等效平衡專題

1、等效平衡專題一、等效平衡原理：例一定溫度下密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：1L容器800C時(shí)可逆反應(yīng):C0(g)+H20(g)-C02(g)+H2(g)途徑1:起始0.01mol0.01mol00平衡0.005mol0.005mol0.005mol0.005mol途徑2:起始000.01mol0.01mol平衡0.005mol0.005mol0.005mol0.005mol上述兩種途徑，同一可逆反應(yīng)，外界條件相同，通過不同的途徑（正向和逆向），平衡時(shí)同種物質(zhì)的物質(zhì)的量相等（同種物質(zhì)的含量相等）-效果相同的平衡對(duì)于同一個(gè)可逆反應(yīng)，在相同的條件下（恒溫恒容或恒溫恒壓），不管是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，或

2、從正反應(yīng)和逆反應(yīng)同時(shí)開始，都可以建立同一平衡狀態(tài)。即化學(xué)平衡狀態(tài)與條件有關(guān)，而與建立平衡的途徑無關(guān)二、等效平衡定義及規(guī)律：1定義：同一可逆反應(yīng)當(dāng)外界條件一定時(shí)，反應(yīng)無論從正反應(yīng)開始還是從逆反應(yīng)開始，平衡時(shí)平衡混合物中同種物質(zhì)的含量（體積分?jǐn)?shù)或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）相同的狀態(tài)。2、規(guī)律：等效類型(1)(2)(3)條件恒溫、恒容恒溫、恒容恒溫、恒壓起始投料折算為方程式同一邊物質(zhì)，其量”相同折算為方程式同一邊物質(zhì)，其量”符合同一比例折算為方程式同一邊物質(zhì)，其量”符合同一比例對(duì)反應(yīng)的要求任何可逆反應(yīng)反應(yīng)前、后氣體體積相等aA（g）+bB（g）=cC（g）（a+b=c+d）任何可逆反應(yīng)等效情況完全等效：各物質(zhì)的

3、百分含量、濃度、物質(zhì)的量均相同不完全等效：各物質(zhì)的百分含量相同，但各物質(zhì)的濃度、物質(zhì)的量不一定相同不完全等效：各物質(zhì)的百分含量相同，但各物質(zhì)的濃度、物質(zhì)的量不一定相同分析規(guī)律一：例1恒溫恒容時(shí),2SO2(g)+02(g)2SO3(g)途徑1起始2mol1mol0途徑2起始002mol途徑3起始1mol0.5mol1mol途徑4起始0.5mol?途徑5起始amolbmolcmol問題途徑2、3與1等效嗎？ 途徑4中02（g）和S03（g）的起始量為多少,平衡時(shí)可與途徑1平衡時(shí)S03（g）的含量相同？ 途徑5中a、b符合怎樣的關(guān)系達(dá)到的平衡狀態(tài)與1相同？練習(xí)1將2molSO2（g）和2molSO3

4、（g）混合于某固定體積的容器中，在一定條件下達(dá)平衡。平衡時(shí)S03（g）為wmol,同溫下，分別按下列配比在相同體積的容器中反應(yīng)，達(dá)平衡時(shí)S03（g）A2molSO2(g)+1mol02(g)B4molSO2(g)+1mol02(g)C2molSO2(g)+1mol02(g)+2molSO3(g)D3molSO2(g)+1.5molO2(g)+1molSO3(g)規(guī)律二：例2在恒溫恒容條件下，發(fā)生如下反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g)途徑11mol1mol0途徑20mol02mol途徑32mol2mol0途徑40mol0mol4mol上述途徑與1是否等效?分析途徑3可認(rèn)為是同溫同容時(shí)兩個(gè)途徑

5、1，每個(gè)都與1等效然后加壓平衡不移動(dòng)，所以與1等效（見圖）1+11+加壓途徑12mol1mol0途徑21mol01mol途徑34mol2mol0途徑43mol1mol2mol上面與途徑1等效的有0練習(xí)2恒溫恒容，發(fā)生反應(yīng)H2（g）+12（g）圖示說明2+12+1規(guī)律三：例3如果恒溫恒壓條件下,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)途徑1起始2mol1mol0途徑2起始4mol2mol0途徑1和2是否為等效平衡?若反應(yīng)為：H2(g)+12(g)'2HI(g)途徑12mol1mol0途徑24mol2mol0途徑1和途徑2是否為等效平衡?圖示說明2+12+1說明化學(xué)平衡中的一個(gè)重要思想方法

6、是將等效平衡的思想運(yùn)用于解決一些不等效平衡的問題，方法是：虛擬一個(gè)中間過程，如一個(gè)容器，一個(gè)隔板等，然后進(jìn)行比較。三、等效平衡在解化學(xué)平衡試題中的應(yīng)用：1求不同起始狀態(tài)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量：例如果維持溫度不變，在一容積不變的容器中加入2molSO2，1mo1O2，發(fā)生下列反應(yīng)：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g），若平衡時(shí)，S03的物質(zhì)的量濃度為amo1/L。如果改變開始時(shí)的投料情況，并用a表示SO2的物質(zhì)的量；b表示02的物質(zhì)的量；c表示SO3的物質(zhì)的量，但是仍然要求平衡時(shí)SO3的物質(zhì)的量濃度為amo1/L，則填寫下列空格：（1）若a=0，b=0，貝Uc=；（2）若a=0.5，貝Ub=，c

7、=（3）寫出a、b、c應(yīng)滿足的關(guān)系式（請(qǐng)用兩個(gè)方程式表示，其中一個(gè)只含a、和c,另一個(gè)只含b和c）:、2、等效平衡的判定：例在一恒溫恒壓密閉容器中，A、B氣體可建立如下平衡：2A（g）+2B（g）C（g）+3D（g）現(xiàn)分別從兩條途徑建立平衡：I.A、B的起始量均為2mo1；n.C、D的起始量分別為2mo1和6mo1。下列敘述正確的是：（）A、i、n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、n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)到平衡時(shí)，途徑I的和途徑n體系內(nèi)混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量相同D、達(dá)到平衡時(shí)，途徑I的氣體密度為途徑n的1/23、化學(xué)平衡移動(dòng)方向的判斷

8、：例某溫度下，在一容積可變的容器中，反應(yīng)2A（g）+2B（g）12C（g）達(dá)到平衡時(shí),A、B和C的物質(zhì)的量分別為4mo1、2mo1和4mo1。保持溫度和壓強(qiáng)不變，對(duì)平衡混合物中三者的物質(zhì)的量作如下調(diào)整，可使平衡右移的是（）A.均減半B.均加倍C.均增加1mo1D.均減少1mo14、同一反應(yīng)不同起始狀態(tài)達(dá)到平衡時(shí)某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率（或體積分?jǐn)?shù)）比較例體積相同的甲、乙兩個(gè)容器中，甲中裝有SO2和O2各1g,乙中裝有SO2和O2各2g,在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g），并達(dá)到平衡。在這過程中，若甲容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為P%,則乙容器中SO2的轉(zhuǎn)化率（A、等于p%B、大于p%

9、C、小于p%5、等效平衡知識(shí)的綜合應(yīng)用）D、無法判斷例1、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（g）+B（g）C（g）（1）若開始時(shí)放入1mo1A和1mo1B,平衡后生成amo1c,這時(shí)A的物質(zhì)的量為mo1。（2）若開始時(shí)放入3mo1A和3mo1B，到達(dá)平衡后，生成C的物質(zhì)的量為mo1。（3）若開始時(shí)放入xmolA、2molB和1mo1C,到達(dá)平衡后，A和C的物質(zhì)的量分別是ymo1和3amo1，則x=mo1,y=mo1。平衡時(shí)，B的物質(zhì)的量（選填一個(gè)編號(hào)）。作出此判斷的理由是。（甲）大于2mo1（乙）等于2mo1（丙）小于2mo1（?。┛赡艽笥?、等于或小于2mo1。（4）若在（3

10、）的平衡混合物中再入3mo1C,等再次到達(dá)平衡后，C的物質(zhì)的量是n、若維持溫度不變，在一個(gè)與（1）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(shí)放入1mo1A和1mo1B到達(dá)平衡后生成bmo1C。將b與（1）小題中的a進(jìn)行比較（選填一個(gè)編號(hào)）（甲）avb（乙）a>b（丙）a=b（?。┎荒鼙容^a和b的大小；作出此判斷的理由是。練習(xí)1在一個(gè)固定體積的密閉容器中，保持一定溫度，進(jìn)行以下反應(yīng)：H2(g)+B2(g)弓*2HBr(g)。已知加入1molH2和2molB2時(shí)，達(dá)到平衡后生成amolHBr(見下表)。在相同條件下，且保持平衡時(shí)各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，對(duì)下列編號(hào)的狀態(tài)，填

11、寫表中空白:編號(hào)起始狀態(tài)/mol平衡時(shí)HBr物質(zhì)的量/molH2Br2HBr已知120a24010.5amn(n>m)練習(xí)2在一定溫度，容積可變的密閉容器中，加入X、丫、Z,發(fā)生反應(yīng)2X(g)+Y(g)2Z(g),達(dá)平衡時(shí)，X、Y、Z的物質(zhì)的量分別為6mol、3mol、6mol，若保持溫度壓強(qiáng)不變，對(duì)平衡混合物調(diào)整如下請(qǐng)?zhí)钇胶馊绾我苿?dòng)(1)均減少一半(2)均增加2mol(3)均增加2倍(4)均減少2mol練習(xí)3在相同的溫度和壓強(qiáng)下，對(duì)反應(yīng)CO2(g)，H2(g)CO(g)出0©進(jìn)行甲、乙、丙、丁四組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)起始時(shí)放入容器內(nèi)各組分的物質(zhì)的量見下表：物質(zhì)物質(zhì)實(shí)驗(yàn)的量CO2H2CO

12、H2O甲1amalamal0mal0mal乙2amalamal0mal0mal丙0mal0malamalamal丁amal0malamalamal上述四種情況達(dá)到平衡后，n(CO)的大小順序?yàn)?)A、乙=丁丙=甲B、乙丁甲丙C、丁乙丙=甲D、丁丙乙甲練習(xí)4現(xiàn)在溫度、容積相同的3個(gè)密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容,測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下。下列說法正確的是容器實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)3反應(yīng)物投入量(始態(tài))1molCO2、3molH21molCH3OH、1molH2O2molCH3OH、2molH2OCfOH的平衡濃度1/molLGC2C3反應(yīng)的能量變化放出xkJ吸收ykJ吸收zk

13、J體系壓強(qiáng)/PaRP2P3反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率a1a2a3A、2C1>C3B、x+y=49.0C、2P2<P3D、(a1+a3)<1E、2P"P3F、a1=a2例1（1）2（2）0.25（3）a+c=2、b+c/2=1根據(jù)題意為等溫、等容條件下的等效平衡，滿足按方程式計(jì)量數(shù)關(guān)系換算成SO2和O2的物質(zhì)的量與原來起始加入SQ和。2的物質(zhì)的量相等。例2A、C解析：化學(xué)平衡的建立與反應(yīng)途徑無關(guān)，H可等同于A、B的起始量均為4mo1的情形（將n進(jìn)行極值轉(zhuǎn)換2mo1和6mo1D完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化為4mo1A4mo1B。加入2mo1A2mo1B體積為VL,恒溫恒壓時(shí)，再加入2mo1A2mo1

14、B體積則變?yōu)?VL,可見，AB的起始量為4mo1時(shí)就相當(dāng)于是兩個(gè)AB的起始量均為2mo1在同等條件下的疊加，平衡時(shí)，各同種物的濃度相同，轉(zhuǎn)化率相同，平均摩爾質(zhì)量和密度也相同。故選AC選項(xiàng)。例3C解析：在等溫等壓條件下，把加入的物質(zhì)按照反應(yīng)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物或生成物，物質(zhì)的量之比保持一致即為等效平衡，選項(xiàng)A、B中三者比例為2:1:2，與題中比例一致，為等效平衡，平衡不移動(dòng)。C可設(shè)想為兩步加入，第一次加入ImolA、0.5mo1B、1mo1C,此時(shí)平衡不移動(dòng)，第二次再加入0.5mo1B（此法與一次性各加入1mo1等效），增加了反應(yīng)物濃度，平衡右移。D中均減少1，也可設(shè)想作兩步：先將A減

15、少1mol、B減少0.5mo1、C減少1mo1，此時(shí)平衡不移動(dòng)。現(xiàn)將B減少0.5mo1，降低了反應(yīng)物濃度，平衡左移。答案為C選項(xiàng)。例4B此題若應(yīng)用過程假設(shè)和等效平衡原理就簡單多了，建立恒溫怛壓條件下的等效平衡，平衡1和平衡2為等效平衡，各物質(zhì)的含量、轉(zhuǎn)化率相等。平衡3為平衡2的加壓過程，平衡向右移動(dòng)，各物質(zhì)的含量、轉(zhuǎn)化率增大，即乙容器中SO的轉(zhuǎn)化率大于p%故選B選項(xiàng)。例51-a。3a。2,3-3a,丁。若3a>1,B的物質(zhì)的量小于2mol;若3a=1,B的物質(zhì)的量等于2mol;若3av1,B的物質(zhì)的量大于2mol。a/（2-a）。乙。因?yàn)樾☆}中容器容積不變，而小題中容器的容積縮小，所以小

16、題的容器中的壓力小于小題容器中的壓力，有利于逆向反應(yīng),故反應(yīng)達(dá)平衡后a>b。解析：此題的題設(shè)條件，滿足等效平衡分類中川的情況，（1）可直接計(jì)算A的物質(zhì)的量為（1-a）mo1;（2）由于AB的物質(zhì)的量是（1）中A、B物質(zhì)的量的三倍，生成C的物質(zhì)的量也應(yīng)是三倍，即3amo1;由于（3）中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)C的物質(zhì)的量是3amo1，故相當(dāng)于初始加入AB各3mo1,應(yīng)有（x+仁3）,x為2;平衡時(shí)，A的物質(zhì)的量也是（1）中的三倍。即3（1-a）。B的物質(zhì)的量決定于平衡時(shí)C的物質(zhì)的量3amo1與初始加入C的物質(zhì)的量1mo1的關(guān)系。（4）所述條件下建立的平衡與（1）等效，故C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與（1）等同，為a/（2-a）。練習(xí)10;0.5;0.5a:2（