高中化學(xué)平衡練習(xí)題精解化學(xué)平衡是高中化學(xué)的核心概念之一，它不僅揭示了化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的限度問題，也為我們調(diào)控化學(xué)反應(yīng)提供了理論依據(jù)。掌握化學(xué)平衡的原理及其應(yīng)用，需要在深刻理解概念的基礎(chǔ)上，通過適量的練習(xí)來鞏固和深化。本文將通過對(duì)幾道典型化學(xué)平衡練習(xí)題的精解，幫助同學(xué)們梳理解題思路，掌握解題方法，提升分析問題和解決問題的能力。一、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷例題1：在一定溫度下的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：\(N_2(g)+3H_2(g)\rightleftharpoons2NH_3(g)\)。下列哪些物理量不再發(fā)生變化時(shí)，不能表明該反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)？A.容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)B.容器內(nèi)混合氣體的密度C.容器內(nèi)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量D.容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度分析：判斷一個(gè)可逆反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，關(guān)鍵在于分析所給物理量在反應(yīng)過程中是否為變量，若該物理量在反應(yīng)進(jìn)行中會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)它不再變化時(shí)，則說明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)；若該物理量始終保持不變，則不能作為平衡狀態(tài)的標(biāo)志。對(duì)于選項(xiàng)A，該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)（反應(yīng)前4分子氣體，反應(yīng)后2分子氣體）。在密閉容器中，恒溫下，氣體的壓強(qiáng)與氣體的物質(zhì)的量成正比。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣體的總物質(zhì)的量發(fā)生變化，壓強(qiáng)也隨之變化。當(dāng)壓強(qiáng)不再變化時(shí)，說明氣體總物質(zhì)的量不再變化，反應(yīng)達(dá)到平衡。對(duì)于選項(xiàng)B，容器體積固定（密閉容器），反應(yīng)前后都是氣體，混合氣體的總質(zhì)量不變（根據(jù)質(zhì)量守恒定律）。密度\(\rho=m/V\)，m和V均不變，故密度始終不變。因此，密度不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡。對(duì)于選項(xiàng)C，平均摩爾質(zhì)量\(M=m/n\)，混合氣體總質(zhì)量m不變，但總物質(zhì)的量n隨反應(yīng)進(jìn)行而變化（減?。?，故M會(huì)增大。當(dāng)M不再變化時(shí)，說明n不再變化，反應(yīng)達(dá)到平衡。對(duì)于選項(xiàng)D，各物質(zhì)的濃度不再變化是化學(xué)平衡狀態(tài)的直接標(biāo)志之一。解答：B點(diǎn)撥：此類題目要緊扣平衡狀態(tài)的本質(zhì)特征——“正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率”以及“各組分的濃度保持不變”。對(duì)于其他物理量，要結(jié)合反應(yīng)特點(diǎn)（如氣體分子數(shù)變化、物質(zhì)狀態(tài)等）和物理量的定義式進(jìn)行分析，判斷其是否為變量。二、化學(xué)平衡移動(dòng)方向的判斷例題2：對(duì)于可逆反應(yīng)\(2SO_2(g)+O_2(g)\rightleftharpoons2SO_3(g)\)\(\DeltaH<0\)，下列措施能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是（）A.升高溫度B.減小壓強(qiáng)C.加入催化劑D.增大氧氣的濃度分析：影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素主要有濃度、溫度、壓強(qiáng)（對(duì)于有氣體參與且反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的反應(yīng)）。根據(jù)勒夏特列原理，改變影響平衡的一個(gè)條件，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)（\(\DeltaH<0\)），且氣體分子數(shù)減小（3分子氣體生成2分子氣體）。A.升高溫度：平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，即逆反應(yīng)方向。B.減小壓強(qiáng)：平衡向氣體分子數(shù)增多的方向移動(dòng)，即逆反應(yīng)方向。C.加入催化劑：催化劑同等程度地改變正逆反應(yīng)速率，對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)無影響，只能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間。D.增大氧氣的濃度：平衡向減小氧氣濃度的方向移動(dòng)，即正反應(yīng)方向。解答：D點(diǎn)撥：應(yīng)用勒夏特列原理時(shí)，首先要明確反應(yīng)的特點(diǎn)（放熱還是吸熱，氣體分子數(shù)增減），然后分析外界條件的改變，進(jìn)而判斷平衡移動(dòng)的方向。特別注意，催化劑不影響平衡移動(dòng)。三、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用例題3：已知某溫度下，反應(yīng)\(H_2(g)+I_2(g)\rightleftharpoons2HI(g)\)的平衡常數(shù)\(K=49\)。在該溫度下，向一密閉容器中充入\(H_2\)、\(I_2\)和\(HI\)的濃度分別為\(0.1mol/L\)、\(0.1mol/L\)和\(0.7mol/L\)，則此時(shí)反應(yīng)（）A.向正反應(yīng)方向進(jìn)行B.向逆反應(yīng)方向進(jìn)行C.處于平衡狀態(tài)D.無法判斷分析：化學(xué)平衡常數(shù)是衡量反應(yīng)進(jìn)行程度的物理量。對(duì)于給定反應(yīng)，在一定溫度下，其平衡常數(shù)K為定值。通過比較某時(shí)刻的濃度商Qc與平衡常數(shù)K的大小，可以判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。濃度商Qc的表達(dá)式與平衡常數(shù)K的表達(dá)式相同，但Qc中各物質(zhì)的濃度是任意時(shí)刻的濃度。若\(Qc<K\)，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行；若\(Qc=K\)，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；若\(Qc>K\)，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。對(duì)于反應(yīng)\(H_2(g)+I_2(g)\rightleftharpoons2HI(g)\)，其平衡常數(shù)表達(dá)式為：\(K=\frac{[HI]^2}{[H_2][I_2]}\)此時(shí)刻的濃度商\(Qc=\frac{(0.7)^2}{(0.1)(0.1)}=\frac{0.49}{0.01}=49\)已知\(K=49\)，所以\(Qc=K\)。解答：C點(diǎn)撥：濃度商Qc與平衡常數(shù)K的表達(dá)式形式完全一致，區(qū)別在于K對(duì)應(yīng)的是平衡濃度，Qc對(duì)應(yīng)的是任意時(shí)刻濃度。利用Qc與K的比較，可以判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，這是化學(xué)平衡常數(shù)的重要應(yīng)用之一。計(jì)算時(shí)要注意各物質(zhì)的濃度單位是否統(tǒng)一，以及指數(shù)與化學(xué)計(jì)量數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。四、化學(xué)平衡的綜合計(jì)算例題4：在一定溫度下，將\(2molSO_2\)和\(1molO_2\)通入一個(gè)固定容積的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)\(2SO_2(g)+O_2(g)\rightleftharpoons2SO_3(g)\)。達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)\(SO_3\)的物質(zhì)的量為\(1.6mol\)。求：(1)平衡時(shí)\(SO_2\)的轉(zhuǎn)化率；(2)該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K（假設(shè)容器體積為1L）。分析：化學(xué)平衡的計(jì)算通常需要列出“起始量、變化量、平衡量”三段式，這是解決此類問題的有效方法。(1)設(shè)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，消耗\(O_2\)的物質(zhì)的量為xmol。由于容器體積為1L，物質(zhì)的量在數(shù)值上等于濃度。\[\begin{align*}&2SO_2(g)+O_2(g)\rightleftharpoons2SO_3(g)\\\text{起始量(mol/L)}&2\quad\quad1\quad\quad0\\\text{變化量(mol/L)}&2x\quad\quadx\quad\quad2x\\\text{平衡量(mol/L)}&2-2x\quad1-x\quad\quad2x\\\end{align*}\]已知平衡時(shí)\(SO_3\)的物質(zhì)的量為1.6mol，容器體積為1L，故平衡時(shí)\([SO_3]=1.6mol/L\)，即\(2x=1.6\)，解得\(x=0.8\)。則平衡時(shí)\([SO_2]=2-2x=2-1.6=0.4mol/L\)。\(SO_2\)的轉(zhuǎn)化率\(\alpha(SO_2)=\frac{變化量}{起始量}\times100\%=\frac{2x}{2}\times100\%=\frac{1.6}{2}\times100\%=80\%\)。(2)平衡常數(shù)\(K=\frac{[SO_3]^2}{[SO_2]^2[O_2]}\)平衡時(shí)\([O_2]=1-x=1-0.8=0.2mol/L\)代入數(shù)據(jù)得：\(K=\frac{(1.6)^2}{(0.4)^2\times0.2}=\frac{2.56}{0.16\times0.2}=\frac{2.56}{0.032}=80\)解答：(1)80%；(2)80點(diǎn)撥：“三段式”是解決化學(xué)平衡計(jì)算問題的基本方法，清晰列出起始濃度（或物質(zhì)的量）、轉(zhuǎn)化濃度（或物質(zhì)的量）、平衡濃度（或物質(zhì)的量），能使復(fù)雜的關(guān)系變得直觀明了。計(jì)算時(shí)要注意單位統(tǒng)一，以及轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)等概念的準(zhǔn)確應(yīng)用。五、解題技巧與總結(jié)1.深刻理解概念是前提：化學(xué)平衡的定義、特征、勒夏特列原理、平衡常數(shù)等基本概念是解題的基礎(chǔ)，必須準(zhǔn)確、深刻地理解。2.善用“守恒”與“變量”分析：在判斷平衡狀態(tài)時(shí)，抓住“變量不變則平衡”的核心思想。在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，質(zhì)量守恒、元素守恒等守恒思想能提供重要的解題線索。3.“三段式”法是計(jì)算的利器：對(duì)于涉及濃度、轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)等的計(jì)算，運(yùn)用“三段式”能清晰展現(xiàn)各物質(zhì)的變化關(guān)系，有效降低解題難度。4.注意條件的限制與影響：溫度是影響平衡常數(shù)的唯一因素；壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響實(shí)質(zhì)是通過改變氣體物質(zhì)的濃