化学人教版重点高中选修化学反应原理压强与化学平衡移动的经典陷阱题例析

压强与化学平衡移动的经典陷阱题例析

邱发贵(江西崇仁二中344200)

一、化学平衡移动的含义

因为条件改变，旧的平衡被破坏，引起混合物中各物质百分含量随之改变，从而达到新平衡状态的过程叫做化学平衡移动。化学平衡移动的含义包含两层意思：一是化学平衡移动只与平衡状态有关，而与达到平衡的过程无关。是从新旧平衡的结果进行比较的，而不是指新平衡建立的过程，更不能由化学反应的瞬时进行方向作为平衡移动的方向；二是指出了判断化学平衡移动的标准—各物质的百分含量是否变了，如果两状态中各物质的百分含量完全相同，就是同一平衡状态，如果不完全相同，才是不同的平衡状态，那么同一平衡状态之间是不存在平衡移动的。

二、压强对化学平衡的影响规律

对反应前后气体总体积发生变化的化学反应，在其他条件不变的情况下，增大压强，会使化学平衡向气体体积缩小的方向移动；减小压强，会使化学平衡向气体体积增大的方向移动。

(1)按原平衡的投料比例再投料。若在恒温恒压下，按压强不变判断；若在恒温恒容下，按增大压强判断。

(2)充入惰性气体。若在恒温恒压下，按减小压强判断；若在恒温恒容下，按压强不变判断。 (3)按各气态组分的平衡量之比投料。判断方法同(1)

(4)对于气相化合型或分解型的可逆反应达平衡后，投入化合反应中的生成物或分解反应中的反应物，以及对于反应物和生成物均只有一种的气相可逆反应达平衡后，投入其中的任意一种物质或二者的混合物，判断方法仍同(1)。

(5)恒温下，水溶液中的可逆反应达平衡后，同倍数改变各物质的浓度。若浓度均以相同倍数增大，可按气相反应增大压强判断；若浓度均以同倍数减小，可按减小压强判断。

三、典型例题

例1在一密闭容器中加入amolPCl 5，发生反应PCl 5(g)PCl 3(g)+C12(g)，达到平衡后： (1)若再向容器中加入amolPCl 5使反应达到平衡，此时的平衡状态情况与最初平衡状态相比如何变化?

(2)若再按物质的量之比n(PCl 3):n(C12)＝1:1充入PCl 3、Cl 2，结果会怎样?

解析：(1)若为定温、定容容器；再加入amolPCl 5，相当于加压，平衡逆向移动，PCl 5的总转化率降低；但PCl 5、PCl 3、C12的物质的量(或物质的量浓度)都增大。

若为定温。定压容器：再加入amolPCl 5，平衡不移动，PCl 5的浓度、转化率不变，但PCl 5、PCl 3、C12的物质的量成倍增加平衡不移动，但PCl 5、PCl 3、Cl 2的物质的量成倍增加。

(2)若再按物质的量之比n(PCl 3):n(C12)≠1:1充入PCl 3、C12，无论是定温、定容容器，还是定温、定压容器，平衡都逆向移动。

例2在一密闭容器中加入2molA 和4molB ，发生反应A(g)+2B(g)2C(g) +D(g)，达到平衡后：

(1)若再按相当于初始物质的量之比充入反应物，即再按n(A):n(B)＝1:2或n(C):n(D)=2:1充入反应物，相当于初始反应物的量成倍增加，那么结果怎样? (2)若按n(A):n(B)≠1:2再充入反应物，结果怎样? (3)若按n(C):n(D)≠2:1再充入反应物，结果怎样?

解析：(1)若为定温。定容容器：平衡不移动；但平衡体系中A 、B 、C 、D 的物质的量成倍增加，浓度成倍增大，各物质体积分数与最初平衡态相同。

(2)无论是定温、定容容器，还是定温、定压容器，平衡都正向移动。

若为定温、定压容器；平衡不移动；但平衡体系中A 、B 、CD 的物质的量成倍增加，浓度不变，各物质体积分数与最初平衡态相同。

(3)无论是定温、定容容器，还是定温、定压容器，平衡都逆向移动． 例3在2NO 2(g)N 2O 4(g)平衡体系中，充入NO 2或N 2O 4，平衡态如何变化?

解析：若为定温。定容容器：无论加入NO 2还是N 2O 4，都相当加压，平衡正向移动，NO 2的总转化率升高，同时NO 2浓度、物质的量比原平衡都大。

若为定温、定压容器；无论加入NO 2还是N 2O 4，平衡均移动，NO 2。N 2O 4浓度不变，但其物质的量成倍增加。

四、练习链接

1在相同的条件下(T=500K)，相同体积的甲、乙两容器中，甲容器充入1gSO 2和1gO 2气体；乙容器中通人2gSO 2和2gO 2气体。下面叙述错误的是

A ．反应速率：乙>甲

B ．平衡后SO 2的浓度：乙>甲

C ．SO 2的转化率：乙>甲

D ．平衡后SO 2的体积分数：乙>甲

解析乙容器中所述平衡相当于在甲容器中所述平衡状态基础上压缩后正向移动。故答案有B 、D 。

2在密闭容器中反应aA(g)bB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B 的浓度是原来的60%，则下列叙述正确的是

A ．平衡向正反应方向移动了

B ．物质A 的转化率减少了 C.物质B 的质量分数增加了D ．a>b

解析注意到“体积增加一倍”这一隐蔽信息，可虚拟出一个等效平衡，就会快速得出正确的结论。设原平衡中B 的浓度为amol/L ，虚拟平衡中B 的浓度应为0.5amol/L 。B 的浓度增大了，说明化学平衡正反应方向移动了。故答案只有A 、C 。

3在恒温时，一固定容积的容器内发生如下反应：2NO 2(g)N 2O 4(g)，达到平衡时，再向容器内通入一定量的NO 2(g)，重新达到平衡后，与第一次平衡状态相比，NO 2的体积分数

A ．不变

B ．增大

C ．减小

D ．无法判断

解析设原固定容积的容器内NO 2的物质的量是1mol ，假如后来又通入了1molNO 2，即有2molNO 2，即后来建立的新平衡相当于在原平衡状态基础上压缩后正向移动。故答案只有C 。

4在一定温度下，一定体积的密闭容器中有如下平衡：H 2(g)+I 2(g)

2HI(g)，已知H 2和I 2的起始浓度均为0.1mol/L 时，达平衡时HI 的浓度为0.16mol/L 。若H 2和I 2的起始浓度均变为0.2mol/L ，则平衡时H 2的浓度为

A ．0.16

B ．0.08

C ．0.04

D ．0.02

解析解法同上。可用虚拟一个等效平衡来判断。答案C 。

5一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2molSO 2和1molO 2，发生下列反应：2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g)达到平衡后改变下述条件，SO 3气体平衡浓度不改变的是

A ．保持温度和容器体积不变，充入1molSO 3(g)

B ．保持温度和容器内压强不变，充入1molSO 3(g)

C ．保持温度和容器内压强不变，充入1molO 2(g)

D ．保持温度和容器内压强不变，充入1molAr(g) 解析：可用虚拟一个等效平衡来判断。答案B 。

6.一定温度下，amolPCl 5通入一个容积不变的密闭容器中，达到如下平衡：PCl 5(g)PCl 3(g)+Cl 2(g)，测得平衡混合气体的压强为p l ，此时维持温度不变，再向该容器中通入amolPCl 5，再达平衡时测得混合气体的压强为p 2，则p 1与p 2的关系是。

A ．2p 1

B ．2p 1>p 2

C ．2p 1=p 2

D ．无法判断

7．一定温度下，向一个一定容积的密闭容器中放人3molX 和2moly ，发生反应：X(g)+Y(g)2Z(g)+R(g)，达到平衡状态时Z 的体积分数为m 1。维持温度不变，若把2molX 和3moly 放入另一体积相同的容器中，达到平衡时，Z 的体积分数为m 2，则m 1与m 2的关系是

A ．m 1>m 2

B ．m 1

C ．m 1=m 2

D ．无法判断

8．相同温度下，在甲、乙、丙三个固定容积的密闭容器中，均发生反应；2NO 2(g)N 2O 4(g)，并处于化学平衡状态。若分别向三个容器中加入一定量的NO 2、N 2O 4、NO 2与N 2O 4的混合物，则平衡的移动情况为

A.甲右移、乙左移、丙无法确定B ．甲与丙均右移、乙左移 C ．甲右移、乙与丙均左移D ．甲、乙、丙均右移