判斷類“化學(xué)平衡”選擇題的解法例析

〔關(guān)鍵詞〕 判斷類；化學(xué)平衡；選擇題；解法

〔中圖分類號(hào)〕 G633.8〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕 C

〔文章編號(hào)〕 1004—0463（2009）06（B）—0058—02

一、判斷某些量的取值范圍

根據(jù)“可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底”的基本特點(diǎn)可知：在密閉容器中，建立平衡及平衡移動(dòng)后，各成分的物質(zhì)的量、濃度都大于0，且百分含量、反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率都大于0而小于1。

例1. 在密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)： X2（g）+Y2（g）?葑2Z（g）。已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1 mol#8226;L-1、0.3 mol#8226;L-1、0.2 mol#8226;L-1，在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，各物質(zhì)的濃度有可能是（）

A.Z為0.3 mol#8226;L-1B.Y2為0.35 mol#8226;L-1

C.X2為0.2 mol#8226;L-1 D.Z為0.4 mol#8226;L-1

解析:本題可用極端假設(shè)法判斷，即若反應(yīng)正向進(jìn)行到底，則X2、Y2、Z的濃度分別為0、0.2、0.4（mol#8226;L-1）；若反應(yīng)逆向進(jìn)行到底，則三者的濃度分別為0.2、0.4、0（mol#8226;L-1）。因此待反應(yīng)達(dá)到平衡后，各成分濃度的取值范圍應(yīng)是：0 mol#8226;L-1﹤C（X2）﹤0.2 mol#8226;L-1，0.2 mol#8226;L-1﹤C（Y2）﹤0.4 mol#8226;L-1，0 mol#8226;L-1﹤C（Z）﹤0.4 mol#8226;L-1。故答案為A、B。

二、判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)

當(dāng)某可逆反應(yīng)進(jìn)行到單位時(shí)間內(nèi)消耗與生成的某種成分物質(zhì)的量相等，或其物質(zhì)的量、濃度、百分含量、轉(zhuǎn)化率（或產(chǎn)率）保持不變，或體系總的物質(zhì)的量、壓強(qiáng)、平均摩爾質(zhì)量、密度由最初的變化到不變時(shí)，就意味著該反應(yīng)已達(dá)平衡。

例2.在一定溫度下，不能確認(rèn)可逆反應(yīng)A（g）+3B（g）?葑2C（g）已達(dá)平衡的標(biāo)志是（）

A. A、B、C的濃度不再變化

B.混合氣體的壓強(qiáng)不再變化

C.單位時(shí)間生成n mol A，同時(shí)生成2n mol C

D. A、B、C的分子數(shù)之比為1︰3︰2

解析：由上述可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的條件可輕松得出本題答案為D。

三、判斷某些量的變化趨勢(shì)

不論可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡，也不論平衡是否移動(dòng)，正逆反應(yīng)速率都不等于零，且體系各成分之間的原子交換也不可能終止。

例3. 對(duì)密閉容器中的化學(xué)平衡PCl3（g）+Cl2（g）?葑PCl5（g），維持溫度和體積不變，再充入37Cl2，則在平衡移動(dòng)的過程中，PCl3中37Cl的含量將（）

A.增加B.減少C.不變D.無法判斷

解析：平衡正向移動(dòng)時(shí)，PCl5中37Cl含量增加，同時(shí)PCl5發(fā)生分解，導(dǎo)致PCl3中37Cl的含量也增加。因此答案為A。

四、判斷平衡移動(dòng)情況

當(dāng)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率或某種成分的百分含量改變時(shí)，平衡一定發(fā)生了移動(dòng)；改變溫度，平衡也必定移動(dòng)；而改變濃度或壓強(qiáng)時(shí)，平衡卻不一定移動(dòng)。

例4.密閉容器中，反應(yīng)aA（g）?葑bB（g）達(dá)到平衡后，保持溫度不變，將容器體積增加1倍，當(dāng)達(dá)到新的平衡時(shí)，B的濃度是原來的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)減少了

D.化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系：a﹥b

解析：c(B)=，根據(jù)V增加1倍時(shí)c（B）變?yōu)樵瓉淼?0%﹥50%，可知減小壓強(qiáng)時(shí)n（B）增加了，說明平衡正向移動(dòng)。因此答案為A。

五、利用“等效平衡”原理判斷平衡移動(dòng)方向

有兩種常見的“等效平衡”：當(dāng)溫度和容積一定時(shí)，體系中各對(duì)應(yīng)原子的物質(zhì)的量應(yīng)相等；而當(dāng)溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，則要求起始加入的各反應(yīng)物和生成物物質(zhì)的量之比相等。

例5.某溫度下，一容積可變的容器中，反應(yīng)2A（g）+ B（g）?葑2C（g）達(dá)到平衡時(shí)，A、B和C的物質(zhì)的量分別為4 mol、2 mol和4 mol。保持溫度和壓強(qiáng)不變，對(duì)平衡混合物中三者的物質(zhì)的量做如下調(diào)整，可使平衡右移的是（）

A.均減半B.均加倍

C.均增加1 molD.均減少1 mol

解析：由于“容積可變”的隱含條件是“壓強(qiáng)不變”，因此在原平衡混合物中加入（或移去）物質(zhì)的量之比為2︰1︰2的A、B和C時(shí)，平衡不發(fā)生移動(dòng)。而當(dāng)均增加1 mol時(shí)可將其看作是兩步完成：先加1 mol A、0.5 mol B和1 mol C，平衡狀態(tài)不變；再加入0.5 mol B，則平衡右移。同理可知，A、B、C均減少1 mol時(shí)平衡左移。因此答案為C。

六、根據(jù)可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式進(jìn)行判斷

利用理想氣態(tài)方程、反應(yīng)速率表達(dá)式、平衡移動(dòng)原理和反應(yīng)時(shí)各種反應(yīng)物與生成物之間的定量關(guān)系，通過必要的計(jì)算，即可作出正確判斷。

例6.某容積可變的密閉容器中放入一定量的A和B的混合氣體，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：A（g）+2B（g）?葑2C（g）。若維持溫度和壓強(qiáng)不變，達(dá)平衡時(shí)容器的體積為V，此時(shí)C氣體的體積分?jǐn)?shù)為40%，則下列判斷正確的是（）

A.原混合氣體的體積為1.1V

B.原混合氣體的體積為0.9V

C.反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，氣體A消耗了0.2V

D.反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，氣體B消耗了0.2V

解析：由反應(yīng)方程式可知同溫同壓下，V（A）耗＝0.5V（B）耗＝0.5 V（Ｃ）生＝Ｖ減，已知V（Ｃ）生＝０.４Ｖ，故V（A）耗＝０.２Ｖ，V（B）耗＝０.４Ｖ，原混合氣體總體積為Ｖ＋０.２Ｖ＝１.２Ｖ。故答案為Ｃ。

七、判斷“雙平衡”體系中某種成分的濃度

這類題目涉及兩個(gè)連續(xù)的可逆反應(yīng)，解題時(shí)應(yīng)先找出連接兩反應(yīng)的“橋梁物質(zhì)”，并假設(shè)第一反應(yīng)先達(dá)到平衡，然后考慮發(fā)生第二反應(yīng)直至平衡前對(duì)前一平衡的影響，即按先“隔離”后“聯(lián)系”的程序分析判斷。解此類題的關(guān)鍵是第一平衡建立后，“橋梁物質(zhì)”的濃度保持不變。

例７.將NH4I置于密閉容器中，在某溫度下發(fā)生下列反應(yīng)：NH4I（ｓ）?葑NH3（g）+HI（g）， ２HI（g）?葑H２（g）+I２（g）。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，C（H２）＝0.5 mol#8226;L-1，Ｃ（HI）＝4 mol#8226;L-1，則Ｃ（NH3）為 （）

Ａ.3.5 mol#8226;L-1 Ｂ.4 mol#8226;L-1

Ｃ.4.5 mol#8226;L-1Ｄ.5 mol#8226;L-1

解析： 假設(shè)NH4I（s）的分解先達(dá)到平衡，則C（NH3）=C（HI）；隨后HI再發(fā)生分解，從而使第一平衡向右移動(dòng)，導(dǎo)致Ｃ（NH3）增加，且Ｃ（NH3）增=Ｃ（HI）耗=2C（H2）；由于單位時(shí)間內(nèi)第二反應(yīng)分解消耗的HI物質(zhì)的量與第一平衡右移時(shí)增加的HI物質(zhì)的量相等，因此Ｃ(HI)保持不變。故Ｃ（NH3）=Ｃ（NH3）始+Ｃ（NH3）增=Ｃ（HI）+2C（H2）=5 mol#8226;L-1。因此答案為D。

八、利用等效平衡解決特殊的化學(xué)平衡問題

由等效平衡思想可得，對(duì)只有一種反應(yīng)物（或只有一種生成物）的全氣相平衡，溫度和容積不變時(shí)，增加這種反應(yīng)物（或這種生成物）的量，相當(dāng)于原平衡加壓；減小這種反應(yīng)物（或這種生成物）的量則相當(dāng)于減壓。據(jù)此便可快速判斷平衡移動(dòng)情況。

例8.在一真空密閉容器中盛有1 mol PCl5，在200 ℃時(shí)發(fā)生如下反應(yīng)：PCl5（g）?葑PCl3（g）+Cl2（g）。反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，PCl3所占的體積分?jǐn)?shù)為M%，若在同一溫度下，在同一容器中，最初投入的是2 mol PCl5，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，PCl3的體積分?jǐn)?shù)為N%，則M和N的關(guān)系是 （）

A.M>NB.M

解析：容器中投入2 mol PCl5建立的平衡，可看作是原平衡在溫度和容積不變時(shí)再充入1 mol PCl5發(fā)生移動(dòng)而成，如果不考慮混合氣體物質(zhì)的量的增加，就濃度、體積分?jǐn)?shù)和轉(zhuǎn)化率的改變而言，相當(dāng)于將容積縮小一半，則平衡左移，致使PCl3的體積分?jǐn)?shù)減小，即N%﹤M% 。因此答案為A。

九、利用平衡移動(dòng)曲線進(jìn)行判斷

此類題應(yīng)先分析圖示中溫度、壓強(qiáng)變化時(shí)，平衡混合物中某一量的改變情況，再根據(jù)平衡移動(dòng)原理判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)、比較反應(yīng)氣體與生成氣體計(jì)量數(shù)的相對(duì)大小及縱坐標(biāo)的含義等。

例9.反應(yīng)L（s）+aG（g）?葑bR（g）達(dá)到平衡時(shí)，溫度（T）和壓強(qiáng)（P1﹥P2）對(duì)該反應(yīng)的影響如右圖所示，φ（G）表示G的體積分?jǐn)?shù)。據(jù)此可判斷（）

A.正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，a﹥b

B.正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，a﹤b

C.正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，a﹥b

D.正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，a﹤b

解析：由曲線的變化趨勢(shì)可知，恒壓下升溫時(shí)，φ（G）減小，說明平衡正向移動(dòng)，即正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；恒溫下加壓（P2→P1）時(shí)，φ（G）增大，則平衡逆向移動(dòng)，逆反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，即a﹤b。故答案為D。