等效平衡原理及規(guī)律

1、等效平衡原理及規(guī)律一、等效平衡原理在一定條件(定溫、定壓或定溫、定容)下，對(duì)于同一可逆應(yīng)，只要起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，而達(dá)到平衡時(shí)，同種物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(或體積分?jǐn)?shù))相同，這樣的平衡稱(chēng)為等效平衡。如，常溫常壓下，可逆反應(yīng)：2SQ+OQ2SO3SQ、Q、SQ的物質(zhì)的量分別為2mol1mol0mol0mol0mol2mol0.5mol0.25mol1.5mol從正反應(yīng)開(kāi)始，從逆反應(yīng)開(kāi)始，從正逆反應(yīng)同時(shí)開(kāi)始，由于、三種情況如果按方程式的計(jì)量關(guān)系折算成同一方向的反應(yīng)物，對(duì)應(yīng)各組分的物質(zhì)的量均相等(如將、折算為)，因此三者為等效平衡二、等效平衡規(guī)律根據(jù)反應(yīng)條件(定溫、定壓或定溫、定容)

2、以及可逆反應(yīng)的特點(diǎn)(反應(yīng)前后氣體分子數(shù)是否相等)，可將等效平衡問(wèn)題分成三類(lèi)：I.在恒溫、恒容條件下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的可逆反應(yīng)只改變起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量,如通過(guò)可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算成同一半邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同，則兩平衡等效。例1.在一固定體積的密閉容器中，加入2molA和1molB發(fā)生反應(yīng)2A(g)+B(g)13c(g)+D(g),達(dá)到平衡，c的濃度為wmol/Lo若維持容器體積和溫度不變，下列四種配比作為起始物質(zhì)，達(dá)平衡后，c的濃度仍為wmol/L的是A.4molA+2molBB.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD解析：根據(jù)題意：2A(g

3、)+B(g)=3C(g)+D(g)( 2mol 1mol 002A(g)+B(g)=3C(g)+D(g)( 1mol 0.5mol 00所以，以 3 mol C+1 mol D (1)等效的平衡。答案：C.3molC+1molD+1molBD.3molC+1molD反應(yīng)1)<=>2A(g)+B(g)=3C(g)+D(g)(反應(yīng)2)003mol1mol反應(yīng)3)<=>2A(g)+B(g)=3C(g)+D(g)(反應(yīng)4)001.5mol0.5mol或以1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD作為起始物質(zhì)均可形成與反應(yīng)BD(此種情況下又稱(chēng)等同解題規(guī)律：此種條件

4、下，只要改變起始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，若通過(guò)可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成同一半邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同，則兩平衡等效平衡，此法又稱(chēng)極限法)。II.在恒溫、恒容條件下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)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.恒溫恒容下，可逆反應(yīng)2HIH+I2(氣)達(dá)平衡。下列四種投料量均能達(dá)到同一平衡，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)：起始狀態(tài)物質(zhì)的量n/mol平衡時(shí)HI的物質(zhì)的量n/molH2I2HI120a24010.5amg(g>2m)解析：題干n(H2)起始：n(I2)起始:n(HI)平彳tr=1:2:a<=>2:4:2an(HI)平彳t

5、r=2a根據(jù)反應(yīng)：2HI|H2+I2(氣)，起始狀態(tài)1molHI<=>0.5molH2+0.5molI2根據(jù)題干n(H2)起始：n(I2)起始：n(HI)平彳tr=1:2:a則n(H2)起始：n(I2)起始：n(HI)平彳=0.5:1:0.5a則Hb和I2原有物質(zhì)的量應(yīng)為0和1-0.5=0.5mol設(shè)起始HI為xmolxmolHI<=>0.5xmolH2+0.5xmoll22)起始=(g+0.5x) moln(H2)起始=(m+0.5x)moln(I又n(H2)起始：n(I2)起始=(m+0.5x):(g+0.5x)=1:2x=2(g-2m)設(shè)n(HI)平衡為ymol,

6、則n(I2)起始:n(HI)平彳=2:a=(g+0.5x):yy=(g-m)a解題規(guī)律：此條件下，只要換算到同一半邊時(shí)，反應(yīng)物(或生成物)的物質(zhì)的量的比例與原平衡相等,則兩平衡等效。III.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)換算成同一半邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則達(dá)平衡后與原平衡等效。反之，等效平衡時(shí)，物質(zhì)的量之比與原建立平衡時(shí)相同。例3.I.恒溫、恒壓下，在一個(gè)可變?nèi)莘e的容器中發(fā)生如下反應(yīng):A(氣)+B(氣)(氣)mol。和3a(1)若開(kāi)始時(shí)放入1molA和1molB,到達(dá)平衡后，生成amolC,這時(shí)A的物質(zhì)的量為(2 )若開(kāi)始時(shí)放入(3 )若開(kāi)始時(shí)放入

7、3molA和3molB,到達(dá)平衡后，生成C的物質(zhì)的量為mol;xmolA、2molB和1molC,到達(dá)平衡后，A和C的物質(zhì)的量分別是ymolmol,則x=mol,y=mol。平衡時(shí)，B的物質(zhì)的量(甲)大于2mol(乙)等于2mol(丙)小于2mol(丁)可能大于、等于或小于2mol作出此判斷的理由是(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次到達(dá)平衡后，C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是II.若維持溫度不變，在一個(gè)與(I)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(kāi)始時(shí)放入1molA和1molB到達(dá)平衡后生成bmolC。將b與(1)小題中的a進(jìn)行比較(甲)a<b(乙)a>b

8、(丙)a=b(丁)不能比較a和b的大小作出此判斷的理由是。解析：(1)利用關(guān)于化學(xué)平衡計(jì)算的三步驟解題法可以算出答案(1a)mol；(2)適用上面等效平衡規(guī)律c,由于開(kāi)始加入的物質(zhì)的量之比相等都為3,兩平衡等效且平衡時(shí)各物質(zhì)的量均為原來(lái)的3倍，所以生成C的物質(zhì)的量為3a；(3)平衡時(shí)C的物質(zhì)的量為3a與第(2)題平衡時(shí)C的物質(zhì)的量相等，屬于絕對(duì)量相等的等效平衡，相當(dāng)于開(kāi)始加入了3molX和3molY,可計(jì)算出X=2mol,Y=(33a)mol。若平衡時(shí)C的物質(zhì)的量為3a大于C的起始物質(zhì)的量1mol,則反應(yīng)正向進(jìn)行，平衡時(shí)B的物質(zhì)的量n(B)<2mol；同理可知：3a=1,n(B)=2mo

9、l；3a<1,n(B)>2mol,所以選??；(4)由于生成物只有C一種，因此在恒溫、恒壓下無(wú)論加入多少C,平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)都不變，所以再次到達(dá)平衡后，C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是a/(2a)；(5)當(dāng)改變條件，使成為恒溫恒容時(shí)，由于該反應(yīng)是一分子數(shù)目減少的反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，容器內(nèi)的壓強(qiáng)在減少，(5)相對(duì)于(1)而言，可以等效看成(1)達(dá)到平衡后，再將容器體積擴(kuò)大，則平衡向左移動(dòng)，C的百分含量降低，故b<a解題規(guī)律：此條件下，只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算到同一半邊后，各物質(zhì)的量之比與原平衡相等，則兩平衡等效。訓(xùn)練題：1 .在一定溫度下，把2molSO2和1molO2通入某固定容積的

10、密閉容器中，在催化劑存在下發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+Q(g)42SO3(g),當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)混合物中SQ的體積分?jǐn)?shù)為91%,現(xiàn)維持容器內(nèi)溫度不變，令a、b、c分別代表初始加入的SQ、Q、SQ的物質(zhì)的量，若達(dá)到平衡時(shí)，SQ的體積分?jǐn)?shù)仍為91%,則a、b、c的值可以是下列各組中的()A.2、1、2B.0、0、1C.1、0.5、1D.1、0.5、22 .在一定溫度下，向密I容器中充入1.0molN2和3.0molH2,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得NH的物質(zhì)的量為0.6mol。若在該容器中開(kāi)始時(shí)充入2.0molN2和6.0molH2,則平衡時(shí)NH的物質(zhì)的量為A.若為定容容器，n(NH3)=1.2molB.

11、C.若為定壓容器，n(NH3)=1.2molD.3.在等溫、等容條件下，有下列氣體反應(yīng)(若為定容容器，若為定壓容器，2A(g)+2B(g)n(NH3)>1.2moln(NH3)<1.2mol(g)+3D(g)現(xiàn)分別從兩條途徑建立平衡：I.A、B的起始濃度均為2mol/LII.C、D的起始濃度分別為2mol/L和6mol/L,下列敘述正確的是A.I、II兩途徑最終達(dá)到平衡時(shí)，體系內(nèi)混合氣體的百分組成相同B.I、II兩途徑最終達(dá)到平衡時(shí)，體系內(nèi)混合氣體的百分組成不同C.達(dá)到平彳U時(shí)I途徑的v(A)等于II途徑的v(A)D.達(dá)到平衡后，I途徑混合氣體密度為II途徑混合氣體密度的二分之一4

12、.體積相同的甲、乙兩個(gè)容器中，分別都充有等物質(zhì)的量的SO2和Q,在相同溫發(fā)生反應(yīng)：2SO2+O2學(xué)SO3,并達(dá)到平衡。在這過(guò)程中，甲容器保持體積不變，乙容器保持壓強(qiáng)不變，若甲容器中化率()A.等于p%B.大于p%C.5.某溫度下，在一容積可變的容器中，反應(yīng)SQ的轉(zhuǎn)化率為p%,則乙容器中SQ的轉(zhuǎn)小于p%D.無(wú)法判斷2A(g)+B(g)2Cg壯達(dá)到平衡時(shí)，A、B和C的物質(zhì)的量分別是4mol、2mol和4mol。保持溫度和壓強(qiáng)不變，對(duì)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1molD、均減少1mol6.將2molA和1molB充入一個(gè)密閉容器中，在一定

13、條件下發(fā)生：2A(g)+B(g)'xC(g)達(dá)到平衡，測(cè)得C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為c%;若開(kāi)始充入容器中的是0.6molA,0.3molB和1.4molC,達(dá)平衡時(shí)C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)仍為c%,則x的值可能為()A、2B、3C、4D、57.在一個(gè)1L的密閉容器中，加入2molA和1molB,發(fā)生下述反應(yīng)：2A(g)+B(g)3c(g)+D(g)達(dá)到平衡時(shí)，C的濃度為1.2mol/L,C的體積分?jǐn)?shù)為a%。維持容器的壓強(qiáng)和溫度不變，按下列配比作為起始物質(zhì)，達(dá)到平彳U后，C的濃度仍是1.2mol/L(或C的體積分?jǐn)?shù)仍是a%)的是()A.3molC+1molDB.1molA+0.5molB+1.5mol

14、C+0.5molDC.1molA+0.5molB+1.5molCD.4molA+2molB8.在恒溫、恒壓的條件下，向可變?nèi)莘e的密閉容器中充入3LA和2LB,發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g)+2B(g)=xC(g)+yD(g);達(dá)到平彳B寸，C的體積分?jǐn)?shù)為m%若維持溫度壓強(qiáng)不變，將0.6LA、0.4LB.4LC.0.8LD作為起始物質(zhì)充入密閉容器中，達(dá)到平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)仍為m%則X、Y的值分別為()A.x=3y=1B.x=4y=1rC,x=5y=1D.x=10y=29 .在一個(gè)容積固定的密閉容器中充入1molHI,建立如下平衡：H2(g)+I2(g)=2HI(g),測(cè)得HI的轉(zhuǎn)化率為a%其他條件不變

15、，在上述平衡體系中再充入1molHI,待平衡建立時(shí)HI的轉(zhuǎn)化率為b%,則a、b的關(guān)系為()A.a>bB.a<bC.a=bD.無(wú)法確定10 .一個(gè)真空密閉恒容容器中盛有1molPCl5,加熱到200c發(fā)生如下反應(yīng)：PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，混合氣體中PCl5,所占體積分?jǐn)?shù)為M%o若同一溫度的同一容器中，最初投入2molPCl5,反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，混合氣體中PC%,所占體積分?jǐn)?shù)為N%則M和N的關(guān)系是()A.M>NB.M=NC.M<ND,無(wú)法確定11 .已知甲為恒溫恒壓容器，乙為恒溫恒容容器。兩容器中均充入2molSO2、1mol。2,初始時(shí)兩

16、容器的溫度體積相同。一段時(shí)間后反應(yīng)達(dá)到平衡，行的是(A.向甲容器中充入一定量的氨氣為使兩容器中的SQ在平衡混合物的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同,)B.向乙容器中充入一定量的SO氣體下列措施中可C.升高乙容器的溫度.增大甲容器的壓強(qiáng)12.在一個(gè)盛有催化劑容積可變的密閉容器中，保持一定溫度和壓r強(qiáng)，進(jìn)行以下反應(yīng)：N+3H=2NH。已知加入1molN2和4molH2時(shí)，達(dá)到平衡后生成amolNH3(見(jiàn)下表已知項(xiàng))。在相同溫度、壓強(qiáng)下，保持平衡時(shí)各組分的體r積分?jǐn)?shù)不變。對(duì)下列編號(hào)的狀態(tài)，填寫(xiě)表中空白。、已知旅起始狀態(tài)物質(zhì)的量n/mol平衡時(shí)NH的物質(zhì)的量n/molN2NH3140a1.56010.5amg(g&g

17、t;4n)13.(2006湖北聯(lián)考)tC時(shí)，將3molA和1molB氣體通入容積為2L的密閉容器中(容積不變)，發(fā)生如下反應(yīng)3A(G)+B(x)-MxC(g),2min時(shí)反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)(溫度不變)，此時(shí)容器內(nèi)剩余了0.8molB,并測(cè)得C的濃度為0.4molL-1。請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白：(1)從反應(yīng)開(kāi)始到平衡狀態(tài)，生成C的平均反應(yīng)速率為ox=。(3)若向原平衡混合物的容器中再充入amolC,在tC時(shí)達(dá)到新的平衡，此時(shí)B的物質(zhì)的量為n(B)=mol。(4)保持溫度和容積不變，對(duì)原平衡混合物中三者的物質(zhì)的量作如下調(diào)整，可使平衡向右移動(dòng)的是(填字母)。A.均減半B.均加倍C.均增加0.4molD.均減少0.