等效平衡的三種題型及解法(共6頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上等效平衡的三種題型及解法等效平衡歸納為以下三種題型：完全等效平衡，這類等效平衡問題的特征是在同T、P、V的條件下，同一化學(xué)反應(yīng)經(jīng)過不同的反應(yīng)過程最后建立的平衡相同。解決這類問題的方法就是構(gòu)建相同的起始條件。下面看例題一：【例題一】：溫度一定，在一個容器體積恒定密閉容器內(nèi)，發(fā)生合成氨反應(yīng)：N23H2 2NH3。若充入1molN2和3molH2，反應(yīng)達(dá)到平衡時NH3的體積百分含量為W%。若改變開始時投入原料的量，加入amolN2，bmolH2，cmolNH3，反應(yīng)達(dá)到平衡時，NH3的體積百分含量仍為W%，則： 若a=b=0， c= 若a=0.75， b= ， c= 若溫度

2、、壓強(qiáng)恒定，則 a、b、c之間必須滿足的關(guān)系是 分析：通過閱讀題目，可以知道建立平衡后兩次平衡之間滿足同T、P、V，所以可以斷定是完全等效平衡，故可以通過構(gòu)建相同的起始條件來完成。N2 3H2 2NH3起始條件： 1mol 3mol 0起始條件： amol bmol cmol（可以把cmolNH3全部轉(zhuǎn)化為N2，H2）轉(zhuǎn)化： 0.5cmol 1.5cmol cmol構(gòu)建條件： （a+0.5c）mol （b+1.5c）mol 0要使起始條件和起始條件建立的平衡一樣，那么必須是起始條件和構(gòu)建條件完全相同。則有：（a+0.5c）mol = 1mol （b+1.5c）mol = 3mol其實(shí)這兩個等式

3、就是的答案，的答案就是代入數(shù)值計算即可。不完全等效平衡，這類等效平衡問題的特征是在同T、P不同V的條件下，同一化學(xué)反應(yīng)經(jīng)過不同的反應(yīng)過程最后建立的平衡中各成分的含量相同。解決這類問題的方法就是構(gòu)建相似的起始條件，各量間對應(yīng)成比例。下面看例題二：【例題二】：恒溫恒壓下，在一個可變?nèi)莘e的容器中發(fā)生中下反應(yīng)：A（g）+B(g) = C(g)（1）若開始時放入1molA和1molB，到達(dá)平衡后，生成a molC，這時A的物質(zhì)的量為mol。（2）若開始時放入3molA和3molB，到達(dá)平衡后，生成C的物質(zhì)的量為 mol。（3）若開始時放入xmolA、2molB和1molC，到達(dá)平衡后，A和C的物質(zhì)的量分

4、別是y mol和3a mol，則x= ，y= ，平衡時，B的物質(zhì)的量 （選填一個編號）甲：大于2mol 乙：等于2mol 丙：小于2mol ?。嚎赡艽笥冢然蛐∮?mol作出判斷的理由是 。（4）若在（3）的平衡混合物中再加入3molC，待到達(dá)平衡后，C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是 。 分析：通過閱讀題目，可以知道建立平衡后兩次平衡之間滿足同T、P不同V，所以可以斷定是不完全等效平衡，故可以通過構(gòu)建相似的起始條件各量間對應(yīng)成比例來完成。解答過程如下：A（g） + B(g) = C(g)（1）起始條件： 1mol 1mol 0平衡： （1-a ）mol （1-a ）mol amol（2）起始條件： 3mol

5、 3mol 0平衡： 3（1-a ）mol 3（1-a ）mol 3amol（各量間對應(yīng)成比例）（3）起始條件： x mol 2mol 1 mol 平衡： 3（1-a ）mol 3（1-a ）mol 3amol可見，起始條件與起始條件建立的是完全等效平衡，因此可通過構(gòu)建相同的起始條件求得x的值。A（g） + B(g) = C(g)起始條件： 3mol 3mol 0起始條件： x mol 2mol 1 mol 轉(zhuǎn)化： 1mol 1mol 1 mol 構(gòu)建條件：（1+ x）mol （1+2）mol 0 即（1+ x）mol = 3mol x =2 平衡時，B的物質(zhì)的量 丁 （選填一個編號） 甲：大

6、于2mol 乙：等于2mol 丙：小于2mol 丁：可能大于，等或小于2mol作出判斷的理由是 a取值的不確定決定的 。（4）若在（3）的平衡混合物中再加入3molC，待再次到達(dá)平衡后，與（1）、（2）、（3）建立的平衡是等效的，所以與（1）中的含量一樣為a /（2-a）。特殊等效平衡，這類等效平衡問題的特征是對于反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)在同T的條件下，同一化學(xué)反應(yīng)經(jīng)過不同的反應(yīng)過程最后建立的平衡中各成分的含量相同。解決這類問題的方法就是構(gòu)建相似的起始條件，各量間對應(yīng)成比例。下面看例題三：【例題三】：在一個固定體積的密閉容器內(nèi)，保持一定的溫度發(fā)生以下反應(yīng)：H2+Br2 2HBr。已知加入1m

7、olH2和2molBr2 時，達(dá)到平衡狀態(tài)生成amolHBr。在相同條件下，且保持平衡時的各物質(zhì)的百分含量相同，則填寫下列空白：編號 起始狀態(tài)（mol） 平衡時HBr 物質(zhì)的量(mol)H2 Br2 HBr 已知 1 2 0 a 2 4 0 1 0.5a m n（n2m） 分析：通過閱讀題目，可以知道建立平衡后兩次平衡之間滿足反應(yīng)前后氣體體積不變的并且在相同T下進(jìn)行，所以可以斷定是特殊等效平衡，故可以通過構(gòu)建相似的起始條件各量間對應(yīng)成比例來完成。解答過程如下：H2 + Br2 2HBr 平衡時HBr的量起始條件： 1mol 2mol 0 amol起始條件： 2mol 4mol 0 2amol起

8、始條件： xmol ymol 1mol 轉(zhuǎn)化： 1mol 1mol 1mol構(gòu)建條件： （x+1）mol （y+1）mol 0 0.5amol因各量間對應(yīng)成比例 0.5（x+1）=1 0.5（y+1）=2 則x=1 y=3起始條件： m mol n mol p mol轉(zhuǎn)化： p mol p mol p mol構(gòu)建條件： （m+p）mol （n+p）mol 0 因各量間對應(yīng)成比例 （m+p）：（n+p）= 1 ：2 則p=n-2m代入得構(gòu)建條件： （n-m）mol 2（n-m）mol 0 則平衡時HBr的量為a（n-m）mol綜上所述，解決等效平衡問題的關(guān)鍵是先根據(jù)題意（一般會指出含量或體積分?jǐn)?shù)

9、相同）判斷是否為等效平衡問題，然后結(jié)合以上三類等效平衡的特征歸類，這時離解答出來已經(jīng)不遠(yuǎn)了?；瘜W(xué)平衡小結(jié)等效平衡問題       一、概念在一定條件（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)開始，還是從逆反應(yīng)開始，在達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時，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)平衡互稱等效平衡（包括“全等等效和相似等效”）。概念的理解：（1）只要是等效平衡，平衡時同一物質(zhì)的百分含量（體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等）一定相同（2）外界條件相同：通?？梢允呛銣?、恒容，恒溫、恒壓。（3）平衡狀態(tài)只與始態(tài)有

10、關(guān)，而與途徑無關(guān)，（如：無論反應(yīng)從正反應(yīng)方向開始，還是從逆反應(yīng)方向開始投料是一次還是分成幾次反應(yīng)容器經(jīng)過擴(kuò)大縮小或縮小擴(kuò)大的過程，）比較時都運(yùn)用“一邊倒”倒回到起始的狀態(tài)進(jìn)行比較。       二、等效平衡的分類在等效平衡中比較常見并且重要的類型主要有以下二種：I類：全等等效不管是恒溫恒容還是恒溫恒壓。只要“一邊倒”倒后各反應(yīng)物起始用量是一致的就是全等等效“全等等效”平衡除了滿足等效平衡特征轉(zhuǎn)化率相同，平衡時百分含量（體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）一定相等外還有如下特征“一邊倒”后同物質(zhì)的起始物質(zhì)的量相等，平衡物質(zhì)的量也一定相等。拓展與延伸

11、：在解題時如果要求起始“物質(zhì)的量相等”或“平衡物質(zhì)的量相等”字眼的肯定是等效平衡這此我們只要想辦法讓起始用量相等就行例1將6molX和3molY的混合氣體置于密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：2X (g)+Y(g) 2Z (g)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)A時，測得X、Y、Z氣體的物質(zhì)的量分別為1.2mol、0.6mol和4.8mol。若X、Y、Z的起始物質(zhì)的量分別可用a、b、c表示，請回答下列問題：（1）若保持恒溫恒容，且起始時a=3.2mol，且達(dá)到平衡后各氣體的體積分?jǐn)?shù)與平衡狀態(tài)A相同，則起始時b、c的取值分別為        

12、0;     ，                。（2）若保持恒溫恒壓，并要使反應(yīng)開始時向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，且達(dá)到平衡后各氣體的物質(zhì)的量與平衡A 相同，則起始時c的取值范圍是                   

13、       。答案：（1）b=1.6mol    c=2.8mol     （2）4.8mol<c<6mol分析：(1)通過題意我們可以看出問題該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體系數(shù)不等的反應(yīng)，題中給出保持恒溫恒容，且達(dá)到平衡后各氣體的體積分?jǐn)?shù)與平衡狀態(tài)A相同可以看出該平衡應(yīng)與原平衡形成全等等效，故一定要使一邊倒后的X的物質(zhì)的量為6mol而Y的物質(zhì)的量為3mol。2X (g)   +   Y(g)   &#

14、160;2Z (g)  問題（1）的物質(zhì)的量/mol      a=3.2         b=?         c=?  從Z向X、Y轉(zhuǎn)化的量/mol        x         （1/2）x 

15、60;     x  從上述關(guān)系可得：3.2+x=6  x=2.8 ；  b+（1/2）x =3    b=1.6       c=2.8（2）通過達(dá)到平衡后各氣體的物質(zhì)的量與平衡A 相同，可以知道這是一個全等等效的問題，由于三者平衡時的關(guān)系為：2X (g)   +   Y(g)    2Z (g)平衡物質(zhì)的量/mol  1.2mol  

16、    0.6mol       4.8mol從上述平衡時各物質(zhì)的量可以看出當(dāng)Z的物質(zhì)的量超過4.8mol時該反應(yīng)一定向逆方向進(jìn)行，故c>4.8mol,又由于是一個全等等效的問題，所以其最大值一定是起始是a、b等于0，只投入c,即c等于6mol值最大.II類：相似等效相似等效分兩種狀態(tài)分別討論1恒溫恒壓下對于氣體體系通過“一邊倒”的辦法轉(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。恒溫恒壓下的相似等效平衡的特征是：平衡時同一物質(zhì)轉(zhuǎn)化率相同，百分含量（體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量

17、分?jǐn)?shù)）相同，濃度相同2恒溫恒容下對于反應(yīng)前后氣體總物質(zhì)的量沒有變化的反應(yīng)來說，通過“一邊倒”的辦法轉(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。恒溫恒容下的相似等效平衡的特征是：平衡時同一物質(zhì)轉(zhuǎn)化率相同，百分含量（體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）相同，濃度不相同拓展與延伸：屬于相似等效的問題，我們只要想辦法讓物質(zhì)的量的比例與原平衡起始態(tài)相同起始用量相等就行例2將6molX和3molY的混合氣體置于容積可變的密閉容器中，在恒溫恒壓發(fā)生如下反應(yīng)：2X (g)+Y(g) 2Z (g)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)A時，測得X、Y、Z氣體的物質(zhì)的量分別為1.2mol、0.6mol和4.8m

18、ol。若X、Y、Z的起始物質(zhì)的量分別可用a、b、c表示，若起始時a=3.2mol，且達(dá)到平衡后各氣體的體積分?jǐn)?shù)與平衡狀態(tài)A相同，則起始時b、c的取值分別為       ，      。   答案： b=1.6mol    c為任意值分析：通過題意達(dá)到平衡后各氣體的體積分?jǐn)?shù)與平衡狀態(tài)A相同，且反應(yīng)是在恒溫恒壓下，可以看出二者屬于相似等效，故起始加量只要滿足物質(zhì)的量的比例與原平衡起始態(tài)相同即可，從上述反應(yīng)我們可以看出生成物只有一種，故c為任

19、何值時都能滿足比例故C可不看，只要a:b能滿足2：1即可，故b=1.6mol【總結(jié)】通過上述分析等效平衡的問題解題的關(guān)鍵是：讀題時注意勾畫出這些條件，分清類別，用相應(yīng)的方法（使起始物質(zhì)量相等或起始物質(zhì)的量比相等）求解。我們常采用“一邊倒”（又稱等價轉(zhuǎn)換）的方法，分析和解決等效平衡問題例3：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，反應(yīng)混合

20、物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡完全相同。請?zhí)羁眨海?）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(xué)方程式：可以看出，這是一個化學(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，無論怎樣改變的物質(zhì)的量，使化學(xué)反應(yīng)從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，或者從正、逆反應(yīng)同時開始，但它們所建立起來的化學(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“等價轉(zhuǎn)換”的方法，分析和解決等效平衡問題。（1）若a=0，b

21、=0，這說明反應(yīng)是從逆反應(yīng)開始，通過化學(xué)方程式 可以看出，反應(yīng)從2mol SO3開始，通過反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比換算成 和 的物質(zhì)的量（即等價轉(zhuǎn)換），恰好跟反應(yīng)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(yīng)從正、逆反應(yīng)同時開始，通過化學(xué)方程式 可以看出，要使0.5 mol SO2反應(yīng)需要同時加入0.25mol O2才能進(jìn)行，通過反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比換算成SO3的物質(zhì)的量（即等價轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換可知也與起始時加入2 mol S

22、O2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等價轉(zhuǎn)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 。例4：在一個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，達(dá)到平衡后生成a mol HBr（見下表已知項(xiàng)），在相同條件下，且保持平衡時各組分的體積分

23、數(shù)不變，對下列編號的狀態(tài)，填寫下表中的空白。        解析：在定溫、定容下，建立起化學(xué)平衡狀態(tài)，從化學(xué)方程式可以看出，這是一個化學(xué)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的可逆反應(yīng)。根據(jù)“等價轉(zhuǎn)換”法，通過反應(yīng)的化學(xué)計量數(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。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。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

24、（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(zhuǎn)換以后，就相當(dāng)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(dá)到了。故起始時H2和Br2的物質(zhì)的量應(yīng)為0mol和0.5mol。設(shè)起始時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HBr的物質(zhì)的量為y mol，則有 ，解得 。例5：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

25、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(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：若a=1，c=2，則b=_。在此情況下，反應(yīng)起始時將向_（填“正”或“逆”）反應(yīng)方向進(jìn)行。若需規(guī)定起始時反應(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）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

26、要起始時就可以達(dá)到。已知起始時各物質(zhì)的體積分別為1體積N2、b體積H2和2體積。根據(jù)“等價轉(zhuǎn)換”法，將2體積 通過反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比換算成 和 的體積，則相當(dāng)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(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 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(dá)到同一平衡狀態(tài)， 的體積必須減小，所以平衡逆向移動。若需讓反應(yīng)逆向進(jìn)行，由上述所求出的平衡時 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(yīng)時產(chǎn)生的的體積，即為4體積，則 。（2）由6.5&l

27、t;7可知，上述平衡應(yīng)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6：（一）恒溫、恒壓下，在一個容積可變的容器中發(fā)生如下反應(yīng)： （1）若開始時放入1mol A和1mol B，達(dá)到平衡后，生成a mol C，這時A的物質(zhì)的量為_ mol。（2）若開始時放入3mol A和3mol B，達(dá)到平衡后，生成C的物質(zhì)的量為_mol。（3）若開始時放入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，B的物質(zhì)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(dá)到平衡后，C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是_。（二）若維持溫度不變，在一個與（一）反應(yīng)前起始體積相同，且容積固定的容器中發(fā)生上述反應(yīng)。（5）開始時放入1mol A和1mol B到達(dá)平衡后生成b mol C。將b與（1）小題中的a進(jìn)行比較_（填編號）。（甲）a>b（乙）a<b（丙）a=b（?。┎荒鼙容^a和b的大小作出此判斷的