0.2V
D.反应达平衡时，气体B消耗了0.2V
解析：由反应方程式可知同温同压下，V（A）耗＝0.5V（B）耗＝0.5 V（Ｃ）生＝Ｖ减，已知V（Ｃ）生＝０.４Ｖ，故V（A）耗＝０.２Ｖ，V（B）耗＝０.４Ｖ，原混合气体总体积为Ｖ＋０.２Ｖ＝１.２Ｖ。故答案为Ｃ。
七、判断“双平衡”体系中某种成分的浓度
这类题目涉及两个连续的可逆反应，解题时应先找出连接两反应的“桥梁物质”，并假设第一反应先达到平衡，然后考虑发生第二反应直至平衡前对前一平衡的影响，即按先“隔离”后“联系”的程序分析判断。解此类题的关键是第一平衡建立后，“桥梁物质”的浓度保持不变。
例７.将NH4I置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应：NH4I（ｓ）?葑NH3（g）+HI（g）， ２HI（g）?葑H２（g）+I２（g）。当反应达到平衡时，C（H２）＝0.5 mol•L-1，Ｃ（HI）＝4 mol•L-1，则Ｃ（NH3）为 （）
Ａ.3.5 mol•L-1 Ｂ.4 mol•L-1
Ｃ.4.5 mol•L-1Ｄ.5 mol•L-1
解析： 假设NH4I（s）的分解先达到平衡，则C（NH3）=C（HI）；随后HI再发生分解，从而使第一平衡向右移动，导致Ｃ（NH3）增加，且Ｃ（NH3）增=Ｃ（HI）耗=2C（H2）；由于单位时间内第二反应分解消耗的HI物质的量与第一平衡右移时增加的HI物质的量相等，因此Ｃ(HI)保持不变。故Ｃ（NH3）=Ｃ（NH3）始+Ｃ（NH3）增=Ｃ（HI）+2C（H2）=5 mol•L-1。因此答案为D。
八、利用等效平衡解决特殊的化学平衡问题
由等效平衡思想可得，对只有一种反应物（或只有一种生成物）的全气相平衡，温度和容积不变时，增加这种反应物（或这种生成物）的量，相当于原平衡加压；减小这种反应物（或这种生成物）的量则相当于减压。据此便可快速判断平衡移动情况。
例8.在一真空密闭容器中盛有1 mol PCl5，在200 ℃时发生如下反应：PCl5（g）?葑PCl3（g）+Cl2（g）。反应达平衡时，PCl3所占的体积分数为M%，若在同一温度下，在同一容器中，最初投入的是2 mol PCl5，反应达平衡时，PCl3的体积分数为N%，则M和N的关系是 （）
A.M>NB.M
九、利用平衡移动曲线进行判断
此类题应先分析图示中温度、压强变化时，平衡混合物中某一量的改变情况，再根据平衡移动原理判断反应的热效应、比较反应气体与生成气体计量数的相对大小及纵坐标的含义等。
例9.反应L（s）+aG（g）?葑bR（g）达到平衡时，温度（T）和压强（P1﹥P2）对该反应的影响如右图所示，φ（G）表示G的体积分数。据此可判断（）
A.正反应是放热反应，a﹥b
B.正反应是放热反应，a﹤b
C.正反应是吸热反应，a﹥b
D.正反应是吸热反应，a﹤b
解析：由曲线的变化趋势可知，恒压下升温时，φ（G）减小，说明平衡正向移动，即正反应为吸热反应；恒温下加压（P2→P1）时，φ（G）增大，则平衡逆向移动，逆反应为气体物质的量减小的反应，即a﹤b。故答案为D。