山東汶上一中曾凡社亓英霞
一、有關化學平衡計算的依據和一般程式
1．化學平衡常數的意義及應用
平衡常數數值的大小可以反映可逆反應進行的程度大小，k值越大，反應進行越完全，反應物轉化率越高，反之則越低。
2．有關化學平衡的基本計算
（1）物質濃度的變化關係
反應物：平衡濃度＝起始濃度－轉化濃度
生成物：平衡濃度＝起始濃度＋轉化濃度
各物質的濃度變化之比（或者物質的量變化之比）等於它們在化學方程式中物質的計量係數之比。
（2）反應的轉化率（α）：α＝×100％
（3）在密閉容器中有氣體參加的可逆反應，在計算時經常用到阿伏伽德羅定律的兩個推論：
恆溫、恆容時：；恆溫、恆壓時：
（4）計算模式（「三段式」）
a的轉化率：α（a）=（ax/m）×100％
c的物質的量分數：ω（c）＝×100％
二、解題技巧歸納
1．三步法：化學平衡計算的一般格式，根據題意和恰當的假設列出起始量、轉化量、平衡量。注：計算的單位必須保持統一，可用mol、mol/l，也可用l（氣體）。
【例1】x、y、z為三種氣體，把amol x和bmol y充入一密閉容器中，發生反應x+2y2z，達到平衡時，若它們的物質的量滿足：n（x）＋n（y）＝n（z），則y的轉化率為（ ）。
a． b． c． d．
解析：故答案：b。
2．差量法：在計算中可以是體積差量、壓強差量、物質的量差量等。
【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，在一定條件下發生反應：a+3b2c，若維持溫度和壓強不變，當達到平衡時，容器的體積為vl，其中c氣體的體積佔10%，下列推斷正確的是（ ）。
①原混合氣體的體積為1.2vl ②原混合氣體的體積為1.1vl
③反應達平衡時，氣體a消耗掉0.05vl ④反應達平衡時，氣體b消耗掉0.05vl
a．②③ b．②④ c．①③ d．①④
解析：所以原混合氣體的體積為vl+0.1vl=1.1vl。
由此可得：氣體a消耗掉0.05vl，氣體b消耗掉0.15vl。
故答案：a。
3．守恆法：
（1）質量守恆
【例3】amol n2與bmol h2混合，要一定條件下反應達到平衡，生成了cmol nh3，則nh3在平衡體系中質量分數為（ ）。
a． b． c． d．
解析：由質量守恆定律可知：在平衡體系中的混合氣體總質量應等於反應前n2和h2混合氣的總質量。即nh3在平衡體系中的質量分數為。故本題應選b。
（2）原子個數守恆
【例4】加熱時，n2o5可按下列分解：n2o5n2o3+o2，n2o3又可按下列分解：n2o3n2o+o2。
今將4mol n2o5充入1公升密閉容器中，加熱至t℃時反應達到了平衡狀態。平衡時，c（o2）=4.5mol/l，c（n2o3）=1.
62mol/l，c（n2o）=_______mol/l，此時n2o5的分解率為________。
解析：n2o5的起始濃度為c（n2o5）=，平衡時的氣體成份及濃度為：
由n原子守恆：
由o原子守恆：
解得：x=0.94mol/l，y=1.44mol/l，
所以，c（n2o）=1.44mol/l，n2o5的分解率為：。
4．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，在一定條件下發生反應：2r（g）+5q（g）4x（g）+ny（g）反應完全後，容器溫度不變，混合氣體的壓強是原來87.5%，則化學方程式中的n值是（ ）。
a．2 b．3 c．4 d．5
解析：本題貌似化學平衡的計算，但實則不然，題幹中最關鍵的一句話為「壓強是原來87.5%」說明體積和溫度不變，壓強減小了，故該反應是氣體的物質的量減小的反應，即2+5>4+n，即n<3。
故選a。
5．賦值法：
【例6】在一密閉容器中，用等物質的量的a和b發生如下反應：
a（g）+2b（g）2c（g），反應達到平衡時，若混合氣體中a和b的物質的量之和與c的物質的量相等，則這時a的轉化率為（ ）。
a．40% b．50% c．60% d．70%
解析：該題可通過賦值法，分別列出起始量、轉化量和平衡量或某深刻的量，賦a和b的起始量為a，然後依據已知條件列式計算即可算出答案ａ。
6．極端假設法（極值法、一邊倒）：化學平衡研究的物件是可逆反應的特點是不能進行到底。據此，若假定某物質完全轉化，可求出其他物質的物質的量（或物質的量濃度、氣體體積）的範圍。
（1）判斷化學平衡移動方向
【例7】在一密閉容器中，aa（g）bb（g）達平衡後，保持溫度不變，將容器體積增加一倍，當達到新的平衡時，b的濃度是原來的60%，則（ ）。
a．平衡向正反應方向移動了 b．物質a的轉化率減少了
c．物質b的質量分數增加了 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），假如化學平衡不移動，則各種物質的濃度都應是原平衡時的一半，但現在生成物b的濃度卻是原平衡的60%，這說明平衡向正反應方向發生移動，a的轉化率公升高，所以化學計量數b>a，又由於b的物質的量增加，b的質量增加，物質b的質量分數必然增大（因為總質量保持不變）。故本題應選ac。
（2）判斷生成物的量
【例8】在一密閉容器中充入1mol co和1mol h2o（g），在一定條件下發生反應：
co（g）+h2o（g）co2（g）+h2（g），達到平衡時，生成mol co2；當h2o（g）改為4mol時，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：假設反應向正向進行到底，由於co仍為1mol，故生成的co2才為1mol，但由於反應的可逆性，這是不可能的。所以，mol（3）確定平衡時各物質的濃度範圍
【例9】在密閉容器中進行x（g）+4y2（g）2z2（g）+3q2（g）的反應中，其中x2、y2、z2、q2的開始濃度分別為0.1mol/l、0.4mol/l、0.
2mol/l，0.3mol/l，當反應達到平衡後，各物質的濃度不可能是（ ）。
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：假設正向進行到底時，則生成物c（z2）=0.4mol/l、c（q2）=0.
6mol/l，但此反應實為可逆反應，由此可推知：c（z2）=0.3mol/l可能，c（q2）=0.
6mol/l是不可能的。
又假設反應向逆反應方向進行到底時，則反應物c（x2）=0.2mol/l、c（y2）=0.8mol/l，同時由於該反應的可逆性，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。
【典型練習】
【練習1】某溫度下，在密閉容器中發生如下反應，2a（g）2b（g）＋c（g），若開始時只充入2mol a氣體，達平衡時，混合氣體的壓強比起始時增大了20％，則平衡時a的體積分數為 。
解析：等溫度、等體積時，壓強增大了20％，也就是氣體的物質的量增多了2mol×20％=0.4mol，即平衡時氣體的物質的量變為2.4mol。
平衡時，n（a）=2mol－0.8mol=1.2mol，n（總）=2.4mol，
故a的體積分數為：×100％=50％。
【練習2】一定溫度下，反應2so2（g）＋o2（g）2so3（g）達到平衡時，n（so2）：n（o2）：n（so3）=2：
3：4。縮小體積，反應再次達到平衡時，n（o2）=0.
8mol，n（so3）=1.4mol，此時so2的物質的量應是（ ）。
a．0.4mol b．0.6mol c．0.8mol d．1.2mol
解析：設第一次平衡時n（so2）、n（o2）、n（so3）分別為2xmol、3xmol、4xmol，第二次平衡時n（so2）=ymol。
由o元素守恆得：2x·2＋3x·2＋4x·3=2y＋0.8×2＋1.4×3……①
由s元素守恆得：2x＋4x=y＋1.4……②
解得：x=0.3，y=0.4。
答案：a。
【練習3】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，發生如下反應：
2so2（g）+o2（g）2so3（g）+q（q>0）。反應達平衡後so2、o2和so3的物質的量之比為3∶4∶6，保持其他條件不變，降低溫度後達到新的平衡時，o2和so3的物質的量分別是1.1mol和2.
0mol，此時容器內so2的物質的量應是( )。
a．0.7mol b．0.9mol c．1.1mol d．1.3mol
解析：設第一種平衡狀態下o2為x，則so3為，變成第二種平衡時o2變化量為y，
答案：a。
【練習4】某密閉容器中進行如下反應：x（g）＋2y（g）2z（g），若要使平衡時反應物的總物質的量與生成物的總物質的量相等，則x、y的初始物質的量之比k應滿足（ ）。
a．1＜k＜3 b．1/4＜k＜3/2 c．3＜k＜4 d．1/4＜k＜2/3
解析：設x、y分別為x、y的初始物質的量。
若反應物x全部轉化，據題意有：y－2x=2x，即：k=x/y=1/4；
若反應物y全部轉化，據題意有：x－y/2=y，即：k=x/y=3/2。
由於可逆反應的反應物不可能全部轉化，故1/4＜k＜3/2。
答案：b。
二、解題技巧歸納
7．虛擬狀態法：
【例10】在一密閉容器中充入1mol no2，建立如下平衡：2no2n2o4，測得no2的轉化率為a%，在其它條件不變下，再充入1mol no2，待新平衡建立時，又測得no2的轉化率為b%，則a與b的關係為（ ）。
a．a>b b．a解析：直接判斷a與b的關係，比較難，但可以虛擬假設乙個中間過程ⅱ。
易知ⅰ與ⅱ兩過程等效，no2的轉化率均為a%，若將容器ⅱ加壓，使容積減小到原來的一半，即與ⅰ容積相等，因2no2n2o4，加壓時平衡向正反應方向移動，故達新平衡後no2的轉化率b%必大於a%。答案應選b。
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