[例1](06苏州二模)某密闭容器中进行如下反应:X(g)+2Y(g) 2Z(g),若最初时只加入X、Y两种物质,要使平衡时反应物总物质的量与生成物的物质的量相等,则x、Y的初始物质的量之比的范围应满足 C   

[例2]在一密闭容器中,反应aA(g)   bB(g)达平衡后,保持温度不变,将容器体积增大一倍,达新平衡时,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的转化率减小了

C. B的质量分数增加了         D.a>b

[解析]本题旨在考查运用勒沙特列原理的技能。恒温下,体积增大一倍,即为压强减小的过程,平衡向气体体积增大的方向移动。已知B的浓度不是原来的(50%),而是60%,故平衡必向生成B的方向移动。

[答案]AC

[例3]将2mol H2O和2mol CO置于1L容器中,在一定条件下,加热至高温,发生如下可逆反应:2H2O(g)2H2+O2                2CO+O22CO2

(1)当上述系统达到平衡时,欲求其混合气体的平衡组成,则至少还需要知道两种气体的平衡浓度,但这两种气体不能同时是    和    ,或    和    。(填它们的分子式)

(2)若平衡时O2和CO2的物质的量分别为 n(O2)平=a mol, n(CO2)平=b mol。试求n(H2O)平=     。(用含a、b的代数式表示)

[解析](1)题设情境中同时存在两个反应的化学平衡,涉及5种气体。根据物质守恒可以写出3个关系式:

①H原子守恒:2n(H2O)平+2 n(H2)平=4mol                

②O原子守恒:n(H2O)平+2 n(O2)平+ n(CO)平+2 n(CO2)平=4mol    

③C原子守恒:n(CO)平+ n(CO2)平=2mol                

由①可知,n(H2O)平和 n(H2)平两个量是直接相关的,知其一,则知其二;由③可知,n(CO)平和 n(CO2)平的关系也是如此。若同时n(H2O)平和 n(H2)平两个量,或n(CO)平和 n(CO2)平两个量,实际上只相当于增加了一个已知条件。

(2)将“n(O2)平=a mol、n(CO2)平=b mol”代入②、③,即可求n(H2O)平。

第(2)问也可直接求解。

[答案](1)H2O  H2, CO  CO2   (2)(2-2a-b) mol

2、化学平衡中的常用方法

(1)    “始、转、平”三段分析法

mA(g) +  nB(g)   pC(g)  +  qD(g)

       起始量    a     b     0    0

       变化量    x    nx/m    px/m   qx/m

       平衡量   a-x   b- nx/m   px/m   qx/m

(2)    差量法(△V 、  △n)

    若定温、定容,已知平衡前后压强变化,由理想气体状态方程PV=nRT 推知

 P(始)/P(平)= n(始)/n(平),从而求出平衡前后物质的量的差量(△n)

若定温、定压,已知平衡前后密度变化,由理想气体状态方程PV=nRT 推知气体的密度与摩尔质量成正比,由于前后气体总质量不变,即ρ(始)/ρ(平)= n(平)/n(始),从而求出平衡前后物质的量的差量(△n)。

(3).混合气体平均式量(M)的计算

①若反应物、生成物均为气体,根据M=m/n ,平衡移动前后,混合气体总质量不变,若平衡向气体体积增大的方向移动,混合气体平均式量变小;若平衡向气体体积减小的方向移动,混合气体平均式量则变大。

②若反应物或生成物中有非气态物质,则混合气体平均式量可能不变、变小或变大。例如,在密闭容器中进行可逆反应:C(S)+H2O(g)CO(g)+H2(g)若压缩容器的体积,混合气体的平均式量如何变化?解此题,可假设压缩前混合气体平均式量为M1,气体总物质的量为n,压缩后到达新平衡,消耗了x mol CO和x mol H2,同时生成了x mol C和x mol H2O,所以混和气体总物质的量减小了x mol,故压缩后到达新平衡混合气体平均式量可表示为:

M2=        

     =  

  =    ∴ M2-M1=      

由上式可知:

若:  ①M1=12   则M2=M1,到达新平衡混合气平均式量不变;

②M1>12     M2>M1,到达新平衡混合气平均式量变大;

③M1<12    M2<M1,到达新平衡混合气平均式量变小。

(4).“虚拟容器”法

  该法适用于在定温、定容条件下,各种反应物、或生成物、或反应物和生成物同时增大(减小)相同倍数,可虚拟一个容器,容器的体积扩大(缩小)相应的倍数,此时两容器中建立的平衡完全等效,然后将虚拟的容器压缩(扩大)至原容器大小,相当于增大(减小)压强,再根据压强对平衡移动的影响来确定转化率等的变化情况。

(5).可逆反应“不为零”原则

该法适用于确定改变条件,平衡移动后,某些物质的浓度范围。比如在一定温度下,将1molCO和1 mol 水蒸气通入密闭容器中反应:CO+H2OCO2+H2,达平衡后测得CO2 为0.6 mol,再通入4mol水蒸气,达新平衡后CO2的物质的量可能为多少? 加入水蒸气平衡右移,故新平衡时CO2的物质的量大于0.6 mol,增大了水蒸气的量,提高CO的转化率,即使CO完全转化,最多生成CO2  1 mol,  根据可逆反应平衡时各物质的量“不为零”原则,所以0.6 mol<n(CO2)<1 mol。

 0  300465  300473  300479  300483  300489  300491  300495  300501  300503  300509  300515  300519  300521  300525  300531  300533  300539  300543  300545  300549  300551  300555  300557  300559  300560  300561  300563  300564  300565  300567  300569  300573  300575  300579  300581  300585  300591  300593  300599  300603  300605  300609  300615  300621  300623  300629  300633  300635  300641  300645  300651  300659  447090 

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