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化學反應速率與化學平衡
化學反應速率與化學平衡考點歸納
一、化學反應速率
⑴. 化學反應速率的概念及表示方法：通過計算式： 來理解其概念：
①化學反應速率與反應消耗的時間(Δt)和反應物濃度的變化(Δc)有關(guān)；
②在同一反應中，用不同的物質(zhì)來表示反應速率時，數(shù)值可以相同，也可以是不同的.但這些數(shù)值所表示的都是同一個反應速率.因此，表示反應速率時，必須說明用哪種物質(zhì)作為標準.用不同物質(zhì)來表示的反應速率時，其比值一定等于化學反應方程式中的化學計量數(shù)之比.
如：化學反應mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 的：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D) = m∶n∶p∶q
③一般來說，化學反應速率隨反應進行而逐漸減慢.因此某一段時間內(nèi)的化學反應速率，實際是這段時間內(nèi)的平均速率，而不是瞬時速率.
⑵. 影響化學反應速率的因素：
【注意】
①化學反應速率的單位是由濃度的單位(mol·L－1)和時間的單位(s、min或h)決定的，可以是mol·L－1·s－1、mol·L－1·min－1或mol·L－1·h－1，在計算時要注意保持時間單位的一致性．
②對于某一具體的化學反應，可以用每一種反應物和每一種生成物的濃度變化來表示該反應的化學反應速率，雖然得到的數(shù)值大小可能不同，但用各物質(zhì)表示的化學反應速率之比等于化學方程式中相應物質(zhì)的化學計量數(shù)之比．
如對于下列反應： mA + nB ＝ pC + qD
有：∶∶∶＝m∶n∶p∶q
或：
③化學反應速率不取負值而只取正值．
④在整個反應過程中，反應不是以同樣的速率進行的，因此，化學反應速率是平均速率而不是瞬時速率．
[有效碰撞] 化學反應發(fā)生的先決條件是反應物分子(或離子)之間要相互接觸并發(fā)生碰撞，但并不是反應物分子(或離子)間的每一次碰撞都能發(fā)生化學反應．能夠發(fā)生化學反應的一類碰撞叫做有效碰撞．
[活化分子] 能量較高的、能夠發(fā)生有效碰撞的分子叫做活化分子．
說明 ①活化分子不一定能夠發(fā)生有效碰撞，活化分子在碰撞時必須要有合適的取向才能發(fā)生有效碰撞．②活化分子在反應物分子中所占的百分數(shù)叫做活化分子百分數(shù)．當溫度一定時，對某一反應而言，活化分子百分數(shù)是一定的．活化分子百分數(shù)越大，活化分子數(shù)越多，有效碰撞次數(shù)越多．
[影響化學反應速率的因素]
I. 決定因素（內(nèi)因）：反應物本身的性質(zhì)
Ⅱ. 條件因素（外因）
壓強
對于有氣體參與的化學反應，其他條件不變時（除體積），增大壓強，即體積減小，反應物濃度增大，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，單位時間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多，反應速率加快；反之則減小.若體積不變，加壓（加入不參加此化學反應的氣體）反應速率就不變.因為濃度不變，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)就不變.但在體積不變的情況下，加入反應物，同樣是加壓，增加反應物濃度，速率也會增加.
溫度
只要升高溫度，反應物分子獲得能量，使一部分原來能量較低分子變成活化分子，增加了活化分子的百分數(shù)，使得有效碰撞次數(shù)增多，故反應速率加大（主要原因）.當然，由于溫度升高，使分子運動速率加快，單位時間內(nèi)反應物分子碰撞次數(shù)增多反應也會相應加快（次要原因）
催化劑
使用正催化劑能夠降低反應所需的能量，使更多的反應物分子成為活化分子，大大提高了單位體積內(nèi)反應物分子的百分數(shù)，從而成千上萬倍地增大了反應物速率.負催化劑則反之.
濃度
當其它條件一致下，增加反應物濃度就增加了單位體積的活化分子的數(shù)目，從而增加有效碰撞，反應速率增加，但活化分子百分數(shù)是不變的 .
其他因素
增大一定量固體的表面積（如粉碎），可增大反應速率，光照一般也可增大某些反應的速率；此外，超聲波、電磁波、溶劑等對反應速率也有影響.
圖表如下：
影響因素
對化學反應速率的影響
說明或舉例
反應物本
身的性質(zhì)
不同的化學反應有不同的反應速率
Mg粉和Fe粉分別投入等濃度的鹽酸中時，Mg與鹽酸的反應較劇烈，產(chǎn)生H2的速率較快
濃 度
其他條件不變時，增大(減小)反應物的濃度，反應速率增大(減小)
①增大(減小)反應物濃度，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多(減少)，有效碰撞次數(shù)增多(減少)，但活化分子百分數(shù)不變②固體的濃度可認為是常數(shù)，因此反應速率的大小只與反應物之間的接觸面積有關(guān)，而與固體量的多少無關(guān)．改變固體的量不影響反應速率
壓 強
溫度一定時，對于有氣體參加的反應，增大(減小)壓強，反應速率增大(減小)
①改變壓強，實際是改變氣體的體積，使氣體的濃度改變，從而使反應速率改變②改變壓強，不影響液體或固體之間的反應速率
溫 度
升高(降低)反應溫度，反應速率增大(減小)
①通常每升高10℃，反應速率增大到原來的2～4倍②升溫，使反應速率加快的原因有兩個方面：a．升溫后，反應物分子的能量增加，部分原來能量較低的分子變?yōu)榛罨肿?，增大了活化分子百分?shù)，使有效碰撞次數(shù)增多(主要方面)；b．升高溫度，使分子運動加快，分子間的碰撞次數(shù)增多(次要方面)
催化劑
增大化學反應速率
催化劑增大化學反應速率的原因：降低了反應所需的能量(這個能量叫做活化能)，使更多的反應物分子成為活化分子，增大了活化分子百分數(shù)，從而使有效碰撞次數(shù)增多
光、反應物顆粒的大小等
將反應混合物進行光照、將塊狀固體粉碎等均能增大化學反應速率
AgBr、HClO、濃HNO3等見光分解加快，與鹽酸反應時，大理石粉比大理石塊的反應更劇烈
二、化學平衡狀態(tài)
⑴ 前提——密閉容器中的可逆反應
⑵ 條件——一定條件的T、P、c —— 影響化學平衡的因素
⑶ 本質(zhì)——V(正)=V(逆)≠0
⑷ 特征表現(xiàn)——各組分的質(zhì)量分數(shù)不變
化學平衡可以用五個字歸納：
逆：研究對象是可逆反應
動：動態(tài)平衡.平衡時v正＝v逆 ≠0
等：v(正)＝v(逆)
定：條件一定，平衡混合物中各組分的百分含量一定（不是相等）；
變：條件改變，原平衡被破壞，發(fā)生移動，在新的條件下建立新的化學平衡.
【說明】
a．絕大多數(shù)化學反應都有一定程度的可逆性，但有的逆反應傾向較小，從整體看實際上是朝著同方向進行的，例如NaOH + HCl ＝ NaCl + H2O．
b．有氣體參加或生成的反應，只有在密閉容器中進行時才可能是可逆反應．如CaCO3受熱分解時，若在敞口容器中進行，則反應不可逆，其反應的化學方程式應寫為：CaCO3CaO + CO2↑；若在密閉容器進行時，則反應是可逆的，其反應的化學方程式應寫為：CaCO3CaO + CO2
可逆反應的特點：反應不能進行到底．可逆反應無論進行多長時間，反應物都不可能100％地全部轉(zhuǎn)化為生成物．
1.化學平衡狀態(tài)
①定義：一定條件(恒溫、恒容或恒壓)下的可逆反應里，正反應和逆反應的速率相等，反應混合物(包括反應物和生成物)中各組分的質(zhì)量分數(shù)(或體積分數(shù))保持不變的狀態(tài)．
②化學平衡狀態(tài)的形成過程：在一定條件下的可逆反應里，若開始時只有反應物而無生成物，根據(jù)濃度對化學反應速率的影響可知，此時ν正最大而ν逆為0．隨著反應的進行，反應物的濃度逐漸減小，生成物的濃度逐漸增大，則ν正越來越小而ν逆越來越大．當反應進行到某一時刻，ν正＝ν逆，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生改變，反應混合物中各組分的質(zhì)量分數(shù)(或體積分數(shù))也不再發(fā)生變化，這時就達到了化學平衡狀態(tài)．
2.化學平衡的標志：（處于化學平衡時）
①、速率標志：v正＝v逆≠0；
②、反應混合物中各組分的體積分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)不再發(fā)生變化；
③、反應物的轉(zhuǎn)化率、生成物的產(chǎn)率不再發(fā)生變化；
④、反應物反應時破壞的化學鍵與逆反應得到的反應物形成的化學鍵種類和數(shù)量相同；
⑤、對于氣體體積數(shù)不同的可逆反應，達到化學平衡時，體積和壓強也不再發(fā)生變化.
【例1】在一定溫度下，反應A2(g) + B2(g) 2AB(g)達到平衡的標志是 ( C )
A. 單位時間生成n mol的A2同時生成n mol的AB
B. 容器內(nèi)的壓強不隨時間變化
C. 單位時間生成2n mol的AB同時生成n mol的B2
D. 單位時間生成n mol的A2同時生成n mol的B2
3.化學平衡狀態(tài)的判斷
舉例反應：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
混合物體系中各成分的含量 ①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量分數(shù)一定平衡
②各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)一定平衡③各氣體的體積或體積分數(shù)一定平衡
④總壓強、總體積、總物質(zhì)的量一定不一定平衡
正、逆反應速率的關(guān)系
①在單位時間內(nèi)消耗了m molA同時生成m molA，即v正=v逆平衡
②在單位時間內(nèi)消耗了n molB同時生成p molC，均指v正 不一定平衡
③vA:vB:vC:vD=m:n:p:q，v正不一定等于v逆 不一定平衡
④在單位時間內(nèi)生成了n molB，同時消耗q molD，因均指v逆 不一定平衡
壓強
①m+n≠p+q時，總壓力一定（其他條件一定）平衡
②m+n=p+q時， 總壓力一定（其他條件一定）不一定平衡
混合氣體的平均分子量一定，①當m+n≠p+q時，平衡
②當m+n=p+q時，不一定平衡
溫度 任何化學反應都伴隨著能量變化，在其他條件不變的條件下，體系溫度一定時 平衡
體系的密度 密度一定 不一定平衡
判斷可逆反應達到平衡狀態(tài)的方法和依據(jù)圖表
例舉反應
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
混合物體系中
各成分的含量
①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量的分數(shù)一定
平衡
②各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)一定
平衡
③各氣體的體積或體積分數(shù)一定
平衡
④總體積、總壓力、總物質(zhì)的量一定
不一定平衡
正、逆反應
速率的關(guān)系
①在單位時間內(nèi)消耗了m molA同時生成m molA，即V(正)=V(逆)
平衡
②在單位時間內(nèi)消耗了n molB同時消耗了p molC，則V(正)=V(逆)
平衡
③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q，V(正)不一定等于V(逆)
不一定平衡
④在單位時間內(nèi)生成n molB，同時消耗了q molD，因均指V(逆)
不一定平衡
壓強
①m+n≠p+q時，總壓力一定（其他條件一定）
平衡
②m+n=p+q時，總壓力一定（其他條件一定）
不一定平衡
混合氣體平均相對分子質(zhì)量Mr
①Mr一定時，只有當m+n≠p+q時
平衡
②Mr一定時，但m+n=p+q時
不一定平衡
溫度
任何反應都伴隨著能量變化，當體系溫度一定時（其他不變）
平衡
體系的密度
密度一定
不一定平衡
其他
如體系顏色不再變化等
平衡
4．化學平衡移動
⑴勒夏特列原理：如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、壓強和溫度等），平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動.其中包含：
①影響平衡的因素：濃度、壓強、溫度三種；
②原理的適用范圍：只適用于一項條件發(fā)生變化的情況（即溫度或壓強或一種物質(zhì)的濃度），當多項條件同時發(fā)生變化時，情況比較復雜；
③平衡移動的結(jié)果：只能減弱（不可能抵消）外界條件的變化.
⑵平衡移動：是一個“平衡狀態(tài)→不平衡狀態(tài)→新的平衡狀態(tài)”的過程.一定條件下的平衡體系，條件改變后，可能發(fā)生平衡移動.即總結(jié)如下：
⑶影響化學平衡移動的條件
①濃度、溫度的改變，都能引起化學平衡移動.而改變壓強則不一定能引起化學平衡移動.強調(diào)：氣體體積數(shù)發(fā)生變化的可逆反應，改變壓強則能引起化學平衡移動；氣體體積數(shù)不變的可逆反應，改變壓強則不會引起化學平衡移動.催化劑不影響化學平衡.
②速率與平衡移動的關(guān)系：
I. v正=v逆，平衡不移動；
II. v正>v逆，平衡向正反應方向移動；
III.v正
b + c ： A的轉(zhuǎn)化率增大；
③若a < b + c : A的轉(zhuǎn)化率減小.
③若反應物不只一種：aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g)
α在不改變其他條件時，只增加A的量，A的轉(zhuǎn)化率減小，而B的轉(zhuǎn)化率增大.
β將C、D全部轉(zhuǎn)化成A、B得到一個A、B的物質(zhì)的量之比，按照這個比例加入A、B，恒溫恒壓時，轉(zhuǎn)化率不變；恒溫恒容時，反應物的轉(zhuǎn)化率與氣體物質(zhì)的計量數(shù)有關(guān)：
若a+b=c+d，A、B的轉(zhuǎn)化率都不變；
若a+b>c+d，A、B的轉(zhuǎn)化率都增大；
若a+bc+d，A、B的轉(zhuǎn)化率都增大，若a+bp+q.若轉(zhuǎn)化率降低，則表示m+n105時，反應可以認為進行完全．
化學平衡計算題求解技巧
1、化學平衡常數(shù)
（1）化學平衡常數(shù)的數(shù)學表達式
（2）化學平衡常數(shù)表示的意義
平衡常數(shù)數(shù)值的大小可以反映可逆反應進行的程度大小，K值越大，反應進行越完全，反應物轉(zhuǎn)化率越高，反之則越低.
2、有關(guān)化學平衡的基本計算
(1)物質(zhì)濃度的變化關(guān)系
反應物：平衡濃度＝起始濃度-轉(zhuǎn)化濃度
生成物：平衡濃度＝起始濃度+轉(zhuǎn)化濃度
其中，各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于它們在化學方程式中物質(zhì)的計量數(shù)之比.
(2)反應的轉(zhuǎn)化率(α)： ×100％
(3)在密閉容器中有氣體參加的可逆反應，在計算時經(jīng)常用到理想氣體方程式：
pV=nRT
根據(jù)這個方程式可以定性甚至定量地比較氣體的性質(zhì)、參數(shù)
(4)計算模式（“三段式”）
濃度(或物質(zhì)的量等) aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)
起始 m n 0 0
轉(zhuǎn)化 ax bx cx dx
平衡 m-ax n-bx cx dx
根據(jù)“三段式”可以求出關(guān)于這個可逆反應的某種物質(zhì)的反應速率、轉(zhuǎn)化率、質(zhì)量（或體積等）分數(shù)以及反應的平衡常數(shù)等
技巧一：三步法
三步是化學平衡計算的一般格式，根據(jù)題意和恰當?shù)募僭O列出起始量、轉(zhuǎn)化量、平衡量.但要注意計算的單位必須保持統(tǒng)一，可用mol、mol/L，也可用L.
例1 X、Y、Z為三種氣體，把a mol X和b mol Y充入一密閉容器中，發(fā)生反應X + 2Y 2Z，達到平衡時，若它們的物質(zhì)的量滿足：n（X）+ n（Y）= n（Z），則Y的轉(zhuǎn)化率為（ ）
A、 B、 C、 D、
解析：設Y的轉(zhuǎn)化率為
X + 2Y 2Z
起始（mol） a b 0
轉(zhuǎn)化（mol）
平衡（mol）
依題意有： + = ， 解得：= .故應選B.
技巧二：差量法
差量法用于化學平衡計算時，可以是體積差量、壓強差量、物質(zhì)的量差量等等.
例2 某體積可變的密閉容器，盛有適量的A和B的混合氣體，在一定條件下發(fā)生反應：A + 3B 2C，若維持溫度和壓強不變，當達到平衡時，容器的體積為V L，其中C氣體的體積占10%，下列推斷正確的是（ ）
①原混合氣體的體積為1.2V L ②原混合氣體的體積為1.1V L
③反應達平衡時,氣體A消耗掉0.05V L ④反應達平衡時，氣體B消耗掉0.05V L
A、②③ B、②④ C、①③ D、①④
解析： A + 3B 2C ΔV
起始（L） 1 3 2 2
平衡（L） 0.05V 0.15V 0.1V 0.1V
所以原混合氣體的體積為V L + 0.1V L = 1.1V L，由此可得：氣體A消耗掉0.05V L，氣體B消耗掉0.15V L.故本題選A.
變式 某溫度下，在密閉容器中發(fā)生如下反應，2A(g)2B(g)＋C(g)，若開始時只充入2 mol A氣體，達平衡時，混合氣體的壓強比起始時增大了20％，則平衡時A的體積分數(shù)為 .
解析：等溫度、等體積時，壓強增大了20％，也就是氣體的物質(zhì)的量增多了2 mol×20％=0.4 mol，即平衡時氣體的物質(zhì)的量變?yōu)?.4 mol.
2A(g) 2B(g) + C(g) Δn
2 2 1 1
變化（mol） 0.8 0.4
平衡時，n(A)=2 mol－0.8 mol =1.2 mol，n(總)=2.4 mol，故A的體積分數(shù)為： ×100％=50％.
技巧三：守恒法
1、質(zhì)量守恒
例3、a mol N2與b mol H2混合，要一定條件下反應達到平衡，生成了c mol NH3，則NH3在平衡體系中質(zhì)量分數(shù)為（ ）
A、 B、
C、 D、
解析：由質(zhì)量守恒定律可知：在平衡體系中的混合氣體總質(zhì)量應等于反應前N2和H2混合氣的總質(zhì)量.即NH3在平衡體系中的質(zhì)量分數(shù)為 .故本題應選B.
2、原子個數(shù)守恒
例4 加熱時，N2O5可按下列分解：N2O5 N2O3 + O2、N2O3又可按下列分解： N2O3 N2O + O2.今將 4 molN2O5充入一升密閉容器中，加熱至 t℃時反應達到了平衡狀態(tài).平衡時，c（O2）= 4.5 mol/L, c（N2O3）= 1.62 mol/L,c（N2O）= _______ mol/L，此時N2O5的分解率為 ________.
解析：N2O5的起始濃度為c（N2O5）=4mol/L，平衡時的氣體成份及濃度為：
達平衡時的氣體成份：N2O5 N2O3 N2O O2
平衡濃度（mol/L） x 1.62 y 4.5
由N原子守恒：
由O原子守恒：
解得：x = 0.94 mol/L，y = 1.44 mol/L，所以，c（N2O）= 1.44 mol/L，N2O5的分解率為： .
變式 一定溫度下，反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)達到平衡時，n(SO2):n(O2):n(SO3)=2:3:4.縮小體積，反應再次達到平衡時，n(O2)=0.8 mol，n(SO3)=1.4 mol，此時SO2的物質(zhì)的量應是( )
A．0.4 mol B．0.6 mol C．0.8 mol D．1.2 mol
解析：設第一次平衡時n(SO2)、n(O2)、n(SO3)分別為2xmol、3xmol、4xmol，第二次平衡時n(SO2)=ymol.
由O元素守恒得：2x·2＋3x·2＋4x·3=2y＋0.8×2＋1.4×3
由S元素守恒得：2x＋4x=y＋1.4
解得：x=0.3，y=0.4.答案：A.
變式 一定條件下，在一密閉容器中通入一定量SO2和O2的混合氣體，發(fā)生如下反應：
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0
反應達平衡后SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量之比為3∶4∶6，保持其它條件不變，降低溫度后達到新的平衡時，O2和SO3的物質(zhì)的量分別是1.1 mol和2.0 mol，此時容器內(nèi)SO2的物質(zhì)的量應是( )
A. 0.7 mol B. 0.9 mol C. 1.1 mol D. 1.3 mol
解析：設第一種平衡狀態(tài)下O2為x，則SO3為，變成第二種平衡時O2變化量為y，
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
起始（mol）x x x＋2y＝2.0 解得： x＝1.2 mol
轉(zhuǎn)化（mol）y 2y x－y＝1.1 y＝0.1 mol 答案：A.
平衡（mol）1.1 2.0
技巧四：估算法
例5 在一定體積的密閉容器中放入3L氣體R和5L氣體Q，在一定條件下發(fā)生反應：2R（g）+ 5Q（g） 4X（g） + nY（g）反應完全后，容器溫度不變，混合氣體的壓強是原來87.5%，則化學方程式中的n值是（ ）
A、2 B、3 C、4 D、5
解析：本題看似化學平衡的計算，但實則不然，題干中最關(guān)鍵的一句話為“壓強是原來87.5%”說明體積和溫度不變，壓強減小了，故該反應是氣體的物質(zhì)的量減小的反應，即2 + 5 > 4 + n，即n <3.故選A.
技巧五：賦值法
例6 在一密閉容器中，用等物質(zhì)的量的A和B發(fā)生如下反應：
A（g)+ 2B（g） 2C（g），反應達到平衡時，若混合氣體中A和B的物質(zhì)的量之和與C的物質(zhì)的量相等，則這時A的轉(zhuǎn)化率為（ ）
A、40% B、50% C、60% D、70%
解析：由題意可知：設A反應掉一半（即轉(zhuǎn)化率為50%），則可推知B全部反應掉（即轉(zhuǎn)化率為100%），很顯然，這是不可能的，故A的轉(zhuǎn)化率必小于50%.正確答案應選A.
技巧六：極端假設法
化學平衡研究的對象是可逆反應，這類反應的特點是不能進行到底.據(jù)此，若假定某物質(zhì)完全轉(zhuǎn)化（或完全不轉(zhuǎn)化），可求出其它物質(zhì)的物質(zhì)的量（或物質(zhì)的量濃度、氣體體積）的范圍.
1、判斷化學平衡移動方向
例7 在一密閉容器中，aA（g） bB（g）達平衡后，保持溫度不變，將容器體積增加一倍，當達到新的平衡時，B的濃度是原來的60%，則（ ）
A、平衡向正反應方向移動了 B、物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率減少了
C、物質(zhì)B的質(zhì)量分數(shù)增加了 D、a > b
解析：保持溫度不變，將容器體積增加一倍（即減小壓強），假如化學平衡不移動，則各種物質(zhì)的濃度都應是原平衡時的一半，但現(xiàn)在生成物B的濃度卻是原平衡的60%，這說明平衡向正反應方向發(fā)生移動，A的轉(zhuǎn)化率升高，所以化學計量數(shù)b > a，又由于B的物質(zhì)的量增加，B的質(zhì)量增加，物質(zhì)B的質(zhì)量分數(shù)必然增大（因為總質(zhì)量保持不變）.故本題應選AC.
2、判斷生成物的量
例8 在一密閉容器中充入1molCO和1molH2O（g） ，在一定條件下發(fā)生反應：
CO（g）+ H2O（g） CO2（g） + H2（g），達到平衡時，生成 molCO2，當H2O（g）改為4mol時，在上述條件下生成的CO2為（ ）
A、0.60mol B、0.95mol C、1.0mol D、2.50mol
解析：假設反應向正向進行到底，由于CO仍為1mol，故生成的CO2才為1mol，但由于反應的可逆性，這是不可能的.所以， mol < n(CO2) < 1mol.故選B.
3、確定平衡時各物質(zhì)的濃度范圍
例9 在密閉容器中進行X（g）+ 4Y2（g） 2Z2（g）+ 3Q2（g）的反應中，其中X2、Y2、Z2、Q2的開始濃度分別為0.1mol/L、0.4mol/L、0.2mol/L，0.3mol/L，當反應達到平衡后，各物質(zhì)的濃度不可能是（ ）
A、c（X2）= 0.15mol/L B、c（Y2）= 0.9mol/L
C、c（Z2）= 0.3mol/L D、c（Q2）= 0.6mol/L
解析：假設正向進行到底時，則生成物c（Z2）= 0.4mol/L、c（Q2）= 0.6mol/L，但此反應實為可逆反應，由此可推知：c（Z2）= 0.3mol/L可能，c（Q2）= 0.6mol/L是不可能的.
又假設反應向逆反應方向進行到底時，則反應物c（X2）= 0.2mol/L、c（Y2）= 0.8mol/L，同時由于該反應的可逆性，故c（X2）= 0.15mol/L可能，而c（Y2）= 0.9mol/L是不可能的.綜上所述，該題正確答案是BD.
變式 某密閉容器中進行如下反應：X(g)＋2Y(g)2Z(g)，若要使平衡時反應物的總物質(zhì)的量與生成物的總物質(zhì)的量相等，則X、Y的初始物質(zhì)的量之比k應滿足( )
A．1＜k＜3 B．1/4＜k＜3/2 C．3＜k＜4 D．1/4＜k＜2/3
解析：設x、y分別為X、Y的初始物質(zhì)的量.
若反應物X全部轉(zhuǎn)化，據(jù)題意有：y－2x=2x，即：k=x/y=1/4；
若反應物Y全部轉(zhuǎn)化，據(jù)題意有：x－y/2=y，即：k=x/y=3/2.
由于可逆反應的反應物不可能全部轉(zhuǎn)化，故1/4＜k＜3/2.答案：B.
技巧七：虛擬狀態(tài)法
例10 在一密閉容器中充入1molNO2，建立如下平衡：2NO2 N2O4，測得NO2的轉(zhuǎn)化率為a%，在其它條件不變下，再充入1molNO2，待新平衡建立時，又測得NO2的轉(zhuǎn)化率為b%，則a與b的關(guān)系為（ ）
A、a > b B、a < b C、a = b D、無法確定
解析：直接判斷a與b的關(guān)系，比較難，但可以虛擬假設一個中間過程Ⅱ.
P V T P 2V T P V T
NO2
2mol
NO2
2mol
NO2
1mol
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
易知Ⅰ與Ⅱ兩過程等效，NO2的轉(zhuǎn)化率均為a%，若將容器Ⅱ加壓，使容積減小到原來的一半，即與Ⅰ容積相等，因2NO2 N2O4，加壓時平衡向正反應方向移動，故達新平衡后NO2的轉(zhuǎn)化率b%必大于a%.答案應選B.
本題屬于反應后氣體體積減小的反應，除此之外，在解題過程中還有如下情況：
（1）反應前后氣體體積不變的反應：如將題干中的NO2改為HI氣體，即發(fā)生反應：
2HI（g） H2（g） + I2（g），則會得出a = b的結(jié)論.
（2）反應前后氣體體積增大的反應：如將題干中的NO2改為NH3，即發(fā)生反應：
2NH3（g） N2（g）+ 3H2（g），則會得出a > b的結(jié)論.
技巧八：參照物法
例11 體積相同的甲、乙兩個容器中，分別都充入等物質(zhì)的量的SO2和O2，在相同溫度下發(fā)生反應：2 SO2 + O2 2SO3，并達到平衡.在這過程中，甲容器保持體積不變，乙容器保持壓強不變，若甲容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為p%，則乙容器中SO2的轉(zhuǎn)化率（ ）
A、等于p% B、大于p% C、小于p% D、無法判斷
解析：以甲為參照物，甲容器保持體積不變，由化學方程式可知反應過程中甲容器內(nèi)壓強越來越小，而乙容器保持壓強不變乙容器體積減小相當于加壓（與甲比較）反應向正向進行.故乙容器中SO2的轉(zhuǎn)化率大，故本題應選B.
技巧九：等效平衡法
例12 在一恒定的容器中充入2molA和1molB發(fā)生反應：2A（g） + B（g） xC（g），達到平衡后，C的體積分數(shù)為ω%；若維持容器的容積和溫度不變，按起始物質(zhì)的量A：0.6mol、B：0.3mol、C：1.4mol充入容器，達到平衡后，C的體積分數(shù)仍為ω%，則x值為（ ）
A、只能為2 B、只能為3
C、可能是2，也可能是3 D、無法確定
解析：根據(jù)題意，這兩平衡為等效平衡.
等效平衡有兩種類型（對于可逆反應：mA（g）+ nB（g） pC（g）+ qD（g））：
Ⅰ類恒溫恒容：①若m + n = p + q，只要“極限轉(zhuǎn)換”后，與原起始物質(zhì)的物質(zhì)的量（或濃度）相等，就可以達到相同平衡狀態(tài).②若m + n p + q，只要“極限轉(zhuǎn)換”后，對應物質(zhì)的物質(zhì)的量之比相等，就可達到相同的平衡狀態(tài).
Ⅱ類恒溫恒壓：只要“極限轉(zhuǎn)換”后，對應物質(zhì)的物質(zhì)的量之比相等，就可達到相同的平衡狀態(tài).
本題屬于Ⅰ類（恒溫恒容），由于已知方程式中x未知，故有兩種可能：一是x 3（即系數(shù)不等），二是x = 3（即系數(shù)相等）.
若x 3，2A（g）+ B（g） xC（g）
2 1 0
0.6 0.3 1.4
極限換算 0
= 2
依題意可得： 解得：x = 2 符合題意.
= 1
若X = 3時，則（ ）：（ ）=（ ）：（ ）=4.6:2.3=2：1.
符合題意.故本題正確答案為C.
變式 在一個固定容積的密閉容器中，加入2 mol A和1 mol B，發(fā)生反應：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)，達平衡時，C的濃度為W mol/L，若維持容器體積和溫度不變，按下列四種配比做起始物質(zhì)，達平衡后，C的濃度仍為W mol/L的是（ ?。?
A．4molA + 2 molB B．2molA + 1molB + 3molC + 1molD
C．3molC + 1molD + 1molB D．3molC + 1molD
解析：本題考查恒溫恒壓下的等效平衡，可以采用“一邊倒”的方法.結(jié)合本題情況，可將選項中各物質(zhì)均倒向反應物A和B，若為2 mol A＋1 mol B，則可達到等效平衡，達平衡后，C的濃度仍為W mol/L.
A選項：因A、B投料是原來的2倍，又是一個固定容積的容器，達到平衡時C的濃度必然大于W mol/L.B選項：把“3molC + 1molD”倒向反應物，則反應物的物質(zhì)的量也是4molA + 2 molB，實際上相當于與選項A投料完全相同，達到平衡時C的濃度必然大于W mol/L.C選項：把“3molC + 1molD”倒向反應物，相當于投入2 molA和2 molB，與起始投入2 molA和1 molB的平衡相比較，平衡向右發(fā)生移動，則達到平衡時C的濃度必然大于W mol/L.D選項：把3molC + 1molD倒向左邊，恰好相當于2 molA＋1 molB，與原平衡的起始投料相同，達平衡后，C的濃度仍為W mol/L.答案：D.
技巧十：討論法
對于可逆反應，不論在什么情況下，一定是反應物與生成物共存的狀態(tài)，即任何物質(zhì)的物質(zhì)的量均大于零
例13 在一定條件下，A2 + B2 2C，達到平衡狀態(tài)時，測得c（A2）= 0.5 mol/L，c（B2）= 0.1mol/L，c（C）= 1.6 mol/L，若A2、B2、C起始濃度分別為a、b、c（mol/L），試回答：
（1）a、b應滿足的關(guān)系是 ___________ ；（2）a的取值范圍是 ___________ .
解析：（1） A2 + B2 2C
起始濃度（mol/L） a b c
平衡濃度 0.5 0.1 1.6
若反應從正向開始，則轉(zhuǎn)化濃度A2：，B2：，C：，
所以， = ，即a = b + 0.4.
（2）若平衡時，1.6 mol/LC是由A2、B2反應生成，則反應中生成A2的量等于生成B2的量為0.1mol/L，則a的最小值為0.4mol/L，所以a的取值范圍是：0.4 ≤ a ≤ 1.3.
變式 在一個密閉容器中充入1molCO2 和3molH2 ，在850℃ 時，氣體混合物達到下式所示平衡：CO2+H2 CO+H2O .已知達到平衡時生成0.75molCO .那么當H2改為9mol，在上述條件下平衡時生成CO 和H2O的物質(zhì)的量之和可能為（ ）
A 1.2mol? B 1.5mol?? C 1.8mol? D 2.5mol
【分析解答】對于可逆反應，不論在什么情況下，一定是反應物與生成物共存的狀態(tài)，即任何物質(zhì)的物質(zhì)的量均大于零.
CO2? + ? H2 CO? + H2O
起始? 1??? 3??? 0 ? ? 0
變化? x? x ?? x??? x
平衡 0.25?? 2.25 ?0.75?? 0.75
在此基礎上，增加H2的用量，平衡右移，CO2的轉(zhuǎn)化率增大，CO、H2O的物質(zhì)的量均增大.設平衡移動后，CO、H2O的物質(zhì)的量為a，則a>0.75+0.75=1.5.但CO2不能完全轉(zhuǎn)化，（若CO2完全轉(zhuǎn)化，則a=2），故a<2.因而a的取值范圍：1.5
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