如何解决与化学平衡相关的问题
一、化学平衡的理解和平衡的判断
例1:对于可逆反应A2 (g)+B2 (g) 2ab (g)，在一定条件下，达到平衡态的标志是()。
A.平衡时容器中各物质的质量比是1: 1: 2。
在平衡状态下，容器内的总压力不随时间变化。
c .单位时间内产生2n摩尔AB和n摩尔B2。
d、单位时间内生成n摩尔的A2和n摩尔的B2。
解析:容器内物质的比例在平衡时是无规律的，但每种物质的物质浓度不变是一般规律，A是错误的；对于反应前后气体不变的反应，无论平衡与否，容器内的总压强不随时间变化！b无法选择；对于C来说，对于D来说，如果反应向左进行，单位时间内会生成N摩尔的B2与N摩尔的A2同时生成。对c来说，这意味着反应向左，也向右，而且程度相同！所以是正确的。
答案:c
例2:能充分说明恒温恒容密闭容器中反应2SO2+O22SO3已达到平衡状态的符号是()。
A.容器中SO2、O2和SO3的比例为2: 1: 2。
B.二氧化硫和SO3的量和浓度相等。
c、反应容器内的压力不随时间变化。
d单位时间内产生2摩尔SO3时，产生1摩尔O2。
解析:由于题目中没有给出每种物质的初始量和反应的具体条件，所以无法知道容器中SO2、O2和SO3的比例为2∶1∶2时反应是否会达到平衡，而当SO2和SO3的浓度相等时，也就是说无法知道达到平衡后SO2和SO3的浓度是否相等。因此，不能选择选项A和B作为答案。因为这个反应是气体非等容反应，在温度和体积不变的情况下，压强是恒定的，也就是说每种物质的浓度是恒定的，所以选项C是正确的。当单位时间产生2摩尔SO3时，消耗1摩尔O2，此时产生1摩尔O2，意味着正反应速率等于逆反应速率，所以选项D也是正确的。
答案:c，d
二、化学平衡的影响因素和勒·查特莱原理
例3: (08天津卷)平衡CO2(克)CO2(AQ)；△ h =-19.75kJ/mol。为了增加二氧化碳气体在水中的溶解度，方法应该是()。
A.加热和加压b .冷却和减压c .加热和减压d .冷却和加压
解析:增加二氧化碳气体在水中的溶解度，即使平衡向前移动，向前的方向是气体体积减小，同时放热，因此可以降低温度，增加压力。
答案:d。
特别提醒:改变固体或纯液体的量，化学平衡不动；恒温恒容，通入稀有气体，化学平衡不动；在恒温恒压下，通入稀有气体，化学平衡向气体分子数增加的方向移动；加入一种反应物后，另一种反应物的转化率会增加，但其自身的转化率会降低；对于等体积反应，改变系统压力对化学平衡没有影响。
例4:各可逆反应达到平衡后，改变反应条件，正确的趋势是()。
解析:A项溶液中加入CH3COONa固体，使CH3COOH溶液中ch 3c ooh-的浓度增加，电离平衡反方向移动，而c(H+)减少，pH逐渐升高。a是错的。B项中KCl的加入对平衡体系没有影响，化学平衡不动，B错；C项:恒温恒压。加入Ar时，各反应物的量不变，体积变大，各物质的量和浓度呈指数下降(相当于减压)，化学平衡向体积增加的方向移动，H2的变化量减少，初始量不变，转化率下降。
答案:d
第三，化学平衡图像
例5: (08全国卷I)已知反应是可逆的:4 NH3(g)+5 O2(g)= 4NO(g)+6 H2(g)△H =-1025 kj/mol。如果反应物的起始原料量相同，下列关于反应的示意图不正确的是()。
解析:根据“首转、一级、大值”原则，选项A、B正确；根据温度上升，平衡向吸热反应方向移动(即向反应反方向移动)，可以确定A和B是正确的；视所用催化剂而定，只能改变化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但对化学平衡的移动没有影响，所以选项D是正确的。
答案:c
方法和技巧:化学平衡常通过图像检查。不仅要掌握影响化学平衡的因素和勒夏特莱原理，还要掌握理解图像的方法和一些规律，如“先转后平”、“定一议二”等原理。
例6:气相可逆反应ma (g)+nb (g) PC (g)+qd (g)，符合下图。尝试">"或"
(1)温度T1 T2 (2)压力p1 p2
(3) M+NP+Q (4)正负应反应(填写“放热”或“吸热”)
分析:(1)根据“先转，先平，值大”的原则，T1先出现拐点，说明T1反应温度高，速率快，先达到平衡，所以T1 > T2。(2)拐点最先出现在P2，说明P2压力大，反应速率快，最先达到平衡，所以P1 < P2。(3)根据右图，从P1到P2，压力增大，B%减小。根据化学反应方程式，B%的减少说明反应已经向正反应方向移动，所以正反应方向就是气体体积减少的方向，所以m+n > p+q. (4)左图可以看出，从T2到T1，温度上升，C%上升。根据方程式，C%的增加说明反应已经向正反应方向移动，所以正反应方向就是吸热方向。
答案:(1) > (2) < (3) > (4)吸热。
第四，主动平衡法
实施例7:在固定体积的密闭容器中，加入2摩尔A和1摩尔B进行反应:
当2a (g)+b (g)，3c (g)+d (g)达到平衡时，C的浓度为W mol L-1。如果保持容器的体积和温度不变，以下四种比例作为起始原料，达到平衡后，C的浓度仍为W mol·L-1()。
A.4摩尔A和2摩尔b.3摩尔c+1摩尔d+1摩尔b
C.2摩尔A +1摩尔B + 3摩尔C + 1摩尔D.3摩尔C + 1摩尔D
解析:根据“C的浓度仍为W mol·L-1”和“保持容器的体积和温度不变”，可知这是等温等容条件下的主动平衡，故用极值变换法可知D是一致的。
答案:d
8:密封容器中装入1摩尔CO和2摩尔H2O(g)进行反应:CO+H2O (g) CO2 +H2。当反应达到平衡时，CO的体积分数为X，如果保持容器的体积和温度不变，将起始物料按以下四种比例装入容器，达到平衡时，CO的体积分数大于X()。
A.0.5摩尔二氧化碳+ 2摩尔H2O(克)+ 1摩尔二氧化碳+1摩尔H2
B.1摩尔一氧化碳+1摩尔H2O(克)+1摩尔二氧化碳+1摩尔H2
0.5摩尔一氧化碳+1.5摩尔H2O(克)+0.4摩尔二氧化碳+0.4摩尔H2
D.0.5摩尔一氧化碳+1.5摩尔H2O(克)+0.5摩尔二氧化碳+0.5摩尔H2
解析:题中气体在反应前后体积不变，所以恒温恒容主动平衡的条件是CO和H2O的物质的量之比(g)等于开始时加入的CO和H2O的物质的量之比(g)。因此，只需要将每个选项中的材料转换为CO和H2O的物质的量(g)并与原始平衡进行比较。对于选项A中的成分，相当于1.5摩尔的CO和3摩尔的H2O (g)，即两者之比为1︰2，所以这种情况下的平衡相当于原来的平衡，即CO的体积分数仍为X；对于选项B中的成分，它相当于2摩尔一氧化碳和2摩尔H2O(克)。与原平衡相比，可以认为在原平衡的基础上增加了1 mol的CO，相当于平衡右移，但CO的体积分数增加，即大于X；对于选项C中的成分，相当于0.9摩尔CO和1.9摩尔H2O (g)，相当于在0.9摩尔CO和1.8摩尔H2O (g)的平衡体系中加入0.1.8摩尔H2O (g)。0.9摩尔CO和1.8摩尔H2O (g)的平衡与原平衡是主动平衡。当加入0.1摩尔H2O (g)时，平衡向右移动，CO的体积分数减小，即小于X；对于D选项中的成分，相当于1mol的CO和2 mol的H2O (g)，与平衡时相同，所以CO的体积分数也是x，因此，当达到平衡时，只有选项B的CO的体积分数大于x..
答案:b
规律总结:恒温恒容:①对于一般的可逆反应，只改变开始时加入的物质的量。如果可逆反应的化学计量比转化为相同一半的物质的量与原始平衡相同，则两个平衡是等价的。(2)对于反应前后气体分子数相同的可逆反应，只要反应物(或生成物)的量之比与原平衡相同，两个平衡就等价。
五、化学平衡常数和化学平衡计算
例9: A、B、C、D是四种可溶性物质，在稀溶液中建立如下平衡:A+2B+H2OC+D .用水稀释时，由于_ _ _ _ _ _ _ _ _的原因，平衡向反应方向移动(填“正”或“负”)。
解析:化学平衡常数KC = c (c) c (d)/c (a) c (b) 2。A、B、C、D四种物质用水稀释后，稀释倍数相同，但QC = c (c) c (d)/c (a) c (b)。
答案:否定，QC = c (c) c (d)/c (a) c (b) 2 > KC。
例10:以下反应在密闭容器中进行:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。SO2初始浓度为0.4 mol/L，O2初始浓度为1 mol/L，当SO2转化率为80%时，反应达到平衡状态。
(1)求反应的平衡常数。
(2)如果平衡时反应混合物的压力增加1倍，平衡将如何移动？
(3)如果平衡时反应混合物的压力降低1倍，平衡将如何移动？
(4)平衡时保持体积不变，向平衡后的混合气体中充入稀有气体Ar，使系统总压增加三倍。天平将如何移动？
分析:2SO2(克)+O2(克)2SO3(克)
2 1 2
起始(摩尔/升)0.4 1 0
转化率(摩尔/升)0.4× 80% 1/2× 0.4× 80% 0.32
平衡(摩尔/升)0.08 0.84 0.32
平衡常数k = 0.322/(0.84×0.082)= 400/21；压力增加1倍，各组分浓度增加1倍；
QC = 0.642/(1.68×0.162)= 200/21 < 400/21。也就是QC < k，所以天平向正方向移动。同样，压力下降1倍，各组分浓度下降1倍。经过计算，QC > K，所以平衡向反方向移动。在平衡混合气体中充入稀有气体Ar时，总压增加，但反应混合物中各组分的浓度不变，所以平衡不动。
答案:(1) 400/21 (2)天平正向移动(3)天平反向移动(4)天平不动。
例11:在一定容积的密封容器中，进行如下化学反应:化学平衡常数k与温度t的关系如下:
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)，化学平衡常数k与温度t的关系如下:
t℃700 800 830 1000 1200
K 0.6 0。8 1.0 1.7 2.6
请回答以下问题:
(1)这个反应的化学平衡常数是K =。
(2)反应就是反应。(填写“吸热”或“放热”)；
(3)在800℃下，将混合物放入有固定容器的密闭容器中，其初始浓度为C (Co) = 0.01mol/L，C (H2O) = 0.03mol/L，C (CO2) = 0.01mol/L，C (H2) = 0。
(4)在830℃下，将2摩尔CO2和1摩尔H2放入1L的固定容器的密闭容器中，平衡后CO2的转化率为，H2的转化率为。
解析:由平衡常数的定义可知，该反应的化学平衡常数K的表达式为K=c(CO)×c(H2O)/c(CO2)×c(H2)。一般可逆反应的平衡常数只随温度的变化而变化，吸热反应的平衡常数随温度的升高而增大，放热反应的平衡常数随温度的升高而减小。根据表中数据，反应随温度的升高而增大，可以推断，随着温度的升高，平衡向正反应方向移动，因此反应是吸热的。如果将初始浓度代入平衡常数的表达式，其比值小于800℃时的K值，反应将向正方向移动，H2O的消耗速率小于生成速率。在830℃时，平衡常数为1，反应中转化的CO2浓度为X，因此反应过程中物质浓度的变化如下:
二氧化碳(克)+ H2(克)+ H2O(克)
起始摩尔/升2 1 0 0
转换(摩尔/升)x x x x x
平衡(摩尔/升)2-x1-x x x
根据平衡常数的关系，我们可以得到(2-x) × (1-x) = x× x，x =2/3，那么平衡后CO2的转化率为1/3，H2的转化率为2/3。
答案:(1)k = c(co)c(H2O)/c(CO2)c(H2)(2)吸热(3)小(4) 1/3，2/3教育网。