第三單元 化學平衡的移動
第1時 影響化學平衡狀態(tài)的因素
[目標要求] 1.知道濃度、溫度、壓強等條改變時，化學平衡狀態(tài)將會被打破。2.掌握濃度、溫度、壓強等條對化學平衡影響的結果以及有關的解釋�！�3.理解勒夏特列原理。
1．濃度的變化對化學平衡的影響
實驗探究
實驗原理：Cr2O2－7＋H2O 2CrO2－4＋2H＋
橙色 黃色
實驗步驟：①取兩支試管各加入5 mL 0.1 mol•L－12Cr2O7溶液。
②向一支試管中滴加1 mol•L－1HNO3溶液，觀察并記錄溶液的顏色。
③向另一支試管中滴加1 mol•L－1NaOH溶液，觀察并記錄溶液顏色的變化。
實驗現(xiàn)象：如下表所示。
步驟滴加1 mol•L－1 HNO3溶液滴加1 mol•L－NaOH溶液
溶液顏色溶液橙色加深溶液黃色加深
實驗結論：增加H＋的濃度，平衡向逆反應方向移動，溶液橙色加深；增加OH－的濃度，減小H＋的濃度，平衡向正反應方向移動，溶液黃色加深。
基本規(guī)律：增大反應物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應方向移動；減小反應物濃度或增大生成物濃度，平衡向逆反應方向移動。
2．壓強的變化對化學平衡的影響
其他條不變時，對于有氣體參加的反應，增大壓強，會使平衡向著氣體體積減小的方向移動；減小壓強，會使平衡向著氣體體積增大的方向移動。但是壓強改變，對于有氣體參與而反應前后氣態(tài)物質系數(shù)不變的反應說，平衡不移動。
3．溫度的變化對化學平衡的影響
實驗探究
實驗原理：Co2＋＋4Cl－ CoCl2－4 ΔH>0
粉紅色 藍色
實驗步驟：取3支試管，向其中各加入適量CoCl2的鹽酸溶液，將試管分別置于熱水、冰水和室溫下。
實驗現(xiàn)象及結論：
溶液的顏色平衡移動的方向
室溫粉紅色平衡不移動
熱水溶液藍色加深升溫，平衡向正反應方向移動
冰水溶液粉紅色加深降溫，平衡向逆反應方向移動
基本規(guī)律：其他條不變時，升高溫度，平衡向著吸熱方向移動；降低溫度，平衡向著放熱方向移動。
4．勒夏特列原理
如果改變影響平衡的條之一(如溫度、壓強以及參加反應的化學物質的濃度)，平衡將向著減弱這種改變的方向移動。
知識點一 外界條的改變對化學平衡的影響
1．在新制的氯水中存在平衡：Cl2＋H2O H＋＋Cl－＋HClO，若向氯水中投入少量碳酸鈣粉末，溶液中發(fā)生的變化是( )
A．H＋濃度減小，HClO濃度減小
B．H＋濃度增大，HClO濃度增大
C．H＋濃度減小，HClO濃度增大
D．H＋濃度增大，HClO濃度減小
答案 C
解析 碳酸的酸性弱于鹽酸而強于次氯酸，向氯水中投入少量碳酸鈣粉末后，它與鹽酸反應，而不與次氯酸反應。又由于H＋濃度減小，平衡Cl2＋H2O H＋＋Cl－＋HClO向正反應方向移動，故HClO濃度增大。
2．對已達化學平衡的下列反應2X(g)＋Y(g) 2Z(g)減小壓強時，對反應產生的影響是( )
A．逆反應速率增大，正反應速率減小，平衡向逆反應方向移動
B．逆反應速率減小，正反應速率增大，平衡向正反應方向移動
C．正、逆反應速率都減小，平衡向逆反應方向運動
D．正、逆反應速率都增大，平衡向正反應方向移動
答案 C
解析 減小壓強、體系中各組分濃度都減小，所以正、逆反應速率都減小，平衡向氣體體積增大的方向移動。
3．關節(jié)炎是因為在關節(jié)滑液中形成了尿酸鈉晶體，尤其是在寒冷季節(jié)易誘發(fā)關節(jié)疼痛，其化學機理如下：
①HUr＋H2O Ur－＋H3O＋，
尿酸 尿酸根離子
②Ur－(aq)＋Na＋(aq) NaUr(s)。下列對反應②的敘述正確的是( )
A．正反應為吸熱反應
B．正反應為放熱反應
C．升高溫度，平衡向正反應方向移動
D．降低溫度，平衡向逆反應方向移動
答案 B
解析 題意中明確指出“尤其是在寒冷季節(jié)易誘發(fā)關節(jié)疼痛”，說明溫度降低，反應②Ur－(aq)＋Na＋(aq) NaUr(s)的平衡向正反應方向移動，可知其正反應為放熱反應。
知識點二 勒夏特列原理
4．下列事實中，不能用勒夏特列原理解釋的是( )
A．在溴水中存在如下平衡：Br2＋H2O HBr＋HBrO，當加入NaOH溶液后顏色變淺
B．對2H2O2 2H2O＋O2的反應，使用nO2可加快制O2的反應速率
C．反應CO＋NO2 CO2＋NO ΔH<0，升高溫度使平衡向逆反應方向移動
D．合成氨反應：N2＋3H2 2NH3 ΔH<0，為使氨的產率提高，理論上應采取低溫高壓的措施
答案 B
5．可逆反應A(g)＋B C(g)＋D的反應式中A和C都是無色氣體。當反應達到平衡時，下列敘述錯誤的是( )
A．若增大A的濃度，平衡體系顏色加深，則說明D是有顏色的氣體
B．若升高溫度，C的百分含量減小，則說明逆反應為吸熱反應
C．若增大壓強，平衡不發(fā)生移動，則說明B和D一定都是氣體
D．如果B是氣體，則增大A的濃度會使B的轉化率增大
答案 C
6．在密閉容器中，一定條下，進行如下反應：NO(g)＋CO(g) 1/2N2(g)＋CO2(g) ΔH＝－373.2 kJ•mol－1，達到平衡后，為提高該反應的速率和NO的轉化率，采取的正確措施是( )
A．加催化劑同時升高溫度
B．加催化劑同時增大壓強
C．升高溫度同時充入N2
D．降低溫度同時增大壓強
答案 B
解析 降低溫度雖然能提高NO的轉化率，但也降低了反應速率，D選項同時采取了降溫和增壓措施，對提高NO的轉化率是一致的，但對加快反應速率是矛盾的，故D項不能保證滿足題中條。
練基礎落實
1．在某溫度下，反應：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)(正反應為放熱反應)在密閉容器中達到平衡，下列說法中正確的是( )
A．溫度不變，縮小體積，N2的轉化率增大
B．溫度不變，增大體積，NH3的產率提高
C．升高溫度，增大體積，有利于平衡向正反應方向移動
D．降低溫度，體積不變，H2的轉化率降低
答案 A
解析 本題主要考查溫度對化學平衡的影響。題給反應是一個氣體體積縮小的、放熱的可逆反應。溫度不變，縮小體積，平衡向氣體體積縮小(正反應)方向移動，N2的轉化率將增大；溫度不變，增大體積，平衡向氣體體積擴大(逆反應)方向移動，NH3的產率降低；升高溫度，增大體積，均使平衡向逆反應方向移動；降低溫度，體積不變，平衡向正反應方向移動，會提高H2的轉化率。
2．COCl2(g) CO(g)＋Cl2(g)；ΔH>0。當反應達到平衡時，下列措施：①升溫�、诤闳萃ㄈ攵栊詺怏w�、墼黾覥O的濃度 ④減壓�、菁哟呋瘎、藓銐和ㄈ攵栊詺怏w，能提高COCl2轉化率的是( )
A．①②④ B．①④⑥ C．②③⑥ D．③⑤⑥
答案 B
解析 要提高COCl2的轉化率，平衡需正向移動。已知可逆反應的正反應是一個氣體化學計量數(shù)之和增大、吸熱的反應。故①升溫符合。②恒容通入惰性氣體平衡不移動，不符合要求。③增加CO濃度，平衡逆向移動。④減壓平衡正向移動。⑤催化劑不影響化學平衡。⑥恒壓下通入惰性氣體相當于減壓，平衡正移，故正確答案為B。
3．下列說法正確的是( )
A．其他條不變，增大某一反應物的濃度，反應物的轉化率一定都增大
B．對于有氣體參加的反應，其他條不變，增大壓強，體積縮小，體系中各氣體的濃度一定增大
C．對于有氣體參加的反應，改變壓強使平衡向右移動，生成的氣體的濃度一定增大
D．增大反應物的濃度，平衡向右移動，生成物的體積分數(shù)一定增大
答案 B
解析 在平衡體系中，增大某一反應物的濃度，該反應物的轉化率降低，對于有氣體參加的反應，只要增大壓強，各組分濃度同時增大，而減小壓強，各組分濃度同時減小。
4．對于密閉容器中的可逆反應：mX(g)＋nY(s) pZ(g) ΔH＜0，達化學平衡后，改變條，下列表述不正確的是( )
A．增大壓強，化學平衡不一定發(fā)生移動
B．通入氦氣，化學平衡不一定發(fā)生移動
C．增加X或Y的物質的量，化學平衡一定發(fā)生移動
D．其它條不變，升高溫度，化學平衡一定發(fā)生移動
答案 C
解析 由于該反應體積變化不明確，故改變壓強不能確定化學平衡是否移動，A項正確；在恒容條下充入氦氣，沒有改變平衡體系各物質的濃度，平衡不移動，B項正確；由于Y為固體，改變其用量不影響化學平衡，C項不正確；對任何反應改變溫度，均改變平衡狀態(tài)，故D正確。
5．一定量的混合氣體在密閉容器中發(fā)生如下反應：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，達到平衡后，溫度不變，將氣體體積縮小到原的一半，當達到新平衡時，C的濃度變?yōu)樵?.1倍，則下列敘述正確的是( )
A．m＋n>p＋q B．m＋n<p＋q
C．平衡向逆反應方向移動 D．C的體積分數(shù)不變
答案 A
練方法技巧
6．在一體積可變的密閉容器中，加入一定量的X、Y，發(fā)生反應mX(g) nY(g) ΔH＝Q kJ•mol－1。反應達到平衡時，Y的物質的量濃度與溫度、氣體體積的關系如下表所示：
下列說法正確的是( )
A．m＞n
B．Q＜0
C．溫度不變，壓強增大，Y的質量分數(shù)減少
D．體積不變，溫度升高，平衡向逆反應方向移動
答案 C
解析 由表知，體積不變升高溫度，c(Y)增大，平衡右移，因升高溫度，平衡向吸熱方向移動，說明正反應為吸熱反應，Q>0，B、D錯；溫度不變，容器體積增大，即由1 L變?yōu)? L，若平衡不移動，此時c(Y)應減小為原一半，現(xiàn)c(Y)比原的一半大，即減壓，平衡向右移動，向氣體體積增大的方向移動，所以m<n，A錯；因為m<n，增大壓強，平衡向左移動，所以Y的質量分數(shù)減少，故C正確。
7．下列顏色的變化不能用勒夏特列原理解釋的是( )
A．紅棕色NO2加壓后顏色先變深，后逐漸變淺
B．在H2、I2和HI組成的平衡體系加壓后，混合氣體顏色變深
C．FeCl3溶液加熱后顏色變深
D．FeCl3和SCN的混合溶液中加入無色SCN溶液，顏色變深
答案 B
解析 A項中2NO2紅棕色 N2O4無色加壓后c(NO2)變大，顏色加深，但加壓使平衡向右移動，顏色又變淺，A正確；B項中H2(g)＋I2(g) 2HI(g)是反應前后氣體體積不變的反應，加壓后，平衡不移動，但體積變小，c(I2)增大，顏色變深，故B錯；C項中Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋
3H＋是吸熱反應，加熱平衡正移，C正確；D項Fe3＋＋3SCN－ Fe(SCN)3，加入SCN－，增大反應物濃度，平衡正移，D正確。
8．對于xA(g)＋yB(g) zC(g)＋wD(g)的平衡體系，當升高溫度時，體系的平均相對分子質量從26變?yōu)?9，則下列說法中正確的是( )
A．x＋y>z＋w，正反應是放熱反應
B．x＋y>z＋w，正反應是吸熱反應
C．x＋y<z＋w，逆反應是放熱反應
D．x＋y>z＋w，逆反應是吸熱反應
答案 B
解析�。絤n，m為定值，增大，則n減小，若x＋y>z＋w，升溫，平衡向吸熱反應方向移動，正反應為吸熱反應；若x＋y<z＋w，升溫，平衡向吸熱反應方向移動，逆反應為吸熱反應。
練綜合拓展
9．現(xiàn)有反應：mA(g)＋nB(g) pC(g)，達到平衡后，當升高溫度時，B的轉化率變大；當減小壓強時，混合體系中C的質量分數(shù)減小，則：
(1)該反應的逆反應為________熱反應，且m＋n______p(填“＞”、“＝”或“＜”)。
(2)減壓時，A的質量分數(shù)__________。(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)
(3)若容積不變加入B，則A的轉化率__________，B的轉化率__________。
(4)若升高溫度，則平衡時B、C的濃度之比c(B)/c(C)將__________。
(5)若加入催化劑，平衡時氣體混合物的總物質的量__________。
(6)若B是有色物質，A、C均無色，則加入C(體積不變)時混合物顏色__________；而維持容器內壓強不變，充入氖氣時，混合物顏色__________。(填“變深”、“變淺”或“不變”)
答案 (1)放�。尽�(2)增大 (3)增大 減小
(4)減小 (5)不變 (6)變深 變淺
解析 升高溫度，B的轉化率增大，說明正反應吸熱，則逆反應放熱；減小壓強，C的質量分數(shù)減小，則說明平衡左移，則m＋n>p。據(jù)此可對以下諸問題作出分析。
10．可逆反應3A(g) 3B(？)＋C(？) ΔH<0達到化學平衡后，升高溫度。用“變大”、“變小”、“不變”或“無法確定”。
(1)若B、C都是氣體，氣體的平均相對分子質量________；
(2)若B、C都不是氣體，氣體的平均相對分子質量____________；
(3)若B是氣體，C不是氣體，氣體的平均相對分子質量__________；
(4)若B不是氣體，C是氣體：
①如果A的摩爾質量大于C的摩爾質量，氣體的平均相對分子質量________；
②如果A的摩爾質量小于C的摩爾質量，氣體的平均相對分子質量________。
答案 (1)變大 (2)不變 (3)變大 (4)①變大�、谧冃�
解析 混合氣體的平均摩爾質量在以g•mol－1為單位時數(shù)值上等于其平均相對分子質量，因此可用氣體的m(總)/n(總)推算平均相對分子質量的變化，(1)(3)可用此法；對于(2)氣體只有一種，所以不變；對于(4)屬于兩組分氣體混合物，則只要看兩種氣體的比例及摩爾質量大小。
第2時 化學平衡中的數(shù)形結合問題
[目標要求] 1.能根據(jù)化學反應的建立和化學平衡移動原理畫出常見的圖象�！�2.會分析常見的關于化學平衡的圖象題。
一、表示平衡建立的圖象
1．速率—時間圖
2．濃度—時間圖
以H2(g)＋I2(g) 2HI(g)為例，按要求畫出如下圖象：
要求：(1)容積為1 L不變的密閉容器中加入H2(g)、I2(g)各1 mol，平衡時HI為1.2 mol。(2)在1 L密閉容器中加入2 mol HI。
二、表示平衡移動的圖象
1．速率—時間圖
(1)如圖①，該平衡向正反應方向移動。
此圖是增加反應物濃度引起的平衡移動。
(2)如圖②，可能是改變什么條引起的平衡移動？并判斷其對應的化學反應的特點�？赡苁巧邷囟纫鸬钠胶庖苿�，如果是升高溫度，則該反應的正反應是吸熱反應；也可能是增大壓強引起的平衡移動，如果是增大壓強，則該反應的正反應是氣體體積減小的反應。
(3)下列哪個反應一定不符合圖②__D__。
A．N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0
B．NH4Cl(aq)＋H2O(l) NH3•H2O(aq)＋HCl(aq) ΔH>0
C．C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) ΔH>0
D．H2(g)＋I2(g)===2HI(g) ΔH<0
2．溫度、壓強、轉化率、時間等之間三重關系的圖象
由此圖可判斷該反應的正反應是氣體體積增大的反應，理由是p1時反應達到平衡所用時間短，故p1>p2，從p1、p2的關系又看出當壓強大時，反應物的轉化率α小，故知該反應的正反應是氣體總體積增大的反應。
知識點一 速率、濃度與時間圖象
1．對于可逆反應mA(g)＋nB(s) pC(g)＋qD(g)，反應過程中，其他條不變時，產物D的物質的量分數(shù)D%與溫度T或壓強p的關系如下圖，下列說法正確的是( )
A．降溫可使化學平衡向正反應方向移動
B．使用合適的催化劑可使D%有所增加
C．化學方程式中化學計量數(shù)：m>p＋q
D．B的顆粒越小，正反應速率越快，有利于平衡向正反應方向移動
答案 A
2．合成氨反應：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ•mol－1，在反應過程中，正反應速率的變化如下圖：
下列說法正確的是( )
A．t1時升高了溫度 B．t2時使用了催化劑
C．t3時增大了壓強 D．t4時降低了溫度
答案 B
3．在容積固定的密閉容器中存在如下反應：A(g)＋3B(g) 2C(g) ΔH<0。某研究小組A研究了其他條不變時，改變某一條對上述反應的影響，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出下列關系圖，下列判斷一定錯誤的是( )
A．圖Ⅰ研究的是不同催化劑對反應的影響，且乙使用的催化劑效率較高
B．圖Ⅰ研究的是壓強對反應的影響，且乙的壓強較高
C．圖Ⅱ研究的是溫度對反應的影響，且甲的溫度較高
D．圖Ⅲ研究的是不同催化劑對反應的影響，且甲使用的催化劑效率較高
答案 A
解析 本題考查學生的識圖能力和知識分析能力。催化劑只能改變反應速率，改變到達平衡的時間，不能改變平衡，即在一樣的前提條下，到達平衡時各組分的濃度、各組分的物質的量分數(shù)不變，所以A錯；壓強增大，速率提高，且壓強增大，平衡向正反應方向移動，B對；溫度升高，速率增大，縮短到達平衡的時間，且溫度升高，平衡向逆反應方向移動，那么B的轉化率降低，所以C對；催化劑只能改變速率，不能改變平衡的移動，催化劑效率越高，到達平衡的時間越短，所以D對。
知識點二 速率、濃度、轉化率與溫度、壓強的圖象
4．可逆反應mA(g) nB(g)＋pC(s) ΔH＝Q kJ•mol－1，溫度和壓強的變化對正、逆反應速率的影響分別符合下圖中的兩個圖象，以下敘述正確的是( )
A．m>n，Q>0 B．m>n＋p，Q>0 C．m>n，Q<0 D．m<n＋p，Q<0
答案 C
解析 找準平衡點，即兩曲線交叉點，然后條改變后，根據(jù)v正與v逆的關系確定平衡移動的方向，得出結論。
5．在某一容積可變的密閉容器中，可逆反應A(g)＋B(g) xC(g) ΔH，符合圖象(Ⅰ)所示關系。由此推斷，對圖象(Ⅱ)的說法不正確的是( )
A．p3>p4，Y軸表示A的轉化率
B．p3>p4，Y軸表示B的質量分數(shù)
C．p3>p4，Y軸表示混合氣體的密度
D．p3>p4，Y軸表示混合氣體的平均相對分子質量
答案 B
解析 根據(jù)圖Ⅰ中三個狀態(tài)下到達平衡的時間可知T1>T2，p1<p2；溫度從T1降至T2，C的百分含量增大，故正反應放熱，ΔH<0；壓強從p1增至p2，C的百分含量增大，故方程式中C的系數(shù)0<x<2，x＝1；所以B的質量分數(shù)隨溫度升高而增大，隨壓強增大而減小，B項描述與圖Ⅱ不符，A、C、D項描述正確。
6.I2在I溶液中存在下列平衡：
I2(aq)＋I－(aq) I－3(aq)
某I2、、I混合溶液中，I－3的物質的量濃度c(I－3)與溫度T的關系如圖所示(曲線上任何一點都表示平衡狀態(tài))。下列說法不正確的是( )
A．反應I2(aq)＋I－(aq)===I－3(aq)的ΔH<0
B．若溫度為T1、T2，反應的平衡常數(shù)分別為1、2，則1>2
C．若反應進行到狀態(tài)D時，一定有v正>v逆
D．狀態(tài)A與狀態(tài)B相比，狀態(tài)A的c(I2)大
答案 D
解析 由圖象知：c(I－3)隨溫度升高而減小，故該可逆反應的正反應為放熱反應，ΔH<0，A正確；升高溫度，可逆反應逆向移動，反應的化學平衡常數(shù)減小，即1>2，B正確；反應進行到狀態(tài)D時，c(I－3)<c平(I－3)，故可逆反應正向進行的程度大，即v正>v逆，C正確；狀態(tài)A?→狀態(tài)B，c(I－3)減小，化學平衡逆向移動，c(I2)增大，即狀態(tài)B的c(I2)大，D錯誤。
練基礎落實
1.如圖是可逆反應A＋2B 2C＋3D的化學反應速率與化學平衡隨外界條改變(先降溫后加壓)而變化的情況。由此可推斷( )
A．正反應是放熱反應 B．D可能是氣體
C．逆反應是放熱反應 D．A、B、C、D均為氣體
答案 A
解析 降溫后v′正>v′逆，平衡向正反應方向移動，證明正反應放熱，加壓后v″正>v″逆，平衡向正反應方向移動，正反應體積減小，D不可能是氣體。
2.有一化學平衡：mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，如圖是表示A的轉化率與壓強、溫度的關系，分析下圖可以得出的正確結論是( )
A．正反應是吸熱反應，且m＋n>p＋q
B．正反應是吸熱反應，且m＋n<p＋q
C．正反應是放熱反應，且m＋n>p＋q
D．正反應是放熱反應，且m＋n<p＋q
答案 A
解析 此題是兩個條同時對化學平衡產生影響的圖象。先固定一個條不變，分析另一個條變化對平衡的影響，得出一個結論，然后再固定這個條不變，分析另一條變化對平衡的影響。溫度不變，壓強越大，A的轉化率越高，得出：m＋n>p＋q；壓強不變，溫度越高，A的轉化率越大，得出：正反應吸熱。
3．汽車尾氣凈化中的一個反應如下：
NO(g)＋CO(g) 12N2(g)＋CO2(g)
ΔH＝－373.4 kJ•mol－1
在恒容的密閉容器中，反應達到平衡后，改變某一條，下列示意圖正確的是( )
答案 C
解析 對于放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，值減小，CO的轉化率降低，A、B錯誤；溫度不變，值不變，C正確；增加N2的量，平衡向逆反應方向移動，NO的轉化率降低，D錯誤。
4．反應N2O4(g) 2NO2(g) ΔH＝＋57 kJ•mol－1，在溫度為T1、T2時，平衡體系中NO2的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖所示。下列說法正確的是( )
A．A、C兩點的反應速率：A>C
B．A、C兩點氣體的顏色：A深，C淺
C．由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法
D．A、C兩點氣體的平均相對分子質量：A>C
答案 C
解析 A、C兩點溫度相同而壓強不同，增壓平衡逆向移動，NO2的體積分數(shù)減小，但增壓也會增大濃度，反應速率：A<C，顏色還是C深(濃度大)；由于平衡逆向移動，氣體分子數(shù)減少，根據(jù)＝m/n，氣體的平均相對分子質量A<C；故A、B、D均錯。
練方法技巧
5．取五等份NO2，分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發(fā)生反應：
2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0
反應相同時間后，分別測定體系中NO2的百分含量(NO2%)，并作出其隨反應溫度(T)變化的關系圖。下列示意圖中，可能與實驗結果相符的是( )
A．①② B．②③ C．①③ D．②④
思路點撥：解答時注意以下兩點：
(1)反應相同時間，反應可能達平衡或未達平衡。
(2)該反應為氣體體積減小的放熱反應。
答案 D
解析 在恒容狀態(tài)下，在五個相同的容器中同時通入等量的NO2，反應相同時間。那么則有兩種可能，一是已達到平衡狀態(tài)，二是還沒有達到平衡狀態(tài)，仍然在向正反應方向移動。假若，5個容器在反應相同時間下，均已達到平衡，因為該反應是放熱反應，溫度升高，平衡向逆反應方向移動，NO2的百分含量隨溫度升高而升高，所以B正確；假若，5個容器中有未達到平衡狀態(tài)的，那么溫度越高，反應速率越大，會出現(xiàn)溫度高的NO2轉化得快，導致NO2的百分含量少的情況。在D中，圖中的轉折點為平衡狀態(tài)，轉折點左側為未平衡狀態(tài)，右側為平衡狀態(tài)，D正確。
6．反應a(g)＋bN(g) cP(g)＋dQ(g)達到平衡時，的體積分數(shù)y()與反應條的關系如下圖所示。其中z表示反應開始時N的物質的量與的物質的量之比。下列說法正確的是( )
A．同溫同壓z時，加入催化劑，平衡時Q的體積分數(shù)增加
B．同壓同z時，升高溫度，平衡時Q的體積分數(shù)增加
C．同溫同z時，增加壓強，平衡時Q的體積分數(shù)增加
D．同溫同壓時，增加z，平衡時Q的體積分數(shù)增加
答案 B
解析 由圖象可知的體積分數(shù)隨著溫度升高而減小，因此正反應是吸熱反應。催化劑只能改變反應達到平衡所需的時間，而對化學平衡移動無影響。升高溫度平衡正向移動，因此Q的體積分數(shù)增加。比較兩圖可知同溫時增加壓強，化學平衡逆向移動，Q的體積分數(shù)減小。同溫同壓時增加z，平衡時Q的體積分數(shù)不一定減小，因為N的物質的量增加不定，因此A、C、D選項錯誤，只有B正確。
練綜合拓展
7．如圖，甲、乙、丙分別表示在不同條下可逆反應A(g)＋B(g) xC(g)的生成物C在反應混合物中的百分含量w(C)和反應時間(t)的關系。
(1)若甲圖中兩條曲線分別表示有催化劑和無催化劑的情況，則________曲線表示無催化劑時的情況，原因是__________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(2)若乙圖表示反應達到平衡后分別在恒溫恒壓條下和恒溫恒容條下充入氦氣后的情況，則________曲線表示恒溫恒容的情況，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(3)根據(jù)丙圖可以判斷該可逆反應的正反應是________(填“吸”或“放”)熱反應，化學計量數(shù)x的值________。
答案 (1)b b達到平衡所用時間長，說明b的反應速率小于a
(2)a a中充入氦氣，w(C)不變，平衡不移動
(3)吸 大于2(>2)或大于等于3(≥3)
解析 (1)催化劑能夠加快反應速率，縮短反應達到平衡時的時間，所以a曲線表示有催化劑時的情況，b曲線表示無催化劑時的情況。
(2)恒溫恒容條下，向平衡體系中通入稀有氣體，平衡不移動；恒溫恒壓條下，向平衡體系中通入稀有氣體，平衡向體積增大的方向移動。
(3)由丙圖可知，恒壓條下，升高溫度，平衡向正反應方向移動，所以正反應為吸熱反應；恒溫條下，增大壓強，平衡向逆反應方向進行，所以正反應為體積增大的反應，x>2。
8．在一容積為2 L的密閉容器內加入0.2 mol的N2和0.6 mol 的H2，在一定條下發(fā)生如下反應：
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＜0。反應中NH3的物質的量濃度的變化情況如圖所示：
(1)根據(jù)圖示，計算從反應開始到平衡時，平均反應速率v(NH3)為
________________________________________________________________________。
(2)反應達到平衡后，第5分鐘末，保持其它條不變，若改變反應溫度，則NH3的物質的量濃度不可能為___________________________________________________________。
a．0.20 mol•L－1 b．0.12 mol•L－1 c．0.10 mol•L－1 d．0.08 mol•L－1
(3)反應達到平衡后，第5分鐘末，保持其它條不變，若只把容器的體積縮小一半，平衡______________________移動(填“向逆反應方向”、“向正反應方向”或“不”)，化學平衡常數(shù)________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(4)在第5分鐘末將容器的體積縮小一半后，若在第8分鐘末達到新的平衡(此時NH3的濃度約為0.25 mol•L－1)。請在圖中畫出第5分鐘末到達新平衡時NH3濃度的變化曲線。
答案 (1)0.025 mol•L－1•min－1 (2)ac
(3)向正反應方向 不變
(4)
解析 (1)由圖象知：v(NH3)＝Δct＝0.1 mol•L－14 min＝0.025 mol•L－1•min－1。
(2)合成氨的反應為可逆反應，不可能進行到底，根據(jù)反應方程式和題給數(shù)據(jù)，NH3濃度的最大值為：0.4 mol2 L＝0.2 mol•L－1，在改變溫度后，平衡要移動，達新的平衡后NH3的濃度肯定不是0.1 mol•L－1。
(3)縮小體積，相當于增大壓強，平衡向正反應方向移動，由于溫度未變，平衡常數(shù)不變。
(4)在5分鐘末將容積減小一半，c(NH3)瞬間增大為原的二倍，在8分鐘末建立新平衡，圖象見答案。
9．某溫度時，在2 L密閉容器中氣態(tài)物質X和Y反應生成氣態(tài)物質Z，它們的物質的量隨時間的變化如下表所示。
t/minX/molY/molZ/mol
01.001.000.00
10.900.800.20
30.750.500.50
50.650.300.70
90.550.100.90
100.550.100.90
140.550.100.90
(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在該題圖中相應位置上畫出X、Y、Z的物質的量(n)隨時間(t)變化的曲線：
(2)體系中發(fā)生反應的化學方程式是____________；
(3)列式計算該反應在0～3 min時間內產物Z的平均反應速率：
__________________________；
(1)該反應達到平衡時反應物X的轉化率α等于__________________________；
(5)如果該反應是放熱反應。改變實驗條(溫度、壓強、催化劑)得到Z隨時間變化的曲線①、②、③(如上圖所示)，則曲線①、②、③改變的實驗條分別是：
①________；②________；③________。
答案
(1)
(2)X＋2Y 2Z
(3)v(Z)＝ΔcZΔt＝ΔnZV•Δt＝0.5 mol2 L×3 min＝0.083 mol•L－1•min－1
(4)45%
(5)升高溫度 加入催化劑 增大壓強
解析 (1)畫出對應的點直接連接起即可。
(2)由0～1 min時，Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝1∶2∶2知該反應的化學方程式為：X＋2Y 2Z。
(3)v(Z)＝ΔcZΔt＝ΔnZV•Δt＝0.5 mol2 L×3 min＝0.083 mol•L－1•min－1
(4)X的轉化率α＝ΔnXnX初×100%＝1.00－0.55mol1.00 mol×100%＝45%。
(5)由題中圖象知：平衡時，①曲線平衡時所用時間比原平衡時(9 min)短，且生成Z的量減少，故①曲線改變的條是升高溫度；②曲線的Z的物質的量與原平衡時相同，但達到平衡的時間縮短為1 min，故②曲線改變的條是加入催化劑；③曲線平衡時所用時間比原平衡時(9 min)短，且生成Z的量增加，故③曲線改變的條是增大壓強。
第3時 等效平衡
[目標要求] 1.理解等效平衡的概念。2.能夠判斷并建立等效平衡。
一、等效平衡的含義
在一定條下(恒溫恒容或恒溫恒壓)，對同一可逆反應體系，起始時加入物質的物質的量不同，而達到化學平衡時，同種物質的百分含量相同，這樣的平衡稱為等效平衡。
二、等效平衡的分類
(1)對于恒溫、恒容條下的體積可變的反應
如果按方程式中的化學計量關系轉化為方程式同一半邊的物質，其物質的量與對應組分的起始加入量相同，則建立的化學平衡狀態(tài)是等效的。
結果：達到平衡后，各組分的百分含量及各組分的濃度都是相等的。
例如，一定條下的可逆反應：
2SO2 ＋ O2 2SO3
① 2 mol 1 mol 0 mol
② 0 mol 0 mol 2 mol
③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol
上述三種配比，按方程式的計量關系均轉化為反應物，則SO2均為2 mol、O2均為1 mol，三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。
(2)對于恒溫、恒容條下的體積不變反應以及恒溫、恒壓的可逆反應(無論體積可變或不變)
如果按方程式的化學計量關系轉化為方程式同一半邊的物質，其物質的量比與對應組分的起始加入量比相同，則建立的化學平衡狀態(tài)是等效的。
結果：達到平衡后，各組分的百分含量相同，但各組分的濃度并不一定相同。
例如：
H2(g)＋ I2(g) 2HI(g)
① 1 mol 1 mol 0 mol
② 2 mol 2 mol 1 mol
上述兩種配比，按方程式中化學計量關系均轉化為反應物，兩種情況下H2(g)與I2(g)的物質的量比均為1∶1，因此上述兩種情況建立的化學平衡狀態(tài)是等效的。
知識點一 恒溫、恒容條下的等效平衡
1．已知在等溫、等容條下，有如下可逆反應：2A(g)＋2B(g) 3C(g)＋D(g)�，F(xiàn)分別從兩條途徑建立平衡，途徑Ⅰ：A、B的起始濃度均為2 mol•L－1；途徑Ⅱ：C、D的起始濃度分別為6 mol•L－1和2 mol•L－1。下列敘述正確的是( )
A．Ⅰ、Ⅱ兩種途徑最終達到平衡時，體系內混合氣體的濃度相同
B．Ⅰ、Ⅱ兩種途徑最終達到平衡時，體系內混合氣體的百分組成相同
C．達到平衡時，Ⅰ途徑的反應速率v1等于Ⅱ途徑的反應速率v2
D．達到平衡時，Ⅰ途徑混合氣體的密度與Ⅱ途徑混合氣體的密度相等
答案 B
解析 該反應的條是在等溫等容條下，且該反應前后氣體體積不變。由于途徑Ⅱ相當于A、B的起始濃度均為4 mol•L－1建立平衡體系，故平衡時各組分的體積百分含量應與Ⅰ相同，但各組分的濃度以及混合氣體的密度則為Ⅰ的兩倍。
2．在1 L密閉容器中通入2 mol NH3，在一定溫度下發(fā)生反應：2NH3 N2＋3H2，達平衡時，N2的物質的量分數(shù)為a%，維持容器的體積和溫度不變，分別通入下列幾組物質，達到平衡時，容器內N2的物質的量分數(shù)仍為a%的是( )
A．3 mol H2和1 mol NH3
B．2 mol NH3和1 mol N2
C．2 mol N2和3 mol H2
D．0.1 mol NH3、0.95 mol N2、2.85 mol H2
答案 D
解析 由題意可知，是在恒溫恒容下的等效平衡，應滿足投料相等，利用極限轉化法可將各項中物質轉化成第一種情況中NH3的物質的量比較：
A．1 mol NH3 3 mol H2 B．2 mol NH3 1 mol N2
C．2 mol NH3 1 mol N2 D中2 mol NH3，故答案為D。
3．一定溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生如下反應：2A(g)＋B(g) 3C(g)，若反應開始時充入2 mol A和2 mol B，達平衡后A的體積分數(shù)為a%。其他條不變時，若按下列四種配比作為起始物質，平衡后A的體積分數(shù)大于a%的是( )
①2 mol C
②2 mol A、1 mol B和1 mol He(不參加反應)
③1 mol B和1 mol C
④2 mol A、3 mol B和3 mol C
A．①② B．②③ C．①④ D．③④
答案 A
解析 將選項中的各種配比全部轉化為起始時A和B的物質的量并與題給平衡進行對比分析：
起始時物質的量mol 2A(g)＋ B(g) 3C(g) 平衡時φA
已知 2 2 0 a%
A 43 23 0 >a%
B 2 1 0 >a%
C 23 43 0 <a%
D 4 4 0 ＝a%
由于是在恒容條下，所以②選項中的1 mol He對平衡無影響。由于反應2A(g)＋B(g) 3C(g)是一個氣體體積不變的反應，因此當n(A)∶n(B)＝1∶1時即與“已知”構成等效平衡，平衡時φ(A)＝a%，如選項④；當n(A)∶n(B)>1時，必然A的體積分數(shù)增加，φ(A)>a%，如選項①、②；當n(A)∶n(B)<1時，B的體積分數(shù)增加，φ(A)<a%，如選項③。
知識點二 恒溫、恒壓條下的等效平衡
4．將3 mol A和1 mol B混合于一體積可變的密閉容器P中，以此時的溫度、壓強和體積作為起始條，發(fā)生如下反應：3A(g)＋B(g) 2C(g)＋D(g)，達到平衡時C的濃度為ω mol•L－1。保持溫度和壓強不變，按下列四種配比充入容器P中，平衡后C的濃度仍為ω mol•L－1的是( )
A．6 mol A＋2 mol B
B．3 mol A＋1 mol B＋2 mol C
C．2 mol C＋1 mol B＋1 mol D
D．1 mol C＋2 mol D
答案 A
解析 在恒溫恒壓下，只要n(A)∶n(B)＝3∶1或n(C)∶n(D)＝2∶1，達到平衡時就均為同一平衡狀態(tài)，即滿足等效平衡的條。答案為A。
5．某溫度下，在一容積可變的容器中，反應2A(g)＋B(g) 2C(g)達到平衡時，A、B和C的物質的量分別為4 mol、2 mol和4 mol。保持溫度和壓強不變，對平衡混合物中三者的物質的量做如下調整，可使平衡右移的是( )
A．均減半 B．均加倍 C．均增加1 mol D．均減少1 mol
答案 C
解析 由題意可知，本題為恒溫恒壓的等效平衡，要求投料時為等比。由于A、B等比例加入各物質，則平衡不移動。將C、D拆解分析。
若按比例增加、減少投料：
C增加：2A(g) ＋ B(g) 2C(g)
1 mol 0.5 mol 1 mol
再加0.5 mol B平衡右移。
D減少：2A(g)�。(g) 2C(g)
1 mol 0.5 mol 1 mol
再減少0.5 mol B，則平衡左移�！ �
6．恒溫、恒壓下，在一個可變容積的容器中發(fā)生反應：A(g)＋B(g) C(g)
(1)若開始時放入1 mol A和1 mol B，達到平衡后，生成a mol C，這時n(A)為________ mol。
(2)若開始時放入3 mol A和3 mol B，達到平衡后，生成n(C)為________ mol。
(3)若開始時放入x mol A、2 mol B和1 mol C，達到平衡后，A和C的物質的量分別是y mol和3a mol，則x＝________，y＝________。平衡時，n(B)________(選填一個編號)，并寫出作出此判斷的理由________________________________________________________。
(甲)大于2 mol (乙)等于2 mol (丙)小于2 mol
(丁)可能大于、等于或小于2 mol
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3 mol C，待再次到達平衡后，C的物質的量分數(shù)是________。
答案 (1)1－a (2)3a (3)2 3－3a (丁) 若3a>1，B的物質的量小于2 mol；若3a＝1，B的物質的量等于2 mol；若3a<1，B的物質的量大于2 mol (4)a2－a
練基礎落實
1．在相同溫度和壓強下，對反應CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)進行甲、乙、丙、丁四組實驗，實驗開始時放入容器內各組分的物質的量見下表
上述四種情況達到平衡后，n(CO)的大小順序是( )
A．乙＝丁>丙＝甲 B．乙>丁>甲>丙
C．丁>乙>丙＝甲 D．丁>丙>乙>甲
答案 A
解析 本題主要考查外界條對化學平衡的影響及等效平衡問題。解題時應注意該反應及反應的特點，即反應前后氣體體積不變，同時要明確等效平衡的條。把丙中a mol CO和a mol H2O按化學計量數(shù)轉成CO2和H2也分別為a mol，則甲與丙是等量等效，則達平衡時，n(CO)應相等；把丁中a mol CO和a mol H2O按化學計量數(shù)轉成CO2和H2，則起始時丁中CO2為2a mol、H2為a mol，則與乙等量等效，到達平衡時n(CO)相等。乙與甲相比相當于在甲的平衡中又加入了a mol的CO2，導致平衡正移，則平衡時n(CO)乙>n(CO)甲，故選A。
2．對反應2NO2(g) N2O4(g)，在恒溫的容器中，欲使cNO2cN2O4比值增大，在溫度不變時應采取( )
A．體積不變，增加NO2的物質的量
B．體積不變，增加N2O4的物質的量
C．使體積擴大到原的2倍
D．使體積不變充入N2
答案 C
解析 體積不變無論是增加NO2物質的量還是增加N2O4的物質的量，從效果上講，都相當于增大壓強，平衡右移，NO2相對含量減小，N2O4相對增多，故A、B錯；C項等效于減小壓強，C正確；需要注意的是B項單從平衡移動角度看，因c(N2O4)變大，使v正<v逆，平衡應左移。也就是平衡移動這一過程變化和結果是兩回事。
3．在一密閉的容器中充入2 mol A和1 mol B發(fā)生反應：2A(g)＋B(g) xC(g)，達到平衡后，C的體積分數(shù)為w%；若維持容器的容積和溫度不變，按起始物質的量A：0.6 mol、B：0.3 mol、C：1.4 mol充入容器，達到平衡后，C的體積分數(shù)仍為w%，則x的值為( )
A．只能為2 B．只能為3
C．可能為2，也可能為3 D．無法確定
答案 C
解析 這是一道關于在恒溫恒容條下的等效平衡問題，應該包括兩種情況。若x等于3，則這一反應是一個前后氣體體積不變的類型，因此只要滿足第二種投料方式中按化學計量數(shù)換算成平衡式左右兩邊同一邊物質的物質的量之比與第一種投料方式相等即可達到等效平衡。若x不等于3，則須滿足第二種投料方式中通過可逆反應的化學計量數(shù)比換算成平衡式左右兩邊同一邊物質的物質的量與第一種投料方式完全相等，才能使兩平衡等效。
4．在一真空密閉容器中盛有1 mol PCl5，加熱到200 ℃，發(fā)生反應：PCl5(g) PCl3(g)
＋Cl2(g)，反應達到平衡時，PCl5在混合氣體中的體積分數(shù)為m%，若在相同的溫度和相同的容器中，起始時加入2 mol PCl5，反應達到平衡時，PCl5在混合氣體中的體積分數(shù)為n%，則m和n的關系正確的是( )
A．m>n B．m<n C．m＝n D．無法比較
答案 B
解析 設計如下等效平衡模型：
在上述模型中，①和②互為等效平衡，平衡混合氣體中PCl5的體積分數(shù)為m%。③達到平衡時，PCl5體積分數(shù)為n%，從②到③，由于增大壓強，平衡向逆反應方向移動，所以，PCl5在平衡混合氣體中的體積分數(shù)增大。即：n>m，B選項正確。
練方法技巧
5．一定溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生如下反應：2A(g)＋B(g) 3C(g)，若反應開始時充入2 mol A和2 mol B，達平衡后A的體積分數(shù)為a%。其他條不變時，若按下列四種配比作為起始物質，平衡后A的體積分數(shù)小于a%的是( )
A．2 mol C
B．2 mol A和1 mol B
C．1 mol B和1 mol C
D．2 mol A、3 mol B和3 mol C
答案 C
解析 由于壓強改變對平衡移動無影響，故平衡后A的體積分數(shù)只與起始加入的A、B物質的量之比有關。假設反應都向逆反應進行到底，按四種配比加入起始物質，可等效轉換成起始加入A、B的物質的量之比為：
A．n(A)∶n(B)＝2∶1 B．n(A)∶n(B)＝2∶1
C．n(A)∶n(B)＝1∶2 D．n(A)∶n(B)＝1∶1
平衡后A的體積分數(shù)為a%時，起始加入的A、B物質的量之比為1∶1。若平衡后A的體積分數(shù)小于a%，則起始加入A、B的物質的量之比應小于1∶1。
點撥：等效平衡問題一般涉及的是氣體參加的反應。解決問題時同學們容易出現(xiàn)下面兩個錯誤：(1)忽略了反應條對等效平衡的限制作用。(2)不注意反應類型的特殊性，即等體反應和非等體反應的等效平衡建立的限制條是不同的。
6．已知：H2(g)＋I2(g) 2HI(g) ΔH<0。有相同容積的定容密閉容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol，乙中加入HI 0.2 mol，相同溫度下分別達到平衡。欲使甲中HI的平衡濃度大于乙中HI的平衡濃度，應采取的措施是( )
A．甲、乙提高相同溫度
B．甲中加入0.1 mol He，乙不變
C．甲降低溫度，乙不變
D．甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2
答案 C
解析 0.2 mol HI相當于H2、I2各0.1 mol，所以甲、乙在題述情況下達到的平衡是等效的。A項，甲、乙提高相同溫度，仍等效；B項，甲中加入0.1 mol He對反應無影響；C項，甲降低溫度，平衡右移，HI的濃度增大；D項，甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2，平衡都向右移動，HI的濃度都增大。
點撥：任何一個可逆反應體系，在相同條下從不同的狀態(tài)開始，只要達到平衡時的條(溫度、壓強、濃度)完全相同，則可以形成等效平衡。我們在解題中若遇到將兩個狀態(tài)進行比較這類問題，可以“虛擬”一個中間過程，如一個容器、一個隔板等，然后再進行比較。
綜合拓展
7．某溫度下，密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2，使之反應合成NH3，平衡后，測得NH3的體積分數(shù)為n0，如果溫度不變，只改變起始加入量，使反應平衡后NH3的體積分數(shù)為n0，若N2、H2、NH3的物質的量分別用x、y、z表示。
Ⅰ.恒溫恒容條下
①若x＝0，y＝0，則z＝________。
②若x＝0.75 mol，則y＝______，z＝________。
③x、y、z滿足的一般條是______________________________________________。
Ⅱ.恒溫恒壓條下，上述結論又如何？
答案 Ⅰ.①2 mol�、�2.25 mol 0.5 mol
③2x＋z＝2,2y＋3z＝6
Ⅱ.①z為大于0的任意值�、�2.25 mol z為任意值
③x∶y＝1∶3，z為任意值，或x或y均等于0，z為大于0的任意值。
解析 本題起始狀態(tài)不同，但最終NH3的百分含量相同，即最終各平衡是等效的。恒溫恒容條下，“一邊倒”后，對應的各物質的物質的量相等即可，例如“左倒”后，都是1 mol N2和3 mol H2，故①x＝0，y＝0，則z＝2 mol；②若x＝0.75 mol，則y＝2.25 mol，z＝0.5 mol；③“左倒”后，生成的N2為z2 mol，生成的H2為3z2 mol，所以x＋z2＝1，y＋3z2＝3。還可以用原子守恒：2x＋z＝2(N守恒)；2y＋3z＝6(H守恒)。恒溫恒壓下，“一邊倒”后，求得N2、H2物質的量之比為1∶3即可。因為N2、H2、NH3的計量數(shù)之比為1∶3∶2，所以x＝0，y＝0，則z為大于0的任意值；x＝0.75 mol，則y＝2.25 mol，z為任意值；x∶y＝1∶3；z為任意值，若x與y均等于0，z為大于0的任意值。
8．在恒溫容器中加入1 mol N2和3 mol H2，達到平衡時NH3的體積分數(shù)為m%。若N2、H2、NH3的起始加入量分別為x mol、y mol、z mol，達到平衡時NH3的體積分數(shù)仍為m%。
(1)該容器恒容，則x、y、z應滿足的關系是
________________________________________________________________________。
(2)該容器恒壓，則x、y、z應滿足的關系是
________________________________________________________________________，
設前者達到平衡時生成NH3 a mol，則后者達到平衡時生成NH3________mol(用a、x、z表示)。
答案 (1)x＋z/2＝1且y＋3z/2＝3
(2)(2x＋z)/(2y＋3z)＝1/3 (x＋z/2)a mol
解析 解法一：極限法
N2 �。 �3H2 2NH3
起點1: 1 mol 3 mol 0
起點2: x mol y mol z mol
逆推： (x＋z/2) mol (y＋3z/2) mol 0
(1)根據(jù)題意，兩起點達到平衡時，NH3的量相等，而化學平衡的建立只與條(溫度、濃度、壓強)有關，與途徑無關，故將起點2“推回”至與起點1相同時(即將z mol NH3完全分解，如上所示)，N2與H2的量應分別與起點1完全相同，這樣兩者達到平衡時N2、H2、NH3的量才完全相同，故x、y、z應滿足的關系如下：x＋z/2＝1且y＋3z/2＝3。
(2)根據(jù)題意，兩起點達到平衡時，NH3的物質的量分數(shù)相等，故只需“一邊推”后，兩者的投料比相等即可，故x、y、z應滿足的關系如下：
1 mol∶3 mol＝(x＋z/2)mol∶(y＋3z/2)mol
即：(x＋z/2)mol/(y＋3z/2)mol＝1/3
因為“一邊推”后，后者的N2為前者的(x＋z/2)倍，故平衡時生成的NH3也為前者的(x＋z/2)倍，即(x＋z/2)a mol
解法二：原子守恒法
(1)因為起點1與起點2達到平衡時各組分的量分別相等，故各原子的物質的量也應分別相等，利用原子守恒有：
2x＋z＝1×2(N原子守恒)
2y＋3z＝3×2(H原子守恒)
(2)因為起點1與起點2達到平衡時各組分的體積分數(shù)分別相等，故各原子的物質的量之比也應分別相等，故：
起點1中：n(N)/n(H)＝(1×2)/(3×2)＝1/3
起點2中：n(N)/n(H)＝(2x＋z)/(2y＋3z)得(2x＋z)/(2y＋3z)＝1/3
又因為后者N原子是前者N原子的(2x＋z)/2倍，所以生成NH3為(x＋z/2)a mol。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaoer/44536.html
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