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化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡
化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡考點(diǎn)歸納
一、化學(xué)反應(yīng)速率
⑴. 化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法：通過(guò)計(jì)算式： 來(lái)理解其概念：
①化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)消耗的時(shí)間(Δt)和反應(yīng)物濃度的變化(Δc)有關(guān)；
②在同一反應(yīng)中，用不同的物質(zhì)來(lái)表示反應(yīng)速率時(shí)，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(gè)反應(yīng)速率.因此，表示反應(yīng)速率時(shí)，必須說(shuō)明用哪種物質(zhì)作為標(biāo)準(zhǔn).用不同物質(zhì)來(lái)表示的反應(yīng)速率時(shí)，其比值一定等于化學(xué)反應(yīng)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比.
如：化學(xué)反應(yīng)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(lái)說(shuō)，化學(xué)反應(yīng)速率隨反應(yīng)進(jìn)行而逐漸減慢.因此某一段時(shí)間內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率，實(shí)際是這段時(shí)間內(nèi)的平均速率，而不是瞬時(shí)速率.
⑵. 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素：
【注意】
①化學(xué)反應(yīng)速率的單位是由濃度的單位(mol·L－1)和時(shí)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(jì)算時(shí)要注意保持時(shí)間單位的一致性．
②對(duì)于某一具體的化學(xué)反應(yīng)，可以用每一種反應(yīng)物和每一種生成物的濃度變化來(lái)表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)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(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比．
如對(duì)于下列反應(yīng)： mA + nB ＝ pC + qD
有：∶∶∶＝m∶n∶p∶q
或：
③化學(xué)反應(yīng)速率不取負(fù)值而只取正值．
④在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)不是以同樣的速率進(jìn)行的，因此，化學(xué)反應(yīng)速率是平均速率而不是瞬時(shí)速率．
[有效碰撞] 化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的先決條件是反應(yīng)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(yīng)物分子(或離子)間的每一次碰撞都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)．能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)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(shuō)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(shí)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(yīng)物分子中所占的百分?jǐn)?shù)叫做活化分子百分?jǐn)?shù)．當(dāng)溫度一定時(shí)，對(duì)某一反應(yīng)而言，活化分子百分?jǐn)?shù)是一定的．活化分子百分?jǐn)?shù)越大，活化分子數(shù)越多，有效碰撞次數(shù)越多．
[影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素]
I. 決定因素（內(nèi)因）：反應(yīng)物本身的性質(zhì)
Ⅱ. 條件因素（外因）
壓強(qiáng)
對(duì)于有氣體參與的化學(xué)反應(yīng)，其他條件不變時(shí)（除體積），增大壓強(qiáng)，即體積減小，反應(yīng)物濃度增大，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，單位時(shí)間內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率加快；反之則減小.若體積不變，加壓（加入不參加此化學(xué)反應(yīng)的氣體）反應(yīng)速率就不變.因?yàn)闈舛炔蛔?，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(yīng)物，同樣是加壓，增加反應(yīng)物濃度，速率也會(huì)增加.
溫度
只要升高溫度，反應(yīng)物分子獲得能量，使一部分原來(lái)能量較低分子變成活化分子，增加了活化分子的百分?jǐn)?shù)，使得有效碰撞次數(shù)增多，故反應(yīng)速率加大（主要原因）.當(dāng)然，由于溫度升高，使分子運(yùn)動(dòng)速率加快，單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物分子碰撞次數(shù)增多反應(yīng)也會(huì)相應(yīng)加快（次要原因）
催化劑
使用正催化劑能夠降低反應(yīng)所需的能量，使更多的反應(yīng)物分子成為活化分子，大大提高了單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子的百分?jǐn)?shù)，從而成千上萬(wàn)倍地增大了反應(yīng)物速率.負(fù)催化劑則反之.
濃度
當(dāng)其它條件一致下，增加反應(yīng)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(yīng)速率增加，但活化分子百分?jǐn)?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(yīng)速率，光照一般也可增大某些反應(yīng)的速率；此外，超聲波、電磁波、溶劑等對(duì)反應(yīng)速率也有影響.
圖表如下：
影響因素
對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
說(shuō)明或舉例
反應(yīng)物本
身的性質(zhì)
不同的化學(xué)反應(yīng)有不同的反應(yīng)速率
Mg粉和Fe粉分別投入等濃度的鹽酸中時(shí)，Mg與鹽酸的反應(yīng)較劇烈，產(chǎn)生H2的速率較快
濃 度
其他條件不變時(shí)，增大(減小)反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率增大(減小)
①增大(減小)反應(yīng)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?jǐn)?shù)不變②固體的濃度可認(rèn)為是常數(shù)，因此反應(yīng)速率的大小只與反應(yīng)物之間的接觸面積有關(guān)，而與固體量的多少無(wú)關(guān)．改變固體的量不影響反應(yīng)速率
壓 強(qiáng)
溫度一定時(shí)，對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，增大(減小)壓強(qiáng)，反應(yīng)速率增大(減小)
①改變壓強(qiáng)，實(shí)際是改變氣體的體積，使氣體的濃度改變，從而使反應(yīng)速率改變②改變壓強(qiáng)，不影響液體或固體之間的反應(yīng)速率
溫 度
升高(降低)反應(yīng)溫度，反應(yīng)速率增大(減小)
①通常每升高10℃，反應(yīng)速率增大到原來(lái)的2～4倍②升溫，使反應(yīng)速率加快的原因有兩個(gè)方面：a．升溫后，反應(yīng)物分子的能量增加，部分原來(lái)能量較低的分子變?yōu)榛罨肿?，增大了活化分子百分?jǐn)?shù)，使有效碰撞次數(shù)增多(主要方面)；b．升高溫度，使分子運(yùn)動(dòng)加快，分子間的碰撞次數(shù)增多(次要方面)
催化劑
增大化學(xué)反應(yīng)速率
催化劑增大化學(xué)反應(yīng)速率的原因：降低了反應(yīng)所需的能量(這個(gè)能量叫做活化能)，使更多的反應(yīng)物分子成為活化分子，增大了活化分子百分?jǐn)?shù)，從而使有效碰撞次數(shù)增多
光、反應(yīng)物顆粒的大小等
將反應(yīng)混合物進(jìn)行光照、將塊狀固體粉碎等均能增大化學(xué)反應(yīng)速率
AgBr、HClO、濃HNO3等見(jiàn)光分解加快，與鹽酸反應(yīng)時(shí)，大理石粉比大理石塊的反應(yīng)更劇烈
二、化學(xué)平衡狀態(tài)
⑴ 前提——密閉容器中的可逆反應(yīng)
⑵ 條件——一定條件的T、P、c —— 影響化學(xué)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?jǐn)?shù)不變
化學(xué)平衡可以用五個(gè)字歸納：
逆：研究對(duì)象是可逆反應(yīng)
動(dòng)：動(dòng)態(tài)平衡.平衡時(shí)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(dòng)，在新的條件下建立新的化學(xué)平衡.
【說(shuō)明】
a．絕大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都有一定程度的可逆性，但有的逆反應(yīng)傾向較小，從整體看實(shí)際上是朝著同方向進(jìn)行的，例如NaOH + HCl ＝ NaCl + H2O．
b．有氣體參加或生成的反應(yīng)，只有在密閉容器中進(jìn)行時(shí)才可能是可逆反應(yīng)．如CaCO3受熱分解時(shí)，若在敞口容器中進(jìn)行，則反應(yīng)不可逆，其反應(yīng)的化學(xué)方程式應(yīng)寫為：CaCO3CaO + CO2↑；若在密閉容器進(jìn)行時(shí)，則反應(yīng)是可逆的，其反應(yīng)的化學(xué)方程式應(yīng)寫為：CaCO3CaO + CO2
可逆反應(yīng)的特點(diǎn)：反應(yīng)不能進(jìn)行到底．可逆反應(yīng)無(wú)論進(jìn)行多長(zhǎng)時(shí)間，反應(yīng)物都不可能100％地全部轉(zhuǎn)化為生成物．
1.化學(xué)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(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)混合物(包括反應(yīng)物和生成物)中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(或體積分?jǐn)?shù))保持不變的狀態(tài)．
②化學(xué)平衡狀態(tài)的形成過(guò)程：在一定條件下的可逆反應(yīng)里，若開(kāi)始時(shí)只有反應(yīng)物而無(wú)生成物，根據(jù)濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響可知，此時(shí)ν正最大而ν逆為0．隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度逐漸減小，生成物的濃度逐漸增大，則ν正越來(lái)越小而ν逆越來(lái)越大．當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到某一時(shí)刻，ν正＝ν逆，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生改變，反應(yīng)混合物中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(或體積分?jǐn)?shù))也不再發(fā)生變化，這時(shí)就達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)．
2.化學(xué)平衡的標(biāo)志：（處于化學(xué)平衡時(shí)）
①、速率標(biāo)志：v正＝v逆≠0；
②、反應(yīng)混合物中各組分的體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化；
③、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、生成物的產(chǎn)率不再發(fā)生變化；
④、反應(yīng)物反應(yīng)時(shí)破壞的化學(xué)鍵與逆反應(yīng)得到的反應(yīng)物形成的化學(xué)鍵種類和數(shù)量相同；
⑤、對(duì)于氣體體積數(shù)不同的可逆反應(yīng)，達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，體積和壓強(qiáng)也不再發(fā)生變化.
【例1】在一定溫度下，反應(yīng)A2(g) + B2(g) 2AB(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是 ( C )
A. 單位時(shí)間生成n mol的A2同時(shí)生成n mol的AB
B. 容器內(nèi)的壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化
C. 單位時(shí)間生成2n mol的AB同時(shí)生成n mol的B2
D. 單位時(shí)間生成n mol的A2同時(shí)生成n mol的B2
3.化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷
舉例反應(yīng)：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?jǐn)?shù)一定平衡
②各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定平衡③各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定平衡
④總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量一定不一定平衡
正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系
①在單位時(shí)間內(nèi)消耗了m molA同時(shí)生成m molA，即v正=v逆平衡
②在單位時(shí)間內(nèi)消耗了n molB同時(shí)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(shí)間內(nèi)生成了n molB，同時(shí)消耗q molD，因均指v逆 不一定平衡
壓強(qiáng)
①m+n≠p+q時(shí)，總壓力一定（其他條件一定）平衡
②m+n=p+q時(shí)， 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(dāng)m+n≠p+q時(shí)，平衡
②當(dāng)m+n=p+q時(shí)，不一定平衡
溫度 任何化學(xué)反應(yīng)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(shí) 平衡
體系的密度 密度一定 不一定平衡
判斷可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的方法和依據(jù)圖表
例舉反應(yīng)
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?jǐn)?shù)一定
平衡
②各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定
平衡
③各氣體的體積或體積分?jǐn)?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(yīng)
速率的關(guān)系
①在單位時(shí)間內(nèi)消耗了m molA同時(shí)生成m molA，即V(正)=V(逆)
平衡
②在單位時(shí)間內(nèi)消耗了n molB同時(shí)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(shí)間內(nèi)生成n molB，同時(shí)消耗了q molD，因均指V(逆)
不一定平衡
壓強(qiáng)
①m+n≠p+q時(shí)，總壓力一定（其他條件一定）
平衡
②m+n=p+q時(shí)，總壓力一定（其他條件一定）
不一定平衡
混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量Mr
①M(fèi)r一定時(shí)，只有當(dāng)m+n≠p+q時(shí)
平衡
②Mr一定時(shí)，但m+n=p+q時(shí)
不一定平衡
溫度
任何反應(yīng)都伴隨著能量變化，當(dāng)體系溫度一定時(shí)（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(xué)平衡移動(dòng)
⑴勒夏特列原理：如果改變影響平衡的一個(gè)條件（如濃度、壓強(qiáng)和溫度等），平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng).其中包含：
①影響平衡的因素：濃度、壓強(qiáng)、溫度三種；
②原理的適用范圍：只適用于一項(xiàng)條件發(fā)生變化的情況（即溫度或壓強(qiáng)或一種物質(zhì)的濃度），當(dāng)多項(xiàng)條件同時(shí)發(fā)生變化時(shí)，情況比較復(fù)雜；
③平衡移動(dòng)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(dòng)：是一個(gè)“平衡狀態(tài)→不平衡狀態(tài)→新的平衡狀態(tài)”的過(guò)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(dòng).即總結(jié)如下：
⑶影響化學(xué)平衡移動(dòng)的條件
①濃度、溫度的改變，都能引起化學(xué)平衡移動(dòng).而改變壓強(qiáng)則不一定能引起化學(xué)平衡移動(dòng).強(qiáng)調(diào)：氣體體積數(shù)發(fā)生變化的可逆反應(yīng)，改變壓強(qiáng)則能引起化學(xué)平衡移動(dòng)；氣體體積數(shù)不變的可逆反應(yīng)，改變壓強(qiáng)則不會(huì)引起化學(xué)平衡移動(dòng).催化劑不影響化學(xué)平衡.
②速率與平衡移動(dòng)的關(guān)系：
I. v正=v逆，平衡不移動(dòng)；
II. v正>v逆，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
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(yīng)物不只一種：aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g)
α在不改變其他條件時(shí)，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(gè)A、B的物質(zhì)的量之比，按照這個(gè)比例加入A、B，恒溫恒壓時(shí)，轉(zhuǎn)化率不變；恒溫恒容時(shí)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與氣體物質(zhì)的計(jì)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(shí)，反應(yīng)可以認(rèn)為進(jìn)行完全．
化學(xué)平衡計(jì)算題求解技巧
1、化學(xué)平衡常數(shù)
（1）化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式
（2）化學(xué)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(yīng)進(jìn)行的程度大小，K值越大，反應(yīng)進(jìn)行越完全，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越高，反之則越低.
2、有關(guān)化學(xué)平衡的基本計(jì)算
(1)物質(zhì)濃度的變化關(guān)系
反應(yīng)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?cè)诨瘜W(xué)方程式中物質(zhì)的計(jì)量數(shù)之比.
(2)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率(α)： ×100％
(3)在密閉容器中有氣體參加的可逆反應(yīng)，在計(jì)算時(shí)經(jīng)常用到理想氣體方程式：
pV=nRT
根據(jù)這個(gè)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(jì)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(gè)可逆反應(yīng)的某種物質(zhì)的反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率、質(zhì)量（或體積等）分?jǐn)?shù)以及反應(yīng)的平衡常數(shù)等
技巧一：三步法
三步是化學(xué)平衡計(jì)算的一般格式，根據(jù)題意和恰當(dāng)?shù)募僭O(shè)列出起始量、轉(zhuǎn)化量、平衡量.但要注意計(jì)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(bǔ) mol X和b mol Y充入一密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)X + 2Y 2Z，達(dá)到平衡時(shí)，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(shè)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(yīng)選B.
技巧二：差量法
差量法用于化學(xué)平衡計(jì)算時(shí)，可以是體積差量、壓強(qiáng)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(yīng)：A + 3B 2C，若維持溫度和壓強(qiáng)不變，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，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(yīng)達(dá)平衡時(shí),氣體A消耗掉0.05V L ④反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，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(yīng)，2A(g)2B(g)＋C(g)，若開(kāi)始時(shí)只充入2 mol A氣體，達(dá)平衡時(shí)，混合氣體的壓強(qiáng)比起始時(shí)增大了20％，則平衡時(shí)A的體積分?jǐn)?shù)為 .
解析：等溫度、等體積時(shí)，壓強(qiáng)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(shí)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(shí)，n(A)=2 mol－0.8 mol =1.2 mol，n(總)=2.4 mol，故A的體積分?jǐn)?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(yīng)達(dá)到平衡，生成了c mol NH3，則NH3在平衡體系中質(zhì)量分?jǐn)?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(yīng)等于反應(yīng)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?jǐn)?shù)為 .故本題應(yīng)選B.
2、原子個(gè)數(shù)守恒
例4 加熱時(shí)，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(shí)反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài).平衡時(shí)，c（O2）= 4.5 mol/L, c（N2O3）= 1.62 mol/L,c（N2O）= _______ mol/L，此時(shí)N2O5的分解率為 ________.
解析：N2O5的起始濃度為c（N2O5）=4mol/L，平衡時(shí)的氣體成份及濃度為：
達(dá)平衡時(shí)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(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)達(dá)到平衡時(shí)，n(SO2):n(O2):n(SO3)=2:3:4.縮小體積，反應(yīng)再次達(dá)到平衡時(shí)，n(O2)=0.8 mol，n(SO3)=1.4 mol，此時(shí)SO2的物質(zhì)的量應(yīng)是( )
A．0.4 mol B．0.6 mol C．0.8 mol D．1.2 mol
解析：設(shè)第一次平衡時(shí)n(SO2)、n(O2)、n(SO3)分別為2xmol、3xmol、4xmol，第二次平衡時(shí)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(yīng)：
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0
反應(yīng)達(dá)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(dá)到新的平衡時(shí)，O2和SO3的物質(zhì)的量分別是1.1 mol和2.0 mol，此時(shí)容器內(nèi)SO2的物質(zhì)的量應(yīng)是( )
A. 0.7 mol B. 0.9 mol C. 1.1 mol D. 1.3 mol
解析：設(shè)第一種平衡狀態(tài)下O2為x，則SO3為，變成第二種平衡時(shí)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(yīng)：2R（g）+ 5Q（g） 4X（g） + nY（g）反應(yīng)完全后，容器溫度不變，混合氣體的壓強(qiáng)是原來(lái)87.5%，則化學(xué)方程式中的n值是（ ）
A、2 B、3 C、4 D、5
解析：本題看似化學(xué)平衡的計(jì)算，但實(shí)則不然，題干中最關(guān)鍵的一句話為“壓強(qiáng)是原來(lái)87.5%”說(shuō)明體積和溫度不變，壓強(qiáng)減小了，故該反應(yīng)是氣體的物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，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(yīng)：
A（g)+ 2B（g） 2C（g），反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，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(shí)A的轉(zhuǎn)化率為（ ）
A、40% B、50% C、60% D、70%
解析：由題意可知：設(shè)A反應(yīng)掉一半（即轉(zhuǎn)化率為50%），則可推知B全部反應(yīng)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(yīng)選A.
技巧六：極端假設(shè)法
化學(xué)平衡研究的對(duì)象是可逆反應(yīng)，這類反應(yīng)的特點(diǎn)是不能進(jìn)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(xué)平衡移動(dòng)方向
例7 在一密閉容器中，aA（g） bB（g）達(dá)平衡后，保持溫度不變，將容器體積增加一倍，當(dāng)達(dá)到新的平衡時(shí)，B的濃度是原來(lái)的60%，則（ ）
A、平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)了 B、物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率減少了
C、物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?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(qiáng)），假如化學(xué)平衡不移動(dòng)，則各種物質(zhì)的濃度都應(yīng)是原平衡時(shí)的一半，但現(xiàn)在生成物B的濃度卻是原平衡的60%，這說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向發(fā)生移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率升高，所以化學(xué)計(jì)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?jǐn)?shù)必然增大（因?yàn)榭傎|(zhì)量保持不變）.故本題應(yīng)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(yīng)：
CO（g）+ H2O（g） CO2（g） + H2（g），達(dá)到平衡時(shí)，生成 molCO2，當(dāng)H2O（g）改為4mol時(shí)，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(shè)反應(yīng)向正向進(jìn)行到底，由于CO仍為1mol，故生成的CO2才為1mol，但由于反應(yīng)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(shí)各物質(zhì)的濃度范圍
例9 在密閉容器中進(jìn)行X（g）+ 4Y2（g） 2Z2（g）+ 3Q2（g）的反應(yīng)中，其中X2、Y2、Z2、Q2的開(kāi)始濃度分別為0.1mol/L、0.4mol/L、0.2mol/L，0.3mol/L，當(dāng)反應(yīng)達(dá)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(shè)正向進(jìn)行到底時(shí)，則生成物c（Z2）= 0.4mol/L、c（Q2）= 0.6mol/L，但此反應(yīng)實(shí)為可逆反應(yīng)，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(shè)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行到底時(shí)，則反應(yīng)物c（X2）= 0.2mol/L、c（Y2）= 0.8mol/L，同時(shí)由于該反應(yīng)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(jìn)行如下反應(yīng)：X(g)＋2Y(g)2Z(g)，若要使平衡時(shí)反應(yīng)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(yīng)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(shè)x、y分別為X、Y的初始物質(zhì)的量.
若反應(yīng)物X全部轉(zhuǎn)化，據(jù)題意有：y－2x=2x，即：k=x/y=1/4；
若反應(yīng)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(yīng)的反應(yīng)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(cè)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(shí)，又測(cè)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(wú)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(shè)一個(gè)中間過(guò)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(guò)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(lái)的一半，即與Ⅰ容積相等，因2NO2 N2O4，加壓時(shí)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故達(dá)新平衡后NO2的轉(zhuǎn)化率b%必大于a%.答案應(yīng)選B.
本題屬于反應(yīng)后氣體體積減小的反應(yīng)，除此之外，在解題過(guò)程中還有如下情況：
（1）反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)：如將題干中的NO2改為HI氣體，即發(fā)生反應(yīng)：
2HI（g） H2（g） + I2（g），則會(huì)得出a = b的結(jié)論.
（2）反應(yīng)前后氣體體積增大的反應(yīng)：如將題干中的NO2改為NH3，即發(fā)生反應(yīng)：
2NH3（g） N2（g）+ 3H2（g），則會(huì)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(gè)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(yīng)：2 SO2 + O2 2SO3，并達(dá)到平衡.在這過(guò)程中，甲容器保持體積不變，乙容器保持壓強(qiáng)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(wú)法判斷
解析：以甲為參照物，甲容器保持體積不變，由化學(xué)方程式可知反應(yīng)過(guò)程中甲容器內(nèi)壓強(qiáng)越來(lái)越小，而乙容器保持壓強(qiáng)不變乙容器體積減小相當(dāng)于加壓（與甲比較）反應(yīng)向正向進(jìn)行.故乙容器中SO2的轉(zhuǎn)化率大，故本題應(yīng)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(yīng)：2A（g） + B（g） xC（g），達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?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(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?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(wú)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(duì)于可逆反應(yīng)：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(dá)到相同平衡狀態(tài).②若m + n p + q，只要“極限轉(zhuǎn)換”后，對(duì)應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量之比相等，就可達(dá)到相同的平衡狀態(tài).
Ⅱ類恒溫恒壓：只要“極限轉(zhuǎn)換”后，對(duì)應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量之比相等，就可達(dá)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(shí)，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(gè)固定容積的密閉容器中，加入2 mol A和1 mol B，發(fā)生反應(yīng)：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)，達(dá)平衡時(shí)，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(dá)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(xiàng)中各物質(zhì)均倒向反應(yīng)物A和B，若為2 mol A＋1 mol B，則可達(dá)到等效平衡，達(dá)平衡后，C的濃度仍為W mol/L.
A選項(xiàng)：因A、B投料是原來(lái)的2倍，又是一個(gè)固定容積的容器，達(dá)到平衡時(shí)C的濃度必然大于W mol/L.B選項(xiàng)：把“3molC + 1molD”倒向反應(yīng)物，則反應(yīng)物的物質(zhì)的量也是4molA + 2 molB，實(shí)際上相當(dāng)于與選項(xiàng)A投料完全相同，達(dá)到平衡時(shí)C的濃度必然大于W mol/L.C選項(xiàng)：把“3molC + 1molD”倒向反應(yīng)物，相當(dāng)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(dòng)，則達(dá)到平衡時(shí)C的濃度必然大于W mol/L.D選項(xiàng)：把3molC + 1molD倒向左邊，恰好相當(dāng)于2 molA＋1 molB，與原平衡的起始投料相同，達(dá)平衡后，C的濃度仍為W mol/L.答案：D.
技巧十：討論法
對(duì)于可逆反應(yīng)，不論在什么情況下，一定是反應(yīng)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(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)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(yīng)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(yīng)從正向開(kāi)始，則轉(zhuǎn)化濃度A2：，B2：，C：，
所以， = ，即a = b + 0.4.
（2）若平衡時(shí)，1.6 mol/LC是由A2、B2反應(yīng)生成，則反應(yīng)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(gè)密閉容器中充入1molCO2 和3molH2 ，在850℃ 時(shí)，氣體混合物達(dá)到下式所示平衡：CO2+H2 CO+H2O .已知達(dá)到平衡時(shí)生成0.75molCO .那么當(dāng)H2改為9mol，在上述條件下平衡時(shí)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(duì)于可逆反應(yīng)，不論在什么情況下，一定是反應(yīng)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(chǔ)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(shè)平衡移動(dòng)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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