等效平衡專題講解

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 高考化學(xué)等效平衡解題技巧一、 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，在達到化學(xué)平衡狀態(tài)時，任何相同組分的含量（體積分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)等）均相同，這樣的化學(xué)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?？梢允呛銣?、恒容，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(zhì)的量分數(shù)（或體積分數(shù)）對應(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

2、分數(shù)（或體積分數(shù)）對應(yīng)相同，反應(yīng)的速率、壓強等可以不同。 （3）平衡狀態(tài)只與始態(tài)有關(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)。 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三種：I類：恒溫恒容下對于反應(yīng)前后氣體體積發(fā)生變化的反應(yīng)來說（即V0的體系）：等價轉(zhuǎn)化后，對應(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：恒溫恒容下對于反應(yīng)前后氣體體積沒有變化的反應(yīng)來說（即V=0的體系）：等價轉(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

3、同，兩平衡等效。 III類：恒溫恒壓下對于氣體體系等效轉(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。 解題的關(guān)鍵，讀題時注意勾畫出這些條件，分清類別，用相應(yīng)的方法求解。我們常采用“等價轉(zhuǎn)換”的方法，分析和解決等效平衡問題 二、 例題解析 I類： 在恒溫恒容下，對于化學(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，如果通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計量數(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2 mol SO2和1 mol O2通入一定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)，當此反應(yīng)進行到一定程度時反應(yīng)混合物就處

4、于化學(xué)平衡狀態(tài)。現(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，才能保證達到平衡狀態(tài)時，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?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） II類： 在恒溫恒容下，對于反應(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：在一個固定容積的密閉容器中，保持一定的溫度進

5、行以下反應(yīng)： 已知加入1 mol H2和2 mol 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，對下列編號的狀態(tài)，填寫下表中的空白。 III類： 在恒溫恒壓下，改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，只要按化學(xué)計量數(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(yīng)：（正反應(yīng)放熱），若反應(yīng)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(yīng)溫度不變，設(shè)

6、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： 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)方向進行。 若需規(guī)定起始時反應(yīng)向逆反應(yīng)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_。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(yīng)：（1）若開始時放入1 mol A和1 mol B，達到平衡后，生成a mol C，這時A的物質(zhì)的量為_ mol。 （2）若開始時放入3 mol A和3 mol B，達到平衡后，生成

7、C的物質(zhì)的量為_mol。 （3）若開始時放入x mol A、2 mol B和1 mol C，達到平衡后，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2 mol （乙）等于2 mol （丙）小于2 mol （丁）可能大于、等于或小于2 mol（4）若在（3）的平衡混合物中再加入3 mol C，待再次達到平衡后，C的物質(zhì)的量分數(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1 mol A和1 mol B到達平衡后生成b mol C。將b與（1）小題中的a進行比較_（填

8、編號）。甲）a>b（乙）a<b（丙）a=b（丁）不能比較a和b的大小作出此判斷的理由是_。 例5、有兩個密閉容器A和B，A容器內(nèi)有一個移動的活塞能使容器內(nèi)保持恒壓，B容器能保持恒容。起始時向這兩個容器中分別充入等量的體積比為2：1的SO2和O2的混合氣體，并使A和B的容積相等。在保持4000C的條件下使之發(fā)生如下反應(yīng)：2 SO2+O2 2SO3。（1）達到平衡時所需要的時間A容器比B容器 ，A容器中SO2的轉(zhuǎn)化率比B容器 。（2）達到（1）所述平衡后，若向兩容器中通入數(shù)量不多的等量氬氣，A容器化學(xué)平衡 移動，B容器化學(xué)平衡 移動。（3）達到（1）所述平衡后，若向兩容器中通入等量的原

9、反應(yīng)氣體，達到平衡時，A容器SO3物質(zhì)的量分數(shù) ；B容器中SO3的物質(zhì)的量分數(shù) 。（填增大、減小、不變） 練習提高1、在一個固定體積的密閉容器中，加入2mol A和1mol B，發(fā)生反應(yīng)：2A(g)B(g) 3C(g)D(g) 達平衡時，c(C)w mol/L。若維持容器內(nèi)體積和溫度不變，按下列四種配比作起始物質(zhì)，達平衡后，C濃度仍為w mol/L的是（ ）A. 1mol A0.5mol B1.5mol C0.5 D B. 2mol A1mol B3mol C1mol DC. 3mol C1mol D1mol B D. 3mol C1mol D2、在一固定體積的密閉容器中加入2 mol A和1

10、 mol B發(fā)生反應(yīng)2A(g)+B(g) 4C(g)+D(s)，達到平衡時C的濃度為w mol·L-1，若維持容器的體積和溫度不變，按下列五種配比方案作為反應(yīng)物，達平衡后，使C的濃度仍為w mol·L-1的配比是（ ）A4 mol A+2 mol B B4 mol C+1 mol D+2mol A+1 mol BC4mol C+1 mol D+1 mol B D4 mol C+1.5 mol D E. 4 mol C+0.8mol D3、在一定溫度下保持壓強相等的密閉容器中，充入1molA、2molB發(fā)生A(g)+B(g) 2C(g)+D(g)，達到平衡時A的含量為w，下列

11、物質(zhì)組合充入該容器中，A的含量仍為w的是（ ）A. 2molC+1molD B. 1molB+2molC+1molDC. 1molA+1molB D. 1molA+4molB+4molC+2molD 4、將2.0 mol SO2氣體和2.0 mol SO3氣體混合于固定體積的密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)，達到平衡時SO3為n mol。在相同溫度下，分別按下列配比在相同密閉容器中放入起始物質(zhì)，平衡時SO3等于n mol的是(  )A. 1.6 mol SO20.3 mol O20.4 mol SO3 B. 4.0 mol SO21.0 mo

12、l O2C. 2.0 mol SO21.0 mol O22.0 mol SO3 D. 3.0 mol SO20.5 mol O21.0 mol SO35、在一定容密閉容器中，加入m mol A，n mol B發(fā)生下列反應(yīng)：mA(氣) +nB(氣) pC(氣)，平衡時C的濃度為w mol·L-1，若維持容器體積和溫度不變，起始加入a molA,b molB，c molC，要使平衡后C的濃度仍為w mol·L-1，則：a、b、c必須滿足的關(guān)系是( ) A a:b:c=m:n:p B a:b=m:n； ap/m+c=p C mc/p+a=m；nc/p+b=n D a=m/3；b=

13、n/3; c=p/36、某溫度下，在一容積可變的容器中，反應(yīng)2A（g）+B（g）2C（g）達到平衡時，A、B和C的物質(zhì)的量分別為4mol、2 mol和4 mol。保持溫度和壓強不變，對平衡混合物中三者的物質(zhì)的量做如下調(diào)整，可使平衡右移的是（ ）A均減半B均加倍 C均增加1 mol D均減少1 mol7、在一個真空固定體積的密閉容器內(nèi)，充入10molN2和30molH2，發(fā)生合成氨反應(yīng)： N23H22NH3，在一定溫度下達到平衡，H2的轉(zhuǎn)化率為25%。若在同一容器中充入NH3，欲達到平衡時的各成份的百分含量與上述平衡時相同，則起始時充入的NH3的物質(zhì)的量和達到平衡時NH3的轉(zhuǎn)化率是（ ）A15m

14、ol 25% B20mol 50% C20mol 75% D40mol 80%8、一定溫度下可逆反應(yīng)：A(s)2B(g)2C(g)D(g)；DH0。現(xiàn)將1 mol A和2 mol B加入甲容器中，將4 mol C和2 mol D加入乙容器中，此時控制活塞P，使乙的容積為甲的2倍，t1時兩容器內(nèi)均達到平衡狀態(tài)(如圖1所示，隔板K不能移動)。下列說法正確的是( )甲乙P活塞K1234 圖1 圖2 圖3 (A)保持溫度和活塞位置不變，在甲中再加入1 mol A和2 mol B，達到新的平衡后，甲中C的濃度是乙中C的濃度的2倍(B)保持活塞位置不變，升高溫度，達到新的平衡后，甲、乙中B的體積分數(shù)均減少

15、(C)保持溫度不變，移動活塞P，使乙的容積和甲相等，達到新的平衡后，乙中C的體積分數(shù)是甲中C的體積分數(shù)的2倍(D)保持溫度和乙中的壓強不變，t2時分別向甲、乙中加入等質(zhì)量的氦氣后，甲、乙中反應(yīng)速率變化情況分別如圖2和圖3所示(t1前的反應(yīng)速率變化已省略)鏈接高考1（2005年江蘇）一定溫度下，在恒容密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：2A(g) + B(g) 3C(g)，若反應(yīng)開始時充入2 mol A和2 mol B，達平衡后A的體積分數(shù)為a %。其他條件不變時，若按下列四種配比作為起始物質(zhì)，平衡后A的體積分數(shù)大于a %的是A2 mol C B2 mol A、1 mol B和1 mol He（不參加反應(yīng)）

16、C1 mol B和1 mol C D2 mol A、3 mol B和3 mol C2. （2004年北京卷）在一定溫度下，一定體積的密閉容器中有如下平衡： 已知H2和I2的起始濃度均為時，達平衡時HI的濃度為。若H2和I2的起始濃度均變?yōu)椋瑒t平衡時H2的濃度（）是 A. 0.16 B. 0.08 C. 0.04 D. 0.023（08全國卷）在相同溫度和壓強下，對反應(yīng)CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)進行甲、乙、丙、丁四組實驗，實驗起始時放入容器內(nèi)各組分的物質(zhì)的量見下表物質(zhì)物質(zhì)的量實驗CO2H2COH2O甲amolamol0mol0mol乙2amolamol0mol0mol丙0mol

17、0molamolAmol丁amol0molamolAmol上述四種情況達到平衡后，n(CO)的大小順序是( ) A乙丁丙甲B乙丁甲丙C丁乙丙甲D丁丙乙甲4(2004年全國)某溫度下在密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)： 2E（g）若開始時只充入2mol E（g），達平衡時，混合氣體的壓強比起始時增大了20%；若開始時只充入2mol M和1mol N 的混合氣體達平衡時M的轉(zhuǎn)化率為（ ）A20%B40%C60%D80%參考答案一、例題講解1、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

18、始，還是從逆反應(yīng)開始，或者從正、逆反應(yīng)同時開始，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=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2 mol 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2 mol SO2和1 mol 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0.25 mol O2才能進行，通過反應(yīng)的化學(xué)

19、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 SO2和1 mol O2是等效的。故b=0.25，c=1.5。 （3）題中要求2 mol SO2和1 mol 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2 mol SO2和1 mol O2等效。故有2、解析

20、：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，則達到平衡后與原平衡等效。 因為標準項中n（起始）：n（起始）：n（HBr平衡）=1：2：a，將n（H2起始）=2 mol，n（Br2起始）=4 mol，代入上式得n（HBr平衡）=2a。 參照標準項可知，n（HBr平衡）=0.5a mol，需要n（H2起始）=0.5 mol，n（Br2起始）=1 mol，n（HBr起始）=0 mol。而現(xiàn)在的起始狀態(tài)，已有1 mol HBr，通過等價轉(zhuǎn)換以后，就相當于

21、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(zhì)的量應(yīng)為0 mol和0.5 mol。 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。3、解析：（1）化學(xué)反應(yīng)：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(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<7可知，上述平衡應(yīng)