2014届高三化学一轮(精品)学案：难点突破之泛等效平衡与能量变化结合的考题全析

2014届高三化学一轮(精品)学案：难点突破之泛等效平衡与能量变化结合的考题全析

2014届高三化学一轮（精品）学案：难点突破之泛等效平衡与能量变化结合的考题全析

一、高考考情分析

普通高中课程标准提出，化学要有利于学生形成严谨求实的科学态度；选修4《化学反应原理》要求学生探索化学反应的规律及其应用，描述化学平衡建立的过程，探究并解释温度、浓度和压强对化学平衡的影响，认识化学反应中能量转化的基本规律。“化学平衡与能量变化”的综合考题渐成气候，如2013年四川6题、山东12题、上海20题、江苏15题等。

二、等效平衡相关内涵剖析

1、等效平衡定义：对同一可逆反应，在一定条件下（常见的为①），起始投料方式不同（从正、逆或中间等方向开始），若达到的化学平衡同种物质的②均相同，这样的平衡状态③为等效平衡。

2、等效平衡的常见分类和状态：以如下反应为例：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)

（1）如果m+n≠p+q ①恒温恒容：使用极限转化分析法，一边倒后相同起始物质的④。达到平衡后各物质浓度相等，百分含量相等，体积没变化，压强没有变化，达到平衡后正逆反应速率相同。唯一不同的是根据投料方式的不同会导致反应热不同。

②恒温恒压：一边倒后相同起始物质的物质的量之比相等。达到平衡后

⑤

。根据投料的量和方式的不同会导致

不同。

（2）如果m+n = p+q ③一边倒后相同起始物质的物质的量之比相等。恒温恒压的话，达到平衡后体积未必相等；恒温恒容的话，除了体积相等，

达到平衡后各物质浓度、压强、正逆反应速率都可能不同。两种情况下反应热根据投料的量和方式的不同而不同。比较见下表1.

表1 反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的等效平

等效平衡效果等

效

平

衡

分

类

反

应

分

类

反

应

条

件

（

恒

温

）

投料

方式

（一

边倒

后，

相同

物

质）

和原平衡相比形成

不等

效平

衡的

单一

条件

浓

度

压

强

正逆

反应

速率

体

积

反应

热

同种物质的百分含量相同

“

一

模

一

样

”

（1

）

①，

②

m+

n

≠

p+

q

①

恒

容

T变

化，平

衡移

动。P

和C

变化，

则看

Q/K=1

与否，

不等

则平

衡发

生移

动

“

比

例

相

同

”

②

恒

压

（2

）③

m+

n=

p+

q

恒

容

3、等效平衡解题建模过程

对于反应N

2

(g)＋3H

2

(g)2NH

3

(g)，按照①、

②、③的投料方式进行反应，

（1）恒温恒容下，则所能达到等效平衡的状态为：

①=②≠③。

③为①或②、④进行加压后的情况，对于这种△

vg<0的情况,压强增大,平衡向正方向

移动, N

2

转化率升高。

④ 1

mol

1 mol

2 2

1

n(PCl 3)/ mol 0 0.16 0.19 0.20 0.20 下列说法正确的是 C.相同温度下，起始时向容器中充入1.0molPCl 5、0.20molPCl 3和0.20molCl 2，达到平衡前v (正)＞v (逆) D.相同温度下，起始时向容器中充入2.0molPCl 3、2.0molCl 2，达到平衡时，PCl 3的转化率小于80%

2、化学平衡与能量变化结合的过渡问题例析 【例2．1（母题）】向体积不变的密闭容器中充入2 mol N 2和6 mol H 2，一定条件下发生反应：N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g)，平衡时混合气体共7 mol 。令a 、b 、c 分别代表N 2、H 2、NH 3起始加入的物质的量，维持温度不变，使达到平衡时各成分的百分含量不变。则：

(1)若a ＝0，b ＝0，则c ＝ ；

(2)若a ＝0.7，b ＝2.1，则：①c ＝ ②这时反应向 进行；

③若要维持反应开始时即向该反应方向进行，c 的取值范围是 ；

(3)欲使起始反应维持向正方向进行，则b 的取值范围是 。

解析：根据题意，可以列三行式求得达到平衡时平衡时各成分的物质的量，设平衡时N 2转化了x mol ，N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g) n 0 （mol ） n 变 （mol ） n 平 （mol ） 依题意： ，x ＝ 。 该题属于恒温恒容，△Vg ≠0，一边倒后跟起始投料量完全一致时才能够达到等效平衡。可利用极限转化（极转）的思维分析。

N 2 ＋ 3H 22NH 3 n （原始投料/mol ）2 6 0 n （其他投料/mol ）

n （等效平衡投料/mol ） a+c /2=2 b+3c/2=6 0