I類(lèi)： 在恒溫恒容下，對(duì)于化學(xué)反應(yīng)前后氣體體積發(fā)生變化的可逆反應(yīng)，只改變起始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，如果通過(guò)可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成化學(xué)方程式的同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同，則兩平衡等效。

例1：在一定溫度下，把2mol SO₂和1mol O₂通入一定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)，，當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)反應(yīng)混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)�，F(xiàn)在該容器中維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始時(shí)加入的的物質(zhì)的量(mol)，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)到平衡狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡完全相同。請(qǐng)?zhí)羁眨?/p>

(1)若a=0，b=0，則c=___________。

(2)若a=0.5，則b=___________，c=___________。

(3)a、b、c的取值必須滿足的一般條件是___________，___________。(請(qǐng)用兩個(gè)方程式表示，其中一個(gè)只含a和c，另一個(gè)只含b和c)

解析：通過(guò)化學(xué)方程式：可以看出，這是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等的可逆反應(yīng)，在定溫、定容下建立的同一化學(xué)平衡狀態(tài)。起始時(shí)，無(wú)論怎樣改變的物質(zhì)的量，使化學(xué)反應(yīng)從正反應(yīng)開(kāi)始，還是從逆反應(yīng)開(kāi)始，或者從正、逆反應(yīng)同時(shí)開(kāi)始，但它們所建立起來(lái)的化學(xué)平衡狀態(tài)的效果是完全相同的，即它們之間存在等效平衡關(guān)系。我們常采用“等價(jià)轉(zhuǎn)換”的方法，分析和解決等效平衡問(wèn)題。

(1)若a=0，b=0，這說(shuō)明反應(yīng)是從逆反應(yīng)開(kāi)始，通過(guò)化學(xué)方程式可以看出，反應(yīng)從2mol SO₃開(kāi)始，通過(guò)反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成和的物質(zhì)的量(即等價(jià)轉(zhuǎn)換)，恰好跟反應(yīng)從2mol SO₂和1mol O₂的混合物開(kāi)始是等效的，故c=2。

(2)由于a=0.5<2，這表示反應(yīng)從正、逆反應(yīng)同時(shí)開(kāi)始，通過(guò)化學(xué)方程式可以看出，要使0.5 mol SO₂反應(yīng)需要同時(shí)加入0.25mol O₂才能進(jìn)行，通過(guò)反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成SO₃的物質(zhì)的量(即等價(jià)轉(zhuǎn)換)與0.5 mol SO₃是等效的，這時(shí)若再加入1.5 mol SO₃就與起始時(shí)加入2 mol SO₃是等效的，通過(guò)等價(jià)轉(zhuǎn)換可知也與起始時(shí)加入2 mol SO₂和1mol O₂是等效的。故b=0.25，c=1.5。

(3)題中要求2mol SO₂和1mol O₂要與a mol SO₂、b mol O₂和c mol SO₃建立等效平衡。由化學(xué)方程式可知，c mol SO₃等價(jià)轉(zhuǎn)換后與c mol SO₂和等效，即是說(shuō)，和與a mol SO₂、b mol O₂和c mol SO₃等效，那么也就是與2mol SO₂和1mol O₂等效。故有。

II類(lèi)： 在恒溫恒容下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng)，只要反應(yīng)物(或生成物)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則兩平衡等效。

例2：在一個(gè)固定容積的密閉容器中，保持一定的溫度進(jìn)行以下反應(yīng)：

已知加入1mol H₂和2mol Br₂時(shí)，達(dá)到平衡后生成a mol HBr(見(jiàn)下表已知項(xiàng))，在相同條件下，且保持平衡時(shí)各組分的體積分?jǐn)?shù)不變，對(duì)下列編號(hào)①-③的狀態(tài)，填寫(xiě)下表中的空白。

　　　 解析：在定溫、定容下，建立起化學(xué)平衡狀態(tài)，從化學(xué)方程式可以看出，這是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的可逆反應(yīng)。根據(jù)“等價(jià)轉(zhuǎn)換”法，通過(guò)反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則達(dá)到平衡后與原平衡等效。

①因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)項(xiàng)中n(起始)：n(起始)：n(HBr平衡)=1：2：a，將n(H₂起始)=2mol，n(Br₂起始)=4mol，代入上式得n(HBr平衡)=2a。

②參照標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)可知，n(HBr平衡)=0.5a mol，需要n(H₂起始)=0.5mol，n(Br₂起始)=1mol，n(HBr起始)=0mol。而現(xiàn)在的起始狀態(tài)，已有1mol HBr，通過(guò)等價(jià)轉(zhuǎn)換以后，就相當(dāng)于起始時(shí)有0.5 mol H₂和0.5 mol Br₂的混合物，為使n(H₂起始)：n(Br₂起始)=1：2，則需要再加入0.5 mol Br₂就可以達(dá)到了。故起始時(shí)H₂和Br₂的物質(zhì)的量應(yīng)為0mol和0.5mol。

③設(shè)起始時(shí)HBr的物質(zhì)的量為x mol，轉(zhuǎn)換成H₂和Br₂后，則H₂和Br₂的總量分別為()mol和()mol，根據(jù)，解得。設(shè)平衡時(shí)HBr的物質(zhì)的量為y mol，則有，解得。

III類(lèi)： 在恒溫恒壓下，改變起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成化學(xué)方程式的同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，達(dá)到平衡狀態(tài)后與原平衡等效。

例3：如圖所示，在一定溫度下，把2體積N₂和6體積H₂通入一個(gè)帶有活塞的容積可變的容器中，活塞的一端與大氣相通，容器中發(fā)生以下反應(yīng)：(正反應(yīng)放熱)，若反應(yīng)達(dá)到平衡后，測(cè)得混合氣體的體積為7體積。據(jù)此回答下列問(wèn)題：

(1)保持上述反應(yīng)溫度不變，設(shè)a、b、c分別代表初始加入的N₂、H₂和NH₃的體積，如果反應(yīng)達(dá)到平衡后混合氣體中各氣體的體積分?jǐn)?shù)仍與上述平衡相同，那么：

①若a=1，c=2，則b=_________。在此情況下，反應(yīng)起始時(shí)將向_________(填“正”或“逆”)反應(yīng)方向進(jìn)行。

②若需規(guī)定起始時(shí)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，則c的取值范圍是_________。

(2)在上述裝置中，若需控制平衡后混合氣體為6.5體積，則可采取的措施是_________，原因是_________。

解析：(1)①化學(xué)反應(yīng)：在定溫、定壓下進(jìn)行，要使平衡狀態(tài)與原平衡狀態(tài)等效，只要起始時(shí)就可以達(dá)到。已知起始時(shí)各物質(zhì)的體積分別為1體積N₂、b體積H₂和2體積。根據(jù)“等價(jià)轉(zhuǎn)換”法，將2體積通過(guò)反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成和的體積，則相當(dāng)于起始時(shí)有(1+1)體積和(b+3)體積，它們的比值為，解得b=3。

因反應(yīng)前混合氣體為8體積，反應(yīng)后混合氣體為7體積，體積差為1體積，由差量法可解出平衡時(shí)為1體積；而在起始時(shí)，的體積為c=2體積，比平衡狀態(tài)時(shí)大，為達(dá)到同一平衡狀態(tài)，的體積必須減小，所以平衡逆向移動(dòng)。

②若需讓反應(yīng)逆向進(jìn)行，由上述①所求出的平衡時(shí)的體積為1可知，的體積必須大于1，最大值則為2體積和6體積完全反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的的體積，即為4體積，則。

(2)由6.5<7可知，上述平衡應(yīng)向體積縮小的方向移動(dòng)，亦即向放熱方向移動(dòng)，所以采取降溫措施。

例4：(一)恒溫、恒壓下，在一個(gè)容積可變的容器中發(fā)生如下反應(yīng)：

(1)若開(kāi)始時(shí)放入1mol A和1mol B，達(dá)到平衡后，生成a mol C，這時(shí)A的物質(zhì)的量為_(kāi)_______ mol。

(2)若開(kāi)始時(shí)放入3mol A和3mol B，達(dá)到平衡后，生成C的物質(zhì)的量為_(kāi)________mol。

(3)若開(kāi)始時(shí)放入x mol A、2mol B和1mol C，達(dá)到平衡后，A和C的物質(zhì)的量分別為y mol和3a mol，則x=________，y=________。平衡時(shí)，B的物質(zhì)的量________(填編號(hào))。

(甲)大于2mol　 (乙)等于2mol　 (丙)小于2mol　 (丁)可能大于、等于或小于2mol

(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3mol C，待再次達(dá)到平衡后，C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是___________。

在等效平衡中比較常見(jiàn)并且重要的類(lèi)型主要有以下三種：

I類(lèi)：恒溫恒容下對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積發(fā)生變化的反應(yīng)來(lái)說(shuō)(即△V≠0的體系)：等價(jià)轉(zhuǎn)化后，對(duì)應(yīng)各物質(zhì)起始投料的物質(zhì)的量與原平衡起始態(tài)相同。

II類(lèi)：恒溫恒容下對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積沒(méi)有變化的反應(yīng)來(lái)說(shuō)(即△V=0的體系)：等價(jià)轉(zhuǎn)化后，只要反應(yīng)物(或生成物)的物質(zhì)的量的比例與原平衡起始態(tài)相同，兩平衡等效。

III類(lèi)：恒溫恒壓下對(duì)于氣體體系等效轉(zhuǎn)化后，要反應(yīng)物(或生成物)的物質(zhì)的量的比例與原平衡起始態(tài)相同，兩平衡等效。

解題的關(guān)鍵，讀題時(shí)注意勾畫(huà)出這些條件，分清類(lèi)別，用相應(yīng)的方法求解。我們常采用“等價(jià)轉(zhuǎn)換”的方法，分析和解決等效平衡問(wèn)題

　　　 在一定條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)下，同一可逆反應(yīng)體系，不管是從正反應(yīng)開(kāi)始，還是從逆反應(yīng)開(kāi)始，在達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，任何相同組分的百分含量(體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等)均相同，這樣的化學(xué)平衡互稱(chēng)等效平衡(包括“相同的平衡狀態(tài)”)。

概念的理解：

(1)外界條件相同：通�？梢允洽俸銣�、恒容，②恒溫、恒壓。

(2)“等效平衡”與“完全相同的平衡狀態(tài)”不同：“完全相同的平衡狀態(tài)” 是指在達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，任何組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(或體積分?jǐn)?shù))對(duì)應(yīng)相等，并且反應(yīng)的速率等也相同，但各組分的物質(zhì)的量、濃度可能不同。而“等效平衡”只要求平衡混合物中各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(或體積分?jǐn)?shù))對(duì)應(yīng)相同，反應(yīng)的速率、壓強(qiáng)等可以不同

(3)平衡狀態(tài)只與始態(tài)有關(guān)，而與途徑無(wú)關(guān)，(如：①無(wú)論反應(yīng)從正反應(yīng)方向開(kāi)始，還是從逆反應(yīng)方向開(kāi)始②投料是一次還是分成幾次③反應(yīng)容器經(jīng)過(guò)擴(kuò)大-縮小或縮小-擴(kuò)大的過(guò)程，)只要起始濃度相當(dāng)，就達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。

29．(10分)元素的電離能對(duì)元素的性質(zhì)影響很大。

(1)觀察下表總結(jié)三條有關(guān)第一電離能變化的規(guī)律

例如：同周期主族元素的第一電離能的變化趨勢(shì)是由小變大；

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(2)

根據(jù)以上三個(gè)圖表回答：(M表示堿金屬)

△H₂(Li)　 　△H₂(Na)，　 △H₃(Li)　 　△H₃(Na)，

已知金屬鋰比鈉活潑，則△H₄(Li)　 　△H₄(Na)。

(3)釩(V)原子的基態(tài)電子排布式為：　　　　 ，釩元素的最高化合價(jià)為　　 。

(4)CuO受熱易分解為Cu₂O和O₂，請(qǐng)從銅的原子結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)明CuO受熱易分解的原因：

　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

28．(10分)已知羰基化合物與飽和NaHSO₃溶液可以發(fā)生以下反應(yīng)：

(1)羰基化合物和飽和NaHSO₃的反應(yīng)速率如下：

可見(jiàn)，取代基對(duì)羰基化合物和NaHSO₃反應(yīng)的影響有(寫(xiě)出3條即可)

① 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

② 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

③ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

(2)利用以上可逆反應(yīng)可以分離醛和酮的混合物，請(qǐng)寫(xiě)出能使醛與NaHSO₃生成的沉淀重新溶解的試劑的化學(xué)式　　　　　　　 　(寫(xiě)出2種，屬于不同類(lèi)別的物質(zhì)。)

(3)檢驗(yàn)甲基酮(RCOCH₃)通常用到下列2步反應(yīng)來(lái)生成難溶于水的氯仿。

①寫(xiě)出第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式　　　　　　　　　　　　　　

②寫(xiě)出A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式　　　　　　　　　　

(4)苯甲醛在濃堿作用下反應(yīng)生成苯甲酸鹽和苯甲醇，此反應(yīng)的類(lèi)型是　　　　 。

27．(10分)為測(cè)定某有機(jī)化合物A的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。

　 　　 [分子式的確定]

　 (1)將有機(jī)物A置于氧氣流中充分燃燒，實(shí)驗(yàn)測(cè)得：生成5.4gH₂O和8.8gCO₂，消耗氧氣6.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。則該物質(zhì)中各元素的原子個(gè)數(shù)比是　　　　　 ；

　 (2)質(zhì)譜儀測(cè)定有機(jī)化合物的相對(duì)分子質(zhì)量為46，則該物質(zhì)的分子式是　　　　 ；

　 (3)根據(jù)價(jià)鍵理論，預(yù)測(cè)A的可能結(jié)構(gòu)并寫(xiě)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式　　　　　　 。

　　　 [結(jié)構(gòu)式的確定]

　 (4)核磁共振氫原子光譜能對(duì)有機(jī)物分子中不同位置的氫原子給出不同的峰值(信號(hào))，根據(jù)峰值(信號(hào))可以確定分子中氫原子的種類(lèi)和數(shù)目。例如：甲基氯甲基醚

(Cl-CH₂-O-CH₃)有兩種氫原子(圖4)。經(jīng)測(cè)定，有機(jī)物A的核磁共振氫譜示意圖如圖5，則A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為　　　　　 。

　　　 [性質(zhì)實(shí)驗(yàn)]

　 (5)A在一定條件下脫水可生成B，B可合成包裝塑料C，請(qǐng)寫(xiě)出B轉(zhuǎn)化為C的化學(xué)反應(yīng)方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

　 (6)體育比賽中當(dāng)運(yùn)動(dòng)員肌肉扭傷時(shí)，隊(duì)醫(yī)隨即用氯乙烷(沸點(diǎn)為12.27℃)對(duì)受傷部位進(jìn)行局部冷凍麻醉。請(qǐng)用B選擇合適的方法制備氯乙烷，要求原子利用率為100%，請(qǐng)寫(xiě)出制備反應(yīng)方程式：　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　。

　 (7)A可通過(guò)糧食在一定條件下制得，由糧食制得的A在一定溫度下密閉儲(chǔ)存，因?yàn)榘l(fā)生一系列的化學(xué)變化而變得更醇香。請(qǐng)寫(xiě)出最后一步反應(yīng)的化學(xué)方程式：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

26．(10分)10℃時(shí)加熱NaHCO₃飽和溶液，測(cè)得該溶液的pH發(fā)生如下變化：

甲同學(xué)認(rèn)為，該溶液的pH升高的原因是HCO₃^-的水解程度增大，故堿性增強(qiáng)，該反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　 。乙同學(xué)認(rèn)為，溶液pH升高的原因是NaHCO₃受熱分解，生成了Na₂CO₃，并推斷Na₂CO₃的水解程度　　　 (填“大于”或“小于”)NaHCO₃。丙同學(xué)認(rèn)為甲、乙的判斷都不充分。丙認(rèn)為：

(1)只要在加熱煮沸的溶液中加入足量的試劑X，若產(chǎn)生沉淀，則　　 (填“甲”或“乙”)判斷正確。試劑X是　　　 。

A．Ba(OH)₂溶液　　 B．BaCl₂溶液　　 C．NaOH溶液　　 D．澄清的石灰水

(2)將加熱后的溶液冷卻到10℃，若溶液的pH　　 (填“高于”、“低于”或“等于”)8.3，則　　 (填“甲”或“乙”)判斷正確。

(3)查閱資料，發(fā)現(xiàn)NaHCO₃的分解溫度為150℃，丙斷言　　 (填“甲”或“乙”)判斷是錯(cuò)誤的，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

25．(10分)在元素周期表中，鋅(₃₀Zn)、鎘(₄₈Cd)、汞(₈₀Hg)同屬于鋅族，鋅和汞在自然界中常共生，鎘的金屬活動(dòng)性介于鋅和汞之間。濕法煉鋅過(guò)程中產(chǎn)生的銅鎘渣中含有Cu、Cd、Zn等多種金屬，可用于生產(chǎn)金屬鎘。鎘的主要用途可以用作鎳-鎘電池，以及用于顏料生產(chǎn)，鎘化合物還在PVC穩(wěn)定劑、發(fā)光材料、半導(dǎo)體材料、殺菌劑等方面有廣泛的應(yīng)用。鎘的生產(chǎn)流程如圖示意如下：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)鎘元素位于周期表中第　　　 周期，第　　　 族，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為　　　　　 ；

(2)寫(xiě)出步驟①反應(yīng)的離子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。

(3)步驟②所加入的金屬是　　　　　　　 。

(4)步驟④用“溶液2”作電解液，鎘在　　　　　 極析出，該電極材料是　　　　　　　

(5)“電解廢液”中含有鎘，不能直接作為污水排放。目前含鎘的廢水處理的方式有兩種，一種是在含鎘污水中加入硫化鈉，沉淀鎘離子，另一種是加入聚合硫酸鐵和聚合氯化鋁，沉淀鎘離子。寫(xiě)出硫化鈉沉淀鎘離子的離子方程式　　　　　　　　　 。

24．(10分)純?nèi)�氟化�?NF₃)在集成電路、大型屏幕液晶顯示屏(TFT-LCD)的生產(chǎn)中，作為清洗劑之用。

三氟化氮在潮濕的空氣中與水蒸氣能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，其反應(yīng)的產(chǎn)物有：HF、NO和HNO₃，請(qǐng)根據(jù)要求回答下列問(wèn)題：

(1)NF₃的電子式為　　　　 。

(2)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。　　　　　　　 。

(3)NF₃是一種無(wú)色、無(wú)臭的氣體，但一旦NF₃在空氣中泄漏，還是易于發(fā)現(xiàn)。你判斷該氣體泄漏時(shí)的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　 。

(4)一旦NF₃泄漏，可以用噴淋　　　　　　　　　 溶液的方法減少污染。

(5)一種生產(chǎn)NF₃的方法：氟氣與液態(tài)氟化氫銨(NH₄HF₂)反應(yīng)，產(chǎn)生NF₃。

　寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

23．(13分)過(guò)碳酸鈉俗稱(chēng)固體雙氧水，被大量應(yīng)用于洗滌、印染、紡織、造紙、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域中，它的制備原理和路線如下：

　　　 2Na₂CO₃ + 3H₂O₂ = 2 Na₂CO₃·3H₂O₂ △H<0

回答下列問(wèn)題：

(1)與過(guò)碳酸鈉的用途相關(guān)的化學(xué)性質(zhì)是　　　　　 。

(2)下列物質(zhì)可使過(guò)碳酸鈉較快失效的是　 　　　。

A．MnO₂ 　　　B．H₂S　　　 C．稀硫酸　　　 D．NaHCO₃

(3)加入NaCl的作用是　　　　　　　　　 。

(4)工業(yè)純堿中含有Fe³⁺等雜質(zhì)，加入穩(wěn)定劑的作用是與Fe³⁺生成穩(wěn)定的配合物，F(xiàn)e³⁺對(duì)反應(yīng)的不良影響是　　　　 。

(5)反應(yīng)的最佳溫度控制在15℃-20℃，溫度偏高時(shí)造成產(chǎn)率低的可能原因有　　　　　 ，溫度偏低時(shí)造成產(chǎn)率低的可能原因有　　　　　 。

(6)以上生產(chǎn)流程中遺漏了一步，造成所得產(chǎn)品純度偏低，該步操作的名稱(chēng)是　　　 。