等效平衡解題技巧及訓練

1、等效平衡解題技巧         一、概念        等效平衡： 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?？梢允呛銣亍⒑闳?，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)”

2、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：無論反應從正反應方向開始，還是從逆反應方向開始投料是一次還是分成幾次反應容器經(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：

3、 I類：恒溫恒壓下對于氣體體系等效轉化后，若反應物（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。II類：恒溫恒容時對于反應前后氣體體積發(fā)生變化的反應來說（即V0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，兩平衡等效。 III類：恒溫恒容時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。 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 等價轉換：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

4、邊物質的物質的量三、例題解析一 、 恒溫恒壓時，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1：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： 若a=1，c=2，則

5、b=_。在此情況下，反應起始時將向_（填“正” 或“逆”）反應方向進行。 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_ _。 二、 恒溫恒容時，分兩種狀況：1. 恒溫恒容時，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，如果轉換后的同一邊物質的物質的量與原平衡的相同，則兩平衡等效。 例2：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2SO2 + O22SO3   ，當此反應進行到一定程度時反應混合物就處于化學

6、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SO2、 O2 、SO3 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?（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） 2. 在恒溫恒容下，對于反應前后氣體體積不變的可逆反應，只要轉換反應物（或生成物）的物質的量之比與原平衡的相同，則兩平衡等效。

7、例3：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：H2（g）+ Br2 (g） 2HBr（g）。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AC的狀態(tài)，填寫下表中的空白。 已知編號起始狀態(tài)物質的量（mol）平衡時HBr的物質的量（mol）H2Br2HBra120A240B10.5aCmn（n2m）針對訓練： 1、在t時，向2L密閉容器中放入1molA和1molB，發(fā)生下列反應： A（g）+B（g） C（g）+2D（g），平衡時C的含量為m%，保持其他條件不變，若按下列 配比將

8、物質放入容器中達到平衡時，C的含量仍為m%的是                                （ ）    A、2molA和1molB        &#

9、160;       B、2molD和A、B、C各1mol C、1molC和2molD                D、1molC和1molD 2、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： 2A(g)B(g)     3C(g)D(g) 達平衡時，c (C)W mol/L。若維持容器內體積和溫度不變，按 下列四種配比作起始物質，達平衡后

10、，C濃度仍為W mol/L的是（  ）         （A）1mol A0.5mol B1.5mol C0.5 D      （B）2mol A1mol B3mol C1mol D      （C）3mol C1mol D1mol B      （D）3mol C1mol D 3、在一恒溫恒容密閉容器中，A、B氣體可建立如下平衡：2A(g)+2B(g)  

11、C(g)+3D(g)現(xiàn)分別從兩 條途徑 建立平衡：. A、B的起始量均為2mol；. C、D的起始量分別為2mol和6mol。下列敘述不正確的是：（） A、兩途徑最終達到平衡時，體系內混合氣體的百分組成相同 B、兩途徑最終達到平衡時，體系內混合氣體的百分組成不同 C、達到平衡時，途徑的 和途徑體系內混合氣體平均相對分子質量相同 D、達到平衡時，途徑的氣體密度為途徑密度的1/2 4、在一個1L的密閉容器中，加入2molA和1molB ，發(fā)生下述反應： 2A(g)+2B(g)   3C(g)+D(g)達到平衡時，C的濃度為1.2mol/L , C的體積分數(shù)為a% 。 維持容器的

12、體積和溫度不變，按下列配比作為起始物質，達到平衡后，C的濃度仍是1.2mol/L的 是                                           

13、;                  （  ） A、3mol C+1mol D                           B、1mol A+

14、0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D C、1mol A+0.5mol B+1.5mol C                 D、4mol A+2mol B 5、在一固定容積的密閉容器中充入2molA和1molB，發(fā)生反應：2A(氣)+B(氣)   xC(氣),達到平 衡后，C的體積分數(shù)為W%。若維持容器體積和溫度不變，按0.6molA、0.3molB和1.4molC為起始物質，達到平衡后，C的體積分數(shù)

15、仍為W%，則x值為    （    ）   A、1             B、2               C、3          &

16、#160;     D、4 6、在一個1L的密閉容器中，加入2molA和1molB ，發(fā)生下述反應： 2A(g)+B(g)   3C(g)+D(g)達到平衡時，C的濃度為1.2mol/L , C的體積分數(shù)為a% 。維持容器的壓強和溫度不變，按下列配比作為起始物質，達到平衡后，C的濃度仍是1.2mol/L（或C的體積分數(shù)仍是a%）的是                  

17、                     （   ） A、3mol C+1mol D                B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D C、1mol A+0.5mol B+1.5mol C

18、       D、4mol A+2mol B 7、在恒溫、恒壓的條件下，向可變容積的密閉容器中充入3LA和2LB，發(fā)生如下反應： 3A（氣）+2B（氣） xC（氣）+yD(氣) 達到平衡時，C的體積分數(shù)為m%。若維持溫度壓強不變，將0.6LA 、0.4LB、4LC、0.8LD作為 起始物質充入密閉容器中,達到平衡時C的體積分數(shù)仍為m%,則X、Y的值分別為             （   

19、） A   x=3  y=1                    B   x=4   y=1     C   x=5  y =1         &

20、#160;          D   x=10  y=2 8、在一個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），測得HI的轉化率為a%。其他條件不變，在上述平衡體系中再充入1molHI，待平衡建立時HI的轉化率為b%，則a、b的關系為               

21、;                    （    ） A.ab             B.ab             C.a

22、=b              D.無法確定 9、一個真空密閉恒容容器中盛有1molPCl5，加熱到200發(fā)生如下反應： PCl5(g)  PCl3 (g)+Cl2 (g) ，反應達到平衡時，混合氣體中PCl5，所占體積分數(shù)為M%，。若同一溫度的同一容器中，最初投入2 molPCl5，反應達平衡時，混合氣體中PCl5，所占體積分數(shù)為N%。則M和N的關系是       

23、                                    (    ) (A)  MN       

24、60;    (B) M=N               (C) M N            (D)無法確定 10、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2mol SO2、1mol O2，初始時兩容 器的溫度體積相同。一段時間后反應達到平衡，為使兩容器中的SO2在平衡混合物的物質的

25、量分數(shù)相同，下列措施中可行的是                                    （ ） A向甲容器中充入一定量的氦氣   B向乙容器中充入一定量的SO3氣體 C升高乙容器的溫度  

26、;          D增大甲容器的壓強 11、有兩個密閉容器A和B，A容器內有一個移動的活塞能使容器內 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400的條件下使之發(fā)生如下反應：2 SO2+O2  2SO3。 （1） 達到平衡時所需要的時間A容器比B容器   （填長或短），A容器中 SO2的轉化率比B容器  。 （填大或?。?（2）達到（1）所述平衡后，若向兩容器中通入數(shù)量

27、不多的等量氬氣，A容器化學平衡   移 動，B容器化學平衡   移動。 （3）達到（1）所述平衡后，若向兩容器中通入等量的原反應氣體，達到平衡時，A容器SO3物質的量分數(shù)  ；B容器中SO3的物質的量分數(shù)   。（填增大、減小、不變） 12、在一個盛有催化劑的容積可變的密閉容器中，保持一定溫度和壓強進行以下反應：N2+3H2 2NH3。已知加入1molN2和4molH2時，達到平衡時生成amolNH3（見下表已知項）。在相同溫度、壓強下，保持平衡時各組分的體積分數(shù)不變，對下列編號AC的狀態(tài)，填寫表中的空白：已知編號

28、起始物質的量（mol）平衡時NH3的物質的量（mol）N2H2NH3140aA1.560B10.5aCmn（n4m）13、在一個容積固定的反應器中，有一可左 右滑動的密封隔板，兩側分別進行如圖所 示的可逆反應.各物質的起始加入量如下：A、 B和C均為4.0摩、D為6.5摩、F為2.0摩， 設E為x摩。當x在一定范圍內變化時，均可以通過調節(jié)反應器的溫度，使兩側反應都達到平衡， 并且隔板恰好處于反應器的正中位置。請?zhí)顚懸韵驴瞻祝?(1) 若x = 4.5，則右側反應在起始時向      (填"正反應"或"逆反應&quo

29、t;)方向進行，欲使起始反應維持向 該方向進行, 則x的最大取值應小于     . (2) 若x分別為4.5和5.0，則在這兩種情況下,當反應達平衡時，A的物質的量是否相等?     (填"相 等"、"不相 等 "或"不能確定").其理由是：    例一解：（1）化學反應：N2 + 3H22NH3   在定溫、定壓下進行，要使平衡狀態(tài)與原平衡狀態(tài)等效，必須保證等價轉換后起始物各物質的物質的量之比相等，即只要

30、起始時 = 就可以達到 N2 + 3H2 2NH3 原 始 體積： 2 6 0 新加入體積： 1 b 2 等效轉換成： 1 + 1 b + 3 0 = ，即b = 3設題干中平衡時NH3的量為x體積N2 + 3H2 2NH3 V 2 4 2 x 8 7解得 x = 1即題干中平衡時NH3 為1 mol，而 中為2 mol，比平衡狀態(tài)時大，為達到同一平衡狀態(tài)，NH3 的體積必須減小，所以平衡逆向移動。 若需讓反應逆向進行，由上述所求出的題干中平衡時NH3 的體積為1可知，NH3 的體積必須大于1，最大值則為4體積（2體積 N2和6體積H2完全反應時產(chǎn)生的NH3 為4體積），

31、則1< C< 4 。(2)由6.5 < 7可知，上述平衡應該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。（雖說壓縮能使平衡向正反應方向移動，但題中已說明活塞的一端與大氣相通，壓強是不變的，故壓縮這一方法不符合題意） 答案：（1） b = 3；平衡逆向移動 1< C< 4（2）降溫；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二解析：通過化學方程式：2SO2 + O22SO3   可以看出，這是一個反應前后氣體分子數(shù)不等的可逆反應，在定溫、定容條件下建立的同一化學平衡狀態(tài)。起始

32、時，無論怎樣改變SO2 、 O2 、SO3 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，由下列對應關系可知 2SO2 + O2 2SO3 原 始 量： 2 1 2新加 入 量： 0 0 c等效轉換成： c 0把SO3的物質的量c mol通過化學方程式 化學計量數(shù)之比換算成SO2 和O2 的物質的量（即等價轉換）：c mol 和 mol根據(jù)“恒溫恒容

33、下，對于化學反應前后氣體體積發(fā)生變化的可逆反應”的等效平衡條件可以看出，反應從c mol SO3開始，恰好跟反應從c mol SO2和mol O2的混合物開始是等效的；則要跟原題中2mol SO2和1mol O2達到等效平衡，必須c mol SO2和mol O2分別等于2和1，故c=2。（2）  2SO2 + O2 2SO3 2 1 2C C原 始 量： 2 1 0新加 入 量： 0.5 b c等效轉換成： 0.5 + c b + 0若0.5+ c =2 、b+ = 1， 則新加入量：0.5 mol SO2 、b mol O2 、c mol SO3與原加入量：2 mol S

34、O2 、1 mol O2 是等效的，故可求得b = 0.25，c = 1.5。（3）  2SO2 + O2 2SO3 2 1 2C C原 始 量： 2 1 0新加 入 量： a b c等效轉換成： a+ c b + 0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 2SO2 + O22SO3   可知，c mol SO3等價轉換后與c mol SO2和 mol O2等效，即是說，(a+ c )mol SO2和 (b + )mol O2 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a + c = 2, b + = 1 答案： (1) c=2 (2) b = 0.25，c = 1.5 (3) a + c = 2, b + = 1或a + c = 2, 2b + c = 2例三解：建立模型，會使此題更簡單：H2 + Br21 + 2（1）A組： 原始態(tài) H2 + Br2 2 + 4H2 + Br21 + 2 始態(tài)A1 H2 + Br21 + 2始態(tài)A 等于 兩狀態(tài)之和， 始態(tài)A2 因此始態(tài)A平衡混合物中各組分的物質的量就是始態(tài)A1和始態(tài)A2平衡