有關(guān)溶液中離子濃度的大小比較題型歸納及解題策略

1、有關(guān)溶液中離子濃度的大小比較題型歸納及解題策略 電解質(zhì)溶液中離子濃度大小比較問題，是高考的“熱點(diǎn)”之一。多年以來全國高考化學(xué)試卷幾乎年年涉及。這種題型考查的知識點(diǎn)多，靈活性、綜合性較強(qiáng)，有較好的區(qū)分度，它能有效地測試出學(xué)生對強(qiáng)弱電解質(zhì)、電離平衡、水的電離、pH、離子反應(yīng)、鹽類水解等基本概念的掌握程度及對這些知識的綜合運(yùn)用能力?，F(xiàn)結(jié)合07年各省市高考試題和模擬題談?wù)劷獯鸫祟悊栴}的方法與策略。一、要建立正確一種的解題模式1首先必須有正確的思路：2要養(yǎng)成認(rèn)真、細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕忸}習(xí)慣，要在平時(shí)的練習(xí)中學(xué)會靈活運(yùn)用常規(guī)的解題方法，例如：淘汰法、定量問題定性化、整體思維法等。二、要注意掌握兩個(gè)微弱觀念1弱電

2、解質(zhì)的電離平衡弱電解質(zhì)電離的過程是可逆的、微弱的，在一定條件下達(dá)到電離平衡狀態(tài)，對于多元弱酸的電離，可認(rèn)為是分步電離，且以第一步電離為主。如在H2S的水溶液中：H2S HS-+H+ ，HS- S2-+H+，H2O H+OH，則離子濃度由大到小的順序?yàn)閏(H+)c(HS-) c(S2-)c(OH)。2鹽的水解平衡在鹽的水溶液中，弱酸根的陰離子或弱堿的陽離子都會發(fā)生水解反應(yīng)，在一定條件下達(dá)到水解平衡。在平衡時(shí)，一般來說發(fā)生水解反應(yīng)是微弱的。多元弱酸根的陰離子的水解，可認(rèn)為是分步進(jìn)行的，且依次減弱，以第一步為主。如在Na2CO3溶液中存在的水解平衡是：CO32H2O HCO3OH，HCO3H2O H

3、2CO3OH，則c(Na+)c(CO32)c(OH)c(HCO3)c（H+）。三、要全面理解三種守恒關(guān)系 1電荷守恒：電解質(zhì)溶液中所有陽離子所帶有的正電荷數(shù)與所有的陰離子所帶的負(fù)電荷數(shù)相等。例如：NaHCO3溶液中：n(Na+)n(H+)n(HCO3)2n(CO32)n(OH)推出：c(Na+)c(H+)c(HCO3)2c(CO32)c(OH)2物料守恒：電解質(zhì)溶液中由于電離或水解因素，離子會發(fā)生變化變成其它離子或分子等，但離子或分子中某種特定元素的原子的總數(shù)是不會改變的。例如：NaHCO3溶液中n(Na+)：n(C)1：1，推出：c(Na+)c(HCO3)c(CO32)c(H2CO3)3質(zhì)子

4、守恒：電解質(zhì)溶液中分子或離子得到或失去質(zhì)子（H+）的物質(zhì)的量應(yīng)相等。例如：在NH4HCO3溶液中H3O+、H2CO3為得到質(zhì)子后的產(chǎn)物；NH3、OH、CO32為失去質(zhì)子后的產(chǎn)物，故有以下關(guān)系： c(H3O+)+c(H2CO3)=c(NH3)+c(OH)+c(CO32)。以上三種守恒是解題的關(guān)鍵，對于這一類題的如何切入、如何展開、如何防止漏洞的出現(xiàn)等只有通過平時(shí)的練習(xí)認(rèn)真總結(jié)，形成技能，才能很好地解這一類型的題。四、要熟悉常見題型與對策1單一溶質(zhì)溶液中離子濃度大小關(guān)系 強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽溶液對策：只考慮電解質(zhì)的電離與水的電離。如H2SO4溶液中， c(H+)2c(SO42)c(OH)。 弱酸

5、或弱堿溶液對策：只考慮電離。如在H3PO4溶液中，要考慮它是多步電離：c(H+)c(H2PO4)c(HPO42)c(PO43)。多元弱酸的正鹽溶液對策：考慮弱酸根的分步水解。如在Na2CO3溶液中c(Na+)c(CO32)c(OH)c(HCO3)。酸式鹽要考慮電離和水解誰為主對策：a.電離為主的NaHSO3、NaH2PO4溶液呈酸性，如NaHSO3溶液中離子濃度大小為c(Na+)c(HSO3)c（H+）c(SO32) c(OH)b水解為主的NaHCO3、NaH2PO4、NaHS溶液，呈堿性如NaHCO3溶液中離子濃度大小為c(Na+)c(HCO3)c(OH)c(CO32) c（H+）【例1】（

6、07年福建）在Na2S溶液中，下列關(guān)系錯(cuò)誤的是 ( )Ac(Na+)c(S2)c(OH)c(HS) Bc(Na+)+c(H+)c(HS)+2c(S2)+c(OH) Cc(Na+)2c(HS)+2c(S2)+2c(H2S) Dc(OH)c(H+) + c(HS)+ 2c(H2S)【解析】本題屬于多元弱酸的正鹽溶液中離子濃度大小比較題，依上述對策結(jié)合守恒關(guān)系知：A中多元弱酸根分步水解第一步為主，后面一步仍然有OH出來，所以c(OH)c(S2)，A錯(cuò)。B根據(jù)電荷守恒可得，C根據(jù)物料守恒可得，D根據(jù)質(zhì)子守恒可得出?！敬鸢浮緼【點(diǎn)評】充分利用三個(gè)守恒，解題熟練了，這類題目就可以提高成功率?！具w移

7、3;體驗(yàn)】1（07江西）在氯化銨溶液中，下列關(guān)系式正確的是（ ）Ac（Cl）c（NH4+）c（H+）c（OH） Bc（NH4+）c（Cl）c（H+）c（OH）Cc（Cl）c（NH4+）c（H+）c（OH） Dc（NH4+）c（Cl）c（H+）c（OH）2混合溶液中離子濃度大小關(guān)系對策：首先考慮電荷守恒，如鹽酸和氨水混合，誰過量均有c（NH4+）c（H+）=c（Cl）c（OH）然后考慮離子間的反應(yīng)；再次酸、堿混合時(shí)考慮是完全反應(yīng)還是一種過量；若是等物質(zhì)的量混合時(shí)要考慮是電離為主還是水解為主CH3COOH與CH3COONa，NH3·H2O與NH4Cl 溶液混合 電離大于水解HClO與Na

8、ClO，HCN與NaCN溶液混合水解大于電離【例2】(07年高考理綜四川)在25 時(shí)，將pH = 11的NaOH溶液與pH = 3的CH3COOH溶液等體積混合后，下列關(guān)系式中正確的是( )Ac(Na) = c(CH3COO)c(CH3COOH) Bc(H) = c(CH3COO)c(OH)Cc(Na)c(CH3COO)c(OH)c(H) Dc(CH3COO)c(Na)c(H)c(OH)【解析】本題考查了弱電解質(zhì)的電離、混合液中離子濃度的大小關(guān)系。pH11 的NaOH 溶液中c(OH)=103mol·L1，而pH3 的CH3COOH溶液中c(H+)=103mol·L1，因此

9、將pH11 的NaOH 溶液與pH3 的CH3COOH溶液等體積混合后，二者溶液中已存在的OH與H+恰好完全反應(yīng)，又因?yàn)镃H3COOH是弱酸在溶液中并沒有完全電離，因此隨反應(yīng)的進(jìn)行CH3COOH又會不斷的電離生成H+，也就是說而這反應(yīng)后混合溶液中任存在大量的CH3COOH，即溶液顯酸性。因此溶液中c(H+)>c(OH)，且c (CH3COO)>c(Na+)，即D選項(xiàng)是正確的。其中B選項(xiàng)應(yīng)為c(H+)+c (Na+)=c(CH3COO)+c(OH一)?！敬鸢浮緿【易錯(cuò)提醒】對于二者混合后溶液的酸堿性判斷錯(cuò)誤而錯(cuò)選其他選項(xiàng)?！纠?】(07年高考理綜天津)草酸是二元中弱酸，草酸氫鈉溶液顯

10、酸性。常溫下，向10 mL 0.01 mol·L1 NaHC2O4溶液中滴加0.01 mol·L1 NaOH溶液，隨著NaOH溶液體積的增加，溶液中離子濃度關(guān)系正確的是( )AV(NaOH) = 0時(shí)，c(H) = 1×102 mol·L1BV(NaOH)10 mL時(shí)，不可能存在c(Na) = 2c(C2O42 )c(HC2O4 )CV(NaOH) = 10 mL時(shí)，c(H) = 1×107 mol·L1DV(NaOH)10 mL時(shí)，c(Na)c(C2O42 )c(HC2O4 )【解析】本題以中和滴定為載體考查了考生對溶液中各離子濃度

11、的大小關(guān)系的比較方法的掌握程度。由于草酸是二元中弱酸，故HC2O4 不能完全電離產(chǎn)生H，所以V(NaOH) = 0時(shí)，c(H) 1×102 mol·L1，A項(xiàng)錯(cuò)；根據(jù)電荷守恒關(guān)系有c(Na+)+c(H+)c(HC2O4)+2c(C2O42 )+c(OH)，當(dāng)V(NaOH) = 10 mL時(shí)，NaHC2O4與 NaOH恰好完全反應(yīng)，因C2O42水解而呈堿性，C錯(cuò)；當(dāng)V(NaOH)10 mL時(shí)c(H) = c(OH)時(shí)，由上述關(guān)系知B項(xiàng)不正確；由于C2O42水解是微弱的，故當(dāng)V(NaOH)10 mL時(shí)，c(Na)c(C2O42 )c(HC2O4 )的關(guān)系正確?！敬鸢浮緿【遷移&

12、#183;體驗(yàn)】2(07年高考廣東化學(xué))下列各溶液中，微粒的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是( )A0.1 mol/L Na2CO3溶液：c(OH)c(HCO3)c(H)2c(H2CO3)B0.1 mol/L NH4Cl溶液：c(NH4 )c(Cl)C向醋酸鈉溶液中加入適量醋酸，得到的酸性混合溶液：c(Na)c(CH3COO)c(H)c(OH) D向硝酸鈉溶液中滴加稀鹽酸得到的pH5的混合溶液：c(Na)c(NO3)3(07年高考江蘇)下列溶液中各微粒的濃度關(guān)系不正確的是( )A0.1 mol·L1 HCOOH溶液中：c(HCOO)c(OH) = c(H)B1 L 0.1 mol·

13、L1 CuSO4·(NH4)2SO4·6H2O的溶液中：c(SO42 )c(NH4 )c(Cu2)c(H)c(OH)C0.1 mol·L1 NaHCO3溶液中：c(Na)c(H)c(H2CO3) = c(HCO3 )c(CO32 )c(OH)D等體積等物質(zhì)的量濃度的NaX和弱酸HX混合后的溶液中：c(Na)c(HX)c(X)c(H)c(OH)4（07年海門）下列混合溶液中，各離子濃度的大小順序正確的是（ ）A10mL0.1mol/L氨水與10mL0.1mol/L鹽酸混合：c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)B10mL0.1mol

14、/LNH4Cl溶液5mL0.2mol/L NaOH溶液混合：c(Na+)=c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)C10mL0.1mol/LCH3COOH溶液與5mL0.2mol/L NaOH溶液混合：c(Na+)=c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)D0mL0.1mol/LCH3COONa溶液與6mL1mol/L鹽酸混合：c(Cl-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)5（07年長沙）在25mL0.1molLNaOH溶液中逐滴加入0.2molL醋酸溶液，曲線如下圖所示，有關(guān)粒子濃度關(guān)系比較正確的是（ ） A在A、B間任一點(diǎn)，溶液中一定都有

15、c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)B在B點(diǎn)，a>12.5，且有c(Na+) = c(CH3COO-) = c(OH-) = c(H+)C在C點(diǎn)，c(CH3COO-)> c(Na+)>c(H+)>c(OH-)D在D點(diǎn)，c(CH3COO-) + c(CH3COOH) >2c(Na+)3在一“同”下的情況（1）同一溶液中離子濃度的比較對策：首先確定溶液中電解質(zhì)的種類，然后再分析電解質(zhì)的電離程度和鹽類水解程度的大小?！纠?】(07年北京模擬)硫酸在水中的電離方程式為：H2SO4 = H+ + HSO4，HSO4 H+ + SO4

16、2。則下列有關(guān)說法正確的是（ ）ANa2SO4溶液顯堿性BHSO4在水中既能發(fā)生電離，又會發(fā)生水解C相同濃度的稀H2SO4和NaHSO4溶液中SO42離子的濃度后者大DNaHSO4溶液中：c(Na+) > c(HSO4) > c(SO42) > c(H+) > c(OH)【解析】根據(jù)題給信息硫酸在水中并非都完全電離，所以有A答案正確，而B中應(yīng)該只能電離不能水解所以錯(cuò)，C中可以看出稀硫酸中幾乎全為HSO4，電離受到抑制，而NaHSO4中電離沒有收抑制，D錯(cuò)在c(SO42) > c(H+)不可能的。【答案】AC（2）同一濃度的不同溶液中同一離子濃度的比較對策：首先分析

17、物質(zhì)的組成差異，然后弄清離子在水解時(shí)是促進(jìn)、抑制還是無影響，這樣才能正確的解答?！纠?】(07年山西模擬）物質(zhì)的量濃度相同的下列各組物質(zhì)的溶液中，對指定的離子的濃度作大小比較，其中錯(cuò)誤的是（ ）Ac（PO43）：Na3PO4Na2HPO4NaH2PO4H3PO4Bc（CO32）：(NH4)2CO3Na2CO3NaHCO3NH4HCO3Cc（NH4+）：(NH4)2SO4(NH4)2CO3NH4HSO4NH4ClDc（S2）：Na2SH2SNaHS【解析】物質(zhì)的量濃度相同的下列各組物質(zhì)的溶液中，離子的濃度作大小比較，其中ACD都符合題設(shè)所給的條件 B中c（CO32）(NH4)2CO3Na2CO3

18、明顯錯(cuò)誤，因?yàn)镹H4+和CO32互相促進(jìn)水解?！敬鸢浮緽（3）不同溶液中同一離子濃度的比較對策：先按照某種性質(zhì)分組后再比較。【例6】（07湖北）均為0.1mol·L1Ba(OH)2Na2CO3NaHCO3NaOHNH4ClNH4HSO4KNO3溶液pH值由大到小的順序?yàn)椋ㄌ钚蛱枺窘馕觥扛鶕?jù)題意知不同溶液中同一離子的比較，先按酸堿性大體可以分成堿性中性和酸性三種，然后具體在分析電離和水解程度問題，此題可知為堿性溶液為中性為酸性?！敬鸢浮俊军c(diǎn)評】此題主要考查pH值排列順序所以對溶液酸堿性要比較清楚，大體分類后同類在一起比較效果較好，避免很亂?！具w移·體驗(yàn)】6（04年北京理綜）

19、已知0.1mol·L1的二元酸H2A溶液的pH=4.0，則下列說法中正確的是（ ）A在Na2A、NaHA兩溶液中，離子種類不相同B在溶質(zhì)物質(zhì)的量相等的Na2A、NaHA兩溶液中，陰離子總數(shù)相等C在NaHA溶液中一定有：c(Na+)+ c(H+)= c(A)+ c(OH) +2 c(A2)D在Na2A溶液中一定有：c(Na+)> c(A2)> c(H+)> c(OH)附：【遷移·體驗(yàn)】答案1【答案】A。本題考查離子濃度大小比較，NH4Cl是可溶性的鹽，屬于強(qiáng)電解質(zhì)，在溶液中完全電離NH4ClNH4+Cl。因?yàn)镹H4Cl是強(qiáng)弱堿所生成的鹽，在水中要發(fā)生水解；N

20、H4+H2O NH3·H2O+H+，所以c(NH4+)比c(H+)及c(OH)大得多；溶液因水解而呈酸性，所以c(H+) c(OH)。綜合起來，不難得出：c(Cl)c(NH4+)c(H+) c(OH)。2【答案】AD。溶液中離子濃度大小比較要綜合運(yùn)用電離平衡，鹽類水解知識，要記住三個(gè)守恒：電荷守恒、物料守恒、質(zhì)子守恒。A根據(jù)質(zhì)子守恒，水電離出的H和OH的物質(zhì)的量相等，Na2CO3溶液中H分別以HCO3、H、H2CO3形式存在，故A對，B中由于NH4水解，c(NH4與c(Cl)不等，B錯(cuò)，C中根據(jù)電荷守恒有：c(Na)+ c(H)=c(OH)+ c(CH3COO)，因?yàn)閏(H)c(OH

21、)，故c(CH3COO)c(Na)，C錯(cuò)。D中Na、NO3不水解加入稀鹽酸后二者的物質(zhì)的量濃度比仍是1：1，故D對。3【答案】CD。根據(jù)電荷守恒知，A正確；在CuSO4·(NH4)2SO4·6H2O晶體中，含有等物質(zhì)的量的NH4+和SO42-，但由于NH4+的水解，所以所得溶液中c（SO42-）>c(NH4+)>c(Cu2+)，又由于Cu2+、NH4+發(fā)生微弱水解都使溶液呈酸性，故c(Cu2)c(H)c(OH)，B正確；在NaHCO3溶液中根據(jù)電荷守恒有c(Na)c(H) = c(HCO3 )2c(CO32 )c(OH)，由于NaHCO3在水溶液中水解程度大于電

22、離程度，即c(H2CO3) c(CO32 )，故c(Na)c(H)c(H2CO3) c(HCO3 )c(CO32 )c(OH)，C錯(cuò)；等體積等物質(zhì)的量濃度的NaX和弱酸HX混合后其離子濃度大小，取決于X的水解程度與HX的電離程度，故D不能確定其大小關(guān)系。4【答案】B 。10 ml 0.1 mol/L氨水與10 ml 0.1 mol/L鹽酸混合后，恰好完全反應(yīng)生成強(qiáng)酸弱堿鹽NH4Cl，水解溶液呈酸性，離子濃度順序?yàn)椋篶(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)。10 ml 0.1 mol/L NH4Cl與5 ml 0.2 mol/L NaOH也是恰好完全反應(yīng)生成NaC

23、l和NH3·H2O，溶液顯堿性，Na+、Cl-濃度較大且相等。10 ml 0.5 mol/L CH3COONa與6 ml 1 mol/L HCl反應(yīng)后，HCl過量，Cl-濃度自然大于鈉離子濃度，但H+濃度肯定比OH-大。5【答案】C。在A、B間任一點(diǎn)，有可能c(OH-)>c(CH3COO-)，A錯(cuò)。在B點(diǎn)，c(Na+) = c(CH3COO-)， c(OH-)= c(H+)，但c(Na+) = c(CH3COO-) c(OH-) = c(H+)，B錯(cuò)。在D點(diǎn)，由物料守恒知，c(CH3COO-) + c(CH3COOH) =2c(Na+)，D也錯(cuò)。C正確。6【答案】C。此題考查溶

24、液的電荷守恒問題，C答案符合電荷守恒D中呈堿性所以氫離子濃度小，AB明顯錯(cuò)誤相同平衡、相似平衡、等效平衡和等變平衡一、相同平衡相同平衡是指初始量不同而建立的平衡狀態(tài)完全相同的平衡。求同平衡是指求建立相同平衡狀態(tài)的計(jì)算問題，它是化學(xué)平衡計(jì)算的一類新題型。這類計(jì)算問題是從教材中的平衡定義引入得出的，其內(nèi)容是：一定條件下的可逆反應(yīng)，無論從正反應(yīng)起，還是從逆反應(yīng)起，還是從正、逆反應(yīng)同時(shí)開始，只要條件不變，都可建立相同的平衡狀態(tài)。對于這種相同平衡狀態(tài)的規(guī)律是：1該類問題的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)是：從正反應(yīng)開始，反應(yīng)物的初始量的數(shù)值為化學(xué)計(jì)量數(shù)(注意：不是化學(xué)計(jì)量數(shù)比！)。2從逆反應(yīng)開始，生成物的初始量的數(shù)值為化學(xué)計(jì)量數(shù)

25、時(shí)，可建立與上述標(biāo)準(zhǔn)態(tài)相同的平衡狀態(tài)。3當(dāng)從正、逆反應(yīng)同時(shí)開始時(shí)，反應(yīng)物之間、生成物之間、反應(yīng)物和生成物的初始量具有如下的關(guān)系：反應(yīng)物之間或生成物之間是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比關(guān)系，某一反應(yīng)物的初始量與化學(xué)計(jì)量數(shù)之比加上生成物的初始量與化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于1。如： mA(g)nB(g) pC(g) qD(g)(1) m n 0 0 (標(biāo)準(zhǔn)態(tài))(2) 0 0 p q (從逆反應(yīng)開始)(3) a b c d (從正、逆反應(yīng)同時(shí)開始) am，bn ab = mn cd = pq 1，1， 1 ，1。一定條件下的可逆反應(yīng)，當(dāng)兩組反應(yīng)物的初始量是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比的倍數(shù)時(shí)，可將反應(yīng)式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)增大相應(yīng)倍數(shù)，并

26、以此作為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，這時(shí)也是相同平衡狀態(tài)的計(jì)算問題。二、相似平衡我們知道，對于一可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，反應(yīng)物及生成物的三種量(初始量、變化量和平衡量)存在著一定的關(guān)系。(1) 反應(yīng)物和生成物的變化量始終是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比的關(guān)系。(2) 若果反應(yīng)物的初始量是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比關(guān)系，那么它們的變化量和平衡量都是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比關(guān)系；若果反應(yīng)物的初始量不是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比關(guān)系，那么它們的平衡量也不是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比關(guān)系。(生成物也相同)對于一可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，反應(yīng)物及生成物存在著幾組不同的的初始量時(shí)，若是符合標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)存在前述相同平衡的規(guī)律及關(guān)系。如果反應(yīng)物的初始量不是化學(xué)計(jì)量數(shù)的倍數(shù)關(guān)系時(shí)，則存在以下關(guān)系：

27、(1) 反應(yīng)物及生成物的變化量始終是化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系。(2) 如果反應(yīng)物的兩組初始量是倍數(shù)關(guān)系，則對應(yīng)的變化量及平衡量也是倍數(shù)關(guān)系。如果反應(yīng)物的兩組初始量不是倍數(shù)關(guān)系，則對應(yīng)的平衡量也不會是倍數(shù)關(guān)系。(生成物也相同)如果所給反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)總體積不變的反應(yīng)，壓強(qiáng)增大或減小不能使化學(xué)平衡移動；成倍地增加反應(yīng)物或生成物的量，平衡狀態(tài)也不會改變。以上兩種情況所涉及的某些平衡量間存在一定的對應(yīng)關(guān)系。我們姑且把它叫做相似平衡。它們可能是相同平衡狀態(tài)，但某些量存在倍數(shù)關(guān)系。如果兩個(gè)化學(xué)平衡狀態(tài)相似，則應(yīng)符合相似平衡原理(簡稱相似原理)。相似平衡原理：對于兩個(gè)相似平衡，各對應(yīng)物質(zhì)的平衡量的比值應(yīng)相等

28、。或任一物質(zhì)平衡時(shí)物質(zhì)的量(或體積)百分含量相同。若存在下面兩個(gè)相似平衡：mA(g)nB(g) pC(g) qD(g) mA(g) nB(g) pC(g) qD(g) a1 b1 c1 d1 a2 b2 c2 d2 x1 y1 z1 w1 x2 y2 z2 w2則：一定條件下的可逆反應(yīng)，當(dāng)兩組反應(yīng)物的初始量成化學(xué)計(jì)量數(shù)比關(guān)系時(shí)，即可建立與標(biāo)準(zhǔn)態(tài)相似的平衡狀態(tài)。對于2HI(g) H2(g)I2(g) 這類可逆反應(yīng)，改變壓強(qiáng)或同倍改變?nèi)萜黧w積時(shí)，也可以得到相似平衡。如果反應(yīng)物的初始量不是化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系，只要兩組反應(yīng)物的初始量成倍數(shù)關(guān)系，也可以建立相似平衡的關(guān)系。三、等效平衡等效平衡問題是指利用等效

29、平衡(相同平衡或相似平衡)來進(jìn)行的有關(guān)判斷和計(jì)算問題，即利用與某一平衡狀態(tài)等效的過渡平衡狀態(tài)(相同平衡)進(jìn)行有關(guān)問題的分析、判斷，或利用相似平衡的相似原理進(jìn)行有關(guān)量的計(jì)算。所以等效平衡也是一種思維分析方式和解題方法。這種方法往往用在相似平衡的計(jì)算中。由上敘述可知，相同平衡、相似平衡和等效平衡是不同的，相同平衡是指有關(guān)同一平衡狀態(tài)的一類計(jì)算，相似平衡是指幾個(gè)不同但有著比值關(guān)系的平衡的一類計(jì)算，而等效平衡則是利用平衡等效來解題的一種思維方式和解題方法。建立相同平衡或相似平衡與外界條件有關(guān)，一是恒溫恒容，一是恒溫恒壓。在恒溫、恒容下，對于象2X(g)Y(g)2Z(g)這種類型(反應(yīng)前后氣體的體積數(shù)不

30、等)的平衡反應(yīng)，只要能使各物質(zhì)的初始物質(zhì)的量分別相等，就可以建立相同平衡。兩個(gè)平衡的所有對應(yīng)平衡量(包括正逆反應(yīng)速率、各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量濃度、氣體體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等)完全相等。而對于X(g)Y(g)2Z(g)這種類型(反應(yīng)前后氣體的體積數(shù)相等)的平衡反應(yīng)，只要能使各物質(zhì)初始物質(zhì)的量之比相等就可以建立相似平衡。即兩平衡的關(guān)系是相似關(guān)系。兩平衡中各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、氣體體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等對應(yīng)相等；而兩平衡中的正逆反應(yīng)速率、各組分平衡時(shí)的物質(zhì)的量及物質(zhì)的量濃度等對應(yīng)成比例。在恒溫、恒壓下，只要使各物質(zhì)初始濃度相等即可建立相似平衡。即兩平衡的關(guān)系是相似關(guān)系。兩平衡中

31、的正、逆反應(yīng)速率、各組分平衡時(shí)的物質(zhì)的量濃度、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、氣體體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等對應(yīng)相等；而兩平衡中各組分平衡時(shí)的物質(zhì)的量等對應(yīng)成比例。四、等變平衡如果兩反應(yīng)物的初始量的數(shù)值之和為它們化學(xué)計(jì)量數(shù)之和，在相同條件下達(dá)到的平衡狀態(tài)與標(biāo)準(zhǔn)態(tài)達(dá)到的平衡狀態(tài)的某一反應(yīng)物或某一生成物的百分含量相同，則這兩種狀態(tài)下反應(yīng)物和生成物的變化量是相同的，這類問題叫等變平衡問題。等變平衡問題需要求的是兩反應(yīng)物的初始量之間的關(guān)系。這種問題可采用極限分析法或一般形式的推導(dǎo)。(如成都市00一診29(3)的解法)如有下列可逆反應(yīng)，且兩組不同的初始量所建立的兩種平衡狀態(tài)存在等變平衡關(guān)系，則則這兩種狀態(tài)下反

32、應(yīng)物和生成物的變化量是相同的，并且存在以下的關(guān)系：mA(g) nB(g) pC(g)qD(g) a b c d x y z w (1) abmn，(2) 設(shè)xy，例：已知T、P kPa時(shí)，往容積可變的密閉容器中充入2 mol X和1 mol Y，此時(shí)容積為V L。保持恒溫恒壓，使反應(yīng)：2X(g)Y(g)2Z(g) 達(dá)到平衡時(shí)，Z的體積分?jǐn)?shù)為0.4。試回答下列有關(guān)問題：(1) 使溫度和壓強(qiáng)在上述條件下恒定不變，再往上述密閉容器內(nèi)充入4 mol Z，則反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，容器的容積為 ，Z的體積分?jǐn)?shù)為 。(2) 若另選一容積固定不變的密閉容器，仍控制溫度為T，使4 mol X和2 mol Y反應(yīng)達(dá)到平

33、衡狀態(tài)時(shí)，Z的體積分?jǐn)?shù)仍為0.4，則該密閉容器的容積為 。(3) 若控制溫度仍為T，另選一容積為V L的固定不變的密閉容器，往其中充入一定量的X和Y，使反應(yīng)達(dá)到平衡，這時(shí)Z的體積分?jǐn)?shù)仍為0.4。則充入的X和Y的物質(zhì)的量應(yīng)滿足的關(guān)系是：a n(Y)n(X)b n(Y)，其中a為 ，b為 。答：(1) V L；0.4 (2) V L (3) 0.5；5解析：2X(g)Y(g) 2Z(g) 2X(g) Y(g) 2Z(g) 2 1 0 2 1 0 2x x 2x 1 0.5 1 2 -2x 1- x 2x 3 - x 1 0.5 1 0.4，x0.5，2x1 (1) 由于平衡與過程無關(guān)， 2X(g)

34、 Y(g) 2Z(g) 2X(g) Y(g) 2Z(g) 2 1 4 2 1 4 2y y 2y 1 0.5 1 22y 1y 4 - 2y 3 1.5 3 7.5由相似平衡的原理：兩個(gè)平衡中各物質(zhì)的平衡量的比值相等。，4y2，2y1 V L2.5 V L (2) 2X(g)Y(g) 2Z(g) 2X(g) Y(g)2Z(g) 4 2 0 4 2 0 2z z 2z 2 1 2 2 -2z 1-z 2z 2 1 2 5由相似平衡的原理：兩個(gè)平衡中各物質(zhì)的平衡量的比值相等。，4z4，z1 。該容器的體積為： V L。 (3) 本小題采用極限分析法。 2X(g)Y(g) 2Z(g) 2X(g) Y

35、(g) 2Z(g) 2.5 0.5 0 1 2 0 0 0 1 0.5 1 1 0.5 1由上圖示知，當(dāng)Y初始物質(zhì)的量為0.5 mol時(shí)，X初始物質(zhì)的量為2.5 mol，X的物質(zhì)的量度為Y的物質(zhì)的量的5倍，但由于變化量不可能為0，故Y初始物質(zhì)的量要大于0.5，即b5。當(dāng)X初始物質(zhì)的量為1 mol時(shí)，Y初始物質(zhì)的量為2 mol，X的物質(zhì)的量度為Y的物質(zhì)的量的0.5倍，但由于變化量不可能為0，故X初始物質(zhì)的量要大于1，即a0.5。這是一種等變平衡，現(xiàn)以X的初始量為2.4 mol，Y為0.6 mol為例加以說明。 2X(g) Y(g) 2Z(g) 2X(g) Y(g) 2Z(g) 2.4 0.6 0

36、 1.2 0.6 0.8 1.0 0.5 1.0 0.2 0.1 0.2 1.4 0.1 1.0 1 0.5 1與狀態(tài)中反應(yīng)物的初始量之和等于兩物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和(2.40.6213)，它們的變化量相同，而初始量和平衡量并不相同，而Z物質(zhì)的百分含量依然是0.4。狀態(tài)中反應(yīng)物的初始量之和不等于兩物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和(1.20.61.8)，僅管Z物質(zhì)的百分含量依然是0.4，但其變化量卻與不相同。這種變化量沒有改變，但平衡量變了，而Z物質(zhì)的百分含量依然不變的平衡叫做等變平衡。解法二：(1)和(2)兩小問可用圖示法表示：V 2.5V 5V 7.5V (1) (2) 第(3)小問可用一般推導(dǎo)得出一般式

37、。 2X(g) Y(g) 2Z(g) n(X) n(Y) 0 2x x 2x n(X) -2x n(Y) - x 2x n(X)n(Y) - x 0.4，2x 由于平衡量不能為0，故可得出： n(X) -2x0，n(X)，n(X)0.5 n(Y)； n(Y) - x0，n(Y)，n(X)5 n(Y)。解法三：恒溫、恒壓下進(jìn)行下列可逆反應(yīng)： 2X(g) Y(g)2Z(g) 平衡時(shí)Z的體積分?jǐn)?shù) 初 2 mol 1 mol 0 0.4 初 0 0 2 mol 0.4 初 0 0 6 mol 0.4 顯然，恒溫恒壓下，分別在該容器中進(jìn)行的三個(gè)初始量不同的反應(yīng)，分別達(dá)到平衡時(shí)，和能達(dá)到等同平衡，(或)和

38、能達(dá)到等效平衡。所以它們分別達(dá)到平衡時(shí)，Z的體積分?jǐn)?shù)都為0.4。 2X(g)Y(g) 2Z(g)n0(mol) 0 0 6n變(mol) 2x x 2xn平(mol) 2x x 6 -2x 共6x0.4，x1.5 mol，平衡時(shí)容器內(nèi)共7.5 mol氣體。達(dá)平衡時(shí)，令容器的體積為V1，由阿伏加德羅定律知：，V12.5 V L(2) 由題意：2 mol X和1 mol Y在T、P kPa條件下初始容積為V L的可變密閉容器中達(dá)到平衡時(shí)，Z的體積分?jǐn)?shù)為0.4。 2X(g)Y(g)2Z(g)n0(mol) 2 1 0n變(mol) 2y y 2yn平(mol) 2-2y 1-y 2y 共3y0.4，

39、y0.5 mol，平衡時(shí)容器內(nèi)總的物質(zhì)的量為2.5 mol。令此時(shí)容器的體積為V2，由阿伏加德羅定律知：，V2V L X：2 mol，Y：1 mol X，Y，Z V，T，P V ，T，P X：2 mol，Y：1 mol X：4 mol，Y：2 mol V ，T V3，T由可抽象：在溫度為T、V L的定容器中充入2 mol X和1 mol Y達(dá)平衡時(shí)，Z的體積分?jǐn)?shù)為0.4，此平衡態(tài)設(shè)為。由可看出在定容V3容器中充入4 mol X和2 mol Y達(dá)平衡時(shí)，Z的體積分?jǐn)?shù)為0.4，此平衡態(tài)設(shè)為。很明顯，和的關(guān)系為等效平衡。2，即在V3容器中X、Y的初始量都是在V L容器中X、Y初始量的2倍。故V3V

40、L(3) 2X(g) Y(g) 2Z(g)n0(mol) n(X) n(Y) 0 n變(mol) 2z z 2z n平(mol) n(X) -2z n(Y) - z 2z n(X)n(Y) -z 0.4，n(X)2z0 n(X)2z0n(Y)z0 n(Y)z0n(X)n(Y)6z2zn(X)5zzn(Y)4zn(X)n(Y)6z 5 5 n(Y)n(X)5n(Y)，對照 a n(Y)n(X)b n(Y)a，b5評析：小題與小題無多大關(guān)系，而考生易把小題當(dāng)成小題的等效平衡分析，結(jié)果誤入歧途。【化學(xué)平衡熱點(diǎn)關(guān)注】:“等效平衡”的專題知識、類型歸納：一、等效平衡的建立過程和形成原理：過程1：假設(shè)在8

41、00、催化劑存在條件下，向容積1L的密閉容器內(nèi)，充入0.01molCO和0.01molH2O (g) 發(fā)生可逆反應(yīng)：CO+H2O (氣)CO2+H2（正向開始）起始物質(zhì)的量(mol)：0.01 0.01 0 0變化物質(zhì)的量(mol)：0.005 0.005 0.005 0.005平衡物質(zhì)的量(mol)：0.005 0.005 0.005 0.005（最終結(jié)果）過程2：假設(shè)在800、催化劑存在條件下，向容積1L的密閉容器，充入0.01molCO2和0.01molH2(g) 發(fā)生可逆反應(yīng)：CO + H2O (氣) CO2 + H2（逆向開始）起始物質(zhì)的量(mol)：0 0 0.01 0.01 變化

42、物質(zhì)的量(mol)：0.005 0.005 0.005 0.005平衡物質(zhì)的量(mol)：0.005 0.005 0.005 0.005（最終結(jié)果）【歸納分析】:假設(shè)800催化劑存在條件下，發(fā)生可逆反應(yīng)：CO+H2O(氣)CO2+H2（從正方向開始）起始物質(zhì)的量(mol)： 0.01 0.01 0 0（從逆方向開始）起始物質(zhì)的量(mol)： 0 0 0.01 0.01最終時(shí), 建立起了完全相同的化學(xué)平衡狀態(tài)。（稱為：“等效平衡”）【得出結(jié)論】：可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡的實(shí)現(xiàn)只與外界條件有關(guān), 而與建立平衡的途徑無關(guān)。對于相同條件下進(jìn)行的同一可逆反應(yīng)，無論是從正反應(yīng)方向開始、還是從逆反應(yīng)方向開始、或是

43、正逆兩方向同時(shí)開始，只要在起始時(shí)“反應(yīng)物加入的數(shù)據(jù)相當(dāng)”，最終必然建立起完全相同的平衡狀態(tài)。（等效平衡原理解析）二、等效平衡的判斷：1、步驟：（1）進(jìn)行等效轉(zhuǎn)化；（2）判斷起始濃度是否相當(dāng).2、解題“關(guān)鍵點(diǎn)”-起始濃度相當(dāng)?shù)呐袛喾椒ǎ喝?、等效平衡的主要類型?、對“前后氣體總分子數(shù)有變化”的可逆反應(yīng):恒溫恒容進(jìn)行“等效轉(zhuǎn)化”后，對應(yīng)“各物質(zhì)起始投料的物質(zhì)的量”與原來起始條件下“各物質(zhì)起始投料的物質(zhì)的量”對比完全相同，則能建立等效平衡?！胺治龇椒ā保涸瓉砥鹗紬l件、現(xiàn)在起始條件下，各反應(yīng)物、生成物的物質(zhì)的量的差值的絕對值，如果等于方程式的系數(shù)比，就能建立等效平衡；否則，不行。例1在一定溫度下，把2

44、mol SO2和1molO2通入一個(gè)一定容積的密閉容器里，發(fā)生反應(yīng)2SO2+O2 2SO3，當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，就處于化學(xué)平衡狀態(tài)。若該容器中維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始時(shí)SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量。如果a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的相互關(guān)系，才能保證達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)混合物中三種氣體的體積分?jǐn)?shù)仍跟上述平衡時(shí)完全相同。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)若a=0，b=0，則c=_。 (2)若a=0.5mol，則b=_，c=_。(3)a、b、c取值必須滿足的一般條件是(請用兩個(gè)方程式表示，其中一個(gè)只含a和c，而另一個(gè)只含b和c) _、 _。答案：(1)c= 2 (2)b=0.25

45、，c=1.5 (3) a+ c= 2 b+ c/2 =1例2在一個(gè)1L的密閉容器中，加入2molA和1molB ，發(fā)生下述反應(yīng)：   達(dá)到平衡時(shí)，C的濃度為1.2mol/L , C的體積分?jǐn)?shù)為a% 。維持容器的體積和溫度不變，按下列配比作為起始物質(zhì)，達(dá)到平衡后，C的濃度仍是1.2mol/L的是（ ）：A、3mol C+1mol D B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol DC、1mol A+0.5mol B+1.5mol C D、4mol A+2mol B答案：(A B)2、對“前后氣體總分子數(shù)有變化”的可逆反應(yīng):恒溫恒壓進(jìn)行“等效轉(zhuǎn)化”后, 對應(yīng)“各物質(zhì)

46、起始投料的物質(zhì)的量”與原來起始條件下“各物質(zhì)起始投料的物質(zhì)的量”的比值相同，則能建立等效平衡?！胺治龇椒ā保合葘ⅰ艾F(xiàn)在起始條件”下，生成物的物質(zhì)的量全都折算成0，再對比分析，如果“現(xiàn)在起始條件”時(shí)反應(yīng)物起始物質(zhì)的量之比等于“原來起始條件”下反應(yīng)物起始物質(zhì)的量之比，就能建立等效平衡；否則，就不行。例3已知在恒溫恒壓條件進(jìn)行的可逆反應(yīng): N2 (g)+3H2 (g) 2NH3 (g)起始物質(zhì)的量(mol): 1 : 4 : 0 （假設(shè)容器體積：V）等效于(mol): 1.5 : 6 : 0 （容器體積變?yōu)椋?.5 V）等效于(mol): 0 : 0.5 : 1 （先折算：0.5 : 0.5+1.5

47、=2 : 0 ） （容器體積變?yōu)椋?.5 V）解析：上面3個(gè)條件下，反應(yīng)物N2 (g)、H2 (g)的起始濃度均相同，最終建立等效平衡起始物質(zhì)的量(mol): a : b : c（先折算：a+c/2 : b+3c/2 : 0 ） 如果要建立等效平衡, 三者關(guān)系應(yīng)滿足關(guān)系：（a+c/2）：（b+3c/2）= 1：4 例4恒溫恒壓下，在一個(gè)可變?nèi)莘e的容器中發(fā)生如下反應(yīng)： A(g) + B(g) C(g)若開始時(shí)放入1molA和1molB，達(dá)到平衡后，生成amolC。(1)若開始時(shí)放入3molA和3molB，到達(dá)平衡后，生成C的物質(zhì)的量為 mol(2)若開始放入xmolA、2molB和1molC，到達(dá)平衡后，C物質(zhì)的量是3amol，x= mol.(3)若在(2)的平衡混合物中再加入3molC，待再次到達(dá)平衡后，C的物質(zhì)的量是 m