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I類： 在恒溫恒容下，對于化學反應前后氣體體積發(fā)生變化的可逆反應，只改變起始加入物質的物質的量，如果通過可逆反應的化學計量數(shù)之比換算成化學方程式的同一邊物質的物質的量與原平衡相同，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，，當此反應進行到一定程度時反應混合物就處于化學平衡狀態(tài)�，F(xiàn)在該容器中維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始時加入的的物質的量(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系，才能保證達到平衡狀態(tài)時，反應混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡完全相同。請?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___________，___________。(請用兩個方程式表示，其中一個只含a和c，另一個只含b和c)

解析：通過化學方程式：可以看出，這是一個化學反應前后氣體分子數(shù)不等的可逆反應，在定溫、定容下建立的同一化學平衡狀態(tài)。起始時，無論怎樣改變的物質的量，使化學反應從正反應開始，還是從逆反應開始，或者從正、逆反應同時開始，但它們所建立起來的化學平衡狀態(tài)的效果是完全相同的，即它們之間存在等效平衡關系。我們常采用“等價轉換”的方法，分析和解決等效平衡問題。

(1)若a=0，b=0，這說明反應是從逆反應開始，通過化學方程式可以看出，反應從2mol SO₃開始，通過反應的化學計量數(shù)之比換算成和的物質的量(即等價轉換)，恰好跟反應從2mol SO₂和1mol O₂的混合物開始是等效的，故c=2。

(2)由于a=0.5<2，這表示反應從正、逆反應同時開始，通過化學方程式可以看出，要使0.5 mol SO₂反應需要同時加入0.25mol O₂才能進行，通過反應的化學計量數(shù)之比換算成SO₃的物質的量(即等價轉換)與0.5 mol SO₃是等效的，這時若再加入1.5 mol SO₃就與起始時加入2 mol SO₃是等效的，通過等價轉換可知也與起始時加入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。由化學方程式可知，c mol SO₃等價轉換后與c mol SO₂和等效，即是說，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： 在恒溫恒容下，對于反應前后氣體體積不變的可逆反應，只要反應物(或生成物)的物質的量之比與原平衡相同，則兩平衡等效。

例2：在一個固定容積的密閉容器中，保持一定的溫度進行以下反應：

已知加入1mol H₂和2mol Br₂時，達到平衡后生成a mol HBr(見下表已知項)，在相同條件下，且保持平衡時各組分的體積分數(shù)不變，對下列編號①-③的狀態(tài)，填寫下表中的空白。

　　　 解析：在定溫、定容下，建立起化學平衡狀態(tài)，從化學方程式可以看出，這是一個化學反應前后氣體分子數(shù)相等的可逆反應。根據(jù)“等價轉換”法，通過反應的化學計量數(shù)之比換算成同一邊物質的物質的量之比與原平衡相同，則達到平衡后與原平衡等效。

①因為標準項中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。

②參照標準項可知，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，通過等價轉換以后，就相當于起始時有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就可以達到了。故起始時H₂和Br₂的物質的量應為0mol和0.5mol。

③設起始時HBr的物質的量為x mol，轉換成H₂和Br₂后，則H₂和Br₂的總量分別為()mol和()mol，根據(jù)，解得。設平衡時HBr的物質的量為y mol，則有，解得。

III類： 在恒溫恒壓下，改變起始時加入物質的物質的量，只要按化學計量數(shù)之比換算成化學方程式的同一邊物質的物質的量之比與原平衡相同，達到平衡狀態(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：(正反應放熱)，若反應達到平衡后，測得混合氣體的體積為7體積。據(jù)此回答下列問題：

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

①若a=1，c=2，則b=_________。在此情況下，反應起始時將向_________(填“正”或“逆”)反應方向進行。

②若需規(guī)定起始時反應向逆反應方向進行，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化學反應：在定溫、定壓下進行，要使平衡狀態(tài)與原平衡狀態(tài)等效，只要起始時就可以達到。已知起始時各物質的體積分別為1體積N₂、b體積H₂和2體積。根據(jù)“等價轉換”法，將2體積通過反應的化學計量數(shù)之比換算成和的體積，則相當于起始時有(1+1)體積和(b+3)體積，它們的比值為，解得b=3。

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

②若需讓反應逆向進行，由上述①所求出的平衡時的體積為1可知，的體積必須大于1，最大值則為2體積和6體積完全反應時產生的的體積，即為4體積，則。

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

例4：(一)恒溫、恒壓下，在一個容積可變的容器中發(fā)生如下反應：

(1)若開始時放入1mol A和1mol B，達到平衡后，生成a mol C，這時A的物質的量為________ mol。

(2)若開始時放入3mol A和3mol B，達到平衡后，生成C的物質的量為_________mol。

(3)若開始時放入x mol A、2mol B和1mol C，達到平衡后，A和C的物質的量分別為y mol和3a mol，則x=________，y=________。平衡時，B的物質的量________(填編號)。

(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，待再次達到平衡后，C的物質的量分數(shù)是___________。

在等效平衡中比較常見并且重要的類型主要有以下三種：

I類：恒溫恒容下對于反應前后氣體體積發(fā)生變化的反應來說(即△V≠0的體系)：等價轉化后，對應各物質起始投料的物質的量與原平衡起始態(tài)相同。

II類：恒溫恒容下對于反應前后氣體體積沒有變化的反應來說(即△V=0的體系)：等價轉化后，只要反應物(或生成物)的物質的量的比例與原平衡起始態(tài)相同，兩平衡等效。

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

解題的關鍵，讀題時注意勾畫出這些條件，分清類別，用相應的方法求解。我們常采用“等價轉換”的方法，分析和解決等效平衡問題

　　　 在一定條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)下，同一可逆反應體系，不管是從正反應開始，還是從逆反應開始，在達到化學平衡狀態(tài)時，任何相同組分的百分含量(體積分數(shù)、物質的量分數(shù)等)均相同，這樣的化學平衡互稱等效平衡(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)” 是指在達到平衡狀態(tài)時，任何組分的物質的量分數(shù)(或體積分數(shù))對應相等，并且反應的速率等也相同，但各組分的物質的量、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的量分數(shù)(或體積分數(shù))對應相同，反應的速率、壓強等可以不同

(3)平衡狀態(tài)只與始態(tài)有關，而與途徑無關，(如：①無論反應從正反應方向開始，還是從逆反應方向開始②投料是一次還是分成幾次③反應容器經過擴大-縮小或縮小-擴大的過程，)只要起始濃度相當，就達到相同的平衡狀態(tài)。

29．(10分)元素的電離能對元素的性質影響很大。

(1)觀察下表總結三條有關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是由小變大；

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(2)

根據(jù)以上三個圖表回答：(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為　　 。

(4)CuO受熱易分解為Cu₂O和O₂，請從銅的原子結構來說明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：

(1)羰基化合物和飽和NaHSO₃的反應速率如下：

可見，取代基對羰基化合物和NaHSO₃反應的影響有(寫出3條即可)

① 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

② 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

③ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

(2)利用以上可逆反應可以分離醛和酮的混合物，請寫出能使醛與NaHSO₃生成的沉淀重新溶解的試劑的化學式　　　　　　　 　(寫出2種，屬于不同類別的物質。)

(3)檢驗甲基酮(RCOCH₃)通常用到下列2步反應來生成難溶于水的氯仿。

①寫出第一步反應的化學方程式　　　　　　　　　　　　　　

②寫出A的結構簡式　　　　　　　　　　

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

27．(10分)為測定某有機化合物A的結構，進行如下實驗。

　 　　 [分子式的確定]

　 (1)將有機物A置于氧氣流中充分燃燒，實驗測得：生成5.4gH₂O和8.8gCO₂，消耗氧氣6.72L(標準狀況下)。則該物質中各元素的原子個數(shù)比是　　　　　 ；

　 (2)質譜儀測定有機化合物的相對分子質量為46，則該物質的分子式是　　　　 ；

　 (3)根據(jù)價鍵理論，預測A的可能結構并寫出結構簡式　　　　　　 。

　　　 [結構式的確定]

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

(Cl-CH₂-O-CH₃)有兩種氫原子(圖4)。經測定，有機物A的核磁共振氫譜示意圖如圖5，則A的結構簡式為　　　　　 。

　　　 [性質實驗]

　 (5)A在一定條件下脫水可生成B，B可合成包裝塑料C，請寫出B轉化為C的化學反應方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

　 (6)體育比賽中當運動員肌肉扭傷時，隊醫(yī)隨即用氯乙烷(沸點為12.27℃)對受傷部位進行局部冷凍麻醉。請用B選擇合適的方法制備氯乙烷，要求原子利用率為100%，請寫出制備反應方程式：　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　。

　 (7)A可通過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存，因為發(fā)生一系列的化學變化而變得更醇香。請寫出最后一步反應的化學方程式：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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

甲同學認為，該溶液的pH升高的原因是HCO₃^-的水解程度增大，故堿性增強，該反應的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　 。乙同學認為，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。丙同學認為甲、乙的判斷都不充分。丙認為：

(1)只要在加熱煮沸的溶液中加入足量的試劑X，若產生沉淀，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，鎘的金屬活動性介于鋅和汞之間。濕法煉鋅過程中產生的銅鎘渣中含有Cu、Cd、Zn等多種金屬，可用于生產金屬鎘。鎘的主要用途可以用作鎳-鎘電池，以及用于顏料生產，鎘化合物還在PVC穩(wěn)定劑、發(fā)光材料、半導體材料、殺菌劑等方面有廣泛的應用。鎘的生產流程如圖示意如下：

請回答下列問題：

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

(2)寫出步驟①反應的離子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。

(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。寫出硫化鈉沉淀鎘離子的離子方程式　　　　　　　　　 。

24．(10分)純三氟化氮(NF₃)在集成電路、大型屏幕液晶顯示屏(TFT-LCD)的生產中，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，其反應的產物有：HF、NO和HNO₃，請根據(jù)要求回答下列問題：

(1)NF₃的電子式為　　　　 。

(2)寫出該反應的化學方程式。　　　　　　　 。

(3)NF₃是一種無色、無臭的氣體，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NF₃的方法：氟氣與液態(tài)氟化氫銨(NH₄HF₂)反應，產生NF₃。

　寫出該反應的化學方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

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

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

回答下列問題：

(1)與過碳酸鈉的用途相關的化學性質是　　　　　 。

(2)下列物質可使過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，加入穩(wěn)定劑的作用是與Fe³⁺生成穩(wěn)定的配合物，F(xiàn)e³⁺對反應的不良影響是　　　　 。

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

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