3、在等温等容条件下，有反应2A(g)+2B(g)⇌C(g)+3D(g)，现分别从两个途径建立平衡：Ⅰ：A、B的起始浓度均为2mol·L-1；Ⅱ：C、D的起始浓度分别为2mol·L-1、6mol·L-1。下列叙述正确的是：( AD )　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A．Ⅰ、Ⅱ两个途径最终达到平衡时，容器内混合气体中各种成分体积分数相同

B．Ⅰ、Ⅱ两个途径最终达到平衡时，容器内混合气体中各种成分体积分数不相同

C．达平衡时，Ⅰ途径反应速率V₁等于Ⅱ途径反应速率V₂

D．达平衡时，Ⅰ平衡混合气体的密度为Ⅱ平衡密度的1/2

2、已经建立化学平衡的可逆反应: A + B 　C, 改变条件, 使化学平衡向正反应方向移动, 有关叙述中正确的是:( B　 )　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A. 生成物的百分含量(即质量分数)一定增大　

B.生成物的产量一定增大

C. 反应物的转化率都增大　　　　 D. 反应物的百分含量都降低

1、在温度一定时, 于密闭容器中发生可逆反应: mA(气) + nB(气) 　pC(气), 达到平衡后, 若将混合气体的体积压缩到原来的 1/2, 当再次达到平衡时, C的浓度为原平衡时C的浓度的 1,9 倍, 则下列叙述中正确的是:(AD　 )　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　

A. 平衡向逆反应方向移动　　　　　　 B. C气体的体积分数增大

C. 气体A的转化率升高　　　　　　　 D. m + n < p

[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)+H_2(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CO₂1 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。

1、合成氨工业

(1)选择适宜温度：根据N₂+3H₂　　 2NH₃+Q这一反应的特点，运用　　　 和

　　　　　　 的理论来选择适宜条件。该反应为可逆、体积减小、正反应为放热等特点。

(2)选择适宜的压强：为何强调适宜？压强越大、有利于NH₃的合成，但压强太大，所需　　　 大，材料强度　 ，设备制造要求　　 ，成本　　 ，选择2×10⁷~5×10⁷Pa压强

(3)选择适宜催化剂是因为　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　

合成氨的适宜条件为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。同时不断将氨分离出来，并将原料气循环使用。

⑶ 合成氨工业简述

① 原料气的　　　 、净化和　　　 ；② 氨的合成以及原料气的　　 利用；③ 氨的　　　 。

(4)、合成氨工业的发展前景

①德国化学家哈伯于1913年实现了合成氨的工业化生产。

②合成氨的条件将随科技进步、动力、材料、设备等条件的改善而改变。

③研究新型催化剂，在较低的温度下合成氨。

12．⑴ 0.2 mol　 ⑵ SO₂、NO₂　 ⑶ 1.9 　　　

⑶　分析上表数据不难看出，当m＝2时，CO的转

化率较高，而这时平衡混合气中CH₃OH的体积分数

最高。故最佳比为：V(H₂)∶V(CO)＝2∶1

第十五讲 化学平衡及其影响因素(第二课时)

11．⑴ ＜　　 放热　 ⑵ ＜　 ＜　 ⑶ 因为OG段表示的温度、压强均高于OH段，所以反应速快，到达平衡所需的时间少，故b曲线的OG段比a曲线的OH段陡　　 ⑷　 HE段相对于GF段是在低温、低压条件下到达的平衡，因为该可逆反应正反应是放热、体积增大的反应，故降温、减压，平衡向正反应方向移动，C的含量增大，故a曲线的HE段高于b曲线的GF段

13．在763K，3.04×10⁴Pa时，用CO和H₂作为原料合成CH₃OH，存在下列平衡：

CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)。当原料中H₂和CO的比例不同时，对CO的转化率及平衡混合物中CH₃OH的体积分数都有影响。⑴ 设H₂和CO的起始物质的量之比为m，平衡时CO的转化率为a ，平衡混合物中CH₃OH的体积分数为y，试推断m、n、y三者的相互关系，并以y＝f(a，m)的函数表达式表示出来　 　　　　　　；⑵ 将下表已知数据代入你导出的表达式中进行计算，把结果填入有关的表格中：

⑶ 根据上表数据，判断用CO和H₂合成CH₃OH时，CO和H₂的最佳体积比是多少？并简述选出依据。

课后练习：1．C　 2．BC　 3．D　 4．C　 5．C　 6．C　 7．A　 8．AB　 9．C　 10．A

12．将4 mol SO₃气体和4 mol NO置于2 L容器中，一定条件下发生如下可逆反应(不考虑NO₂和N₂O₄之间的相互转化)：2SO₃(g) 2SO₂+O₂、2NO+O₂ 2NO₂。⑴ 当上述系统达到平衡时，O₂和NO₂的物质的量分别为n(O₂)=0.1 mol、n(NO₂)=3.6 mol，则此时SO₃气体的物质的量为 　　　　　　；⑵ 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SO₃和　　　 ，或NO和　　 (填它们的分子式)；⑶ 在其它条件不变的情况下，若改为起始时在1 L容器中充入2 molNO₂和2 molSO₂，则上述两反应达到平衡时，c (SO₂)_平=　　 　　　　mol/L。