高中化學(xué)：等效平衡學(xué)案

等效平衡

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(kāi)始，還是從

逆反應(yīng)開(kāi)始，在達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，任何相同組分的亙分合■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(chēng)等效平衡（包括“相同的平衡狀態(tài)”，簡(jiǎn)稱(chēng)等同平衡）。

二、等效平衡的分類(lèi)

I類(lèi)：恒溫恒容下非等體反應(yīng)

不同起始投料方式，如果按方程式的的化學(xué)計(jì)量關(guān)系轉(zhuǎn)化為方程式的同一邊，各組分的物質(zhì)

的量相同，則反應(yīng)平衡后，任何相同組分的百分含量相同，即互為等效平衡

對(duì)于合成氨反應(yīng)：N2+3H2k2NH3，在相同溫度、相同容積的密閉容器中，按A-C三種情

況分別加入下述物質(zhì)建立等效平衡

N2+3H2y----2NH3

AImol3molOmol

BOmolOmol2mol

C0.5mol1.5molImol

例1：在一定溫度下，把2moiSO2和ImolO2通入一定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)，

2SO2+O22SO3,當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)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，令小6、c分別代表初始時(shí)加入的SC>2、。2、SC）3的物質(zhì)的量（mol）,如

果“6、。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(shí)，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(qǐng)?zhí)羁眨?/p>

（1）若a=0,b=Q,則c=0

（2）若a=0.5,則b=,c=o

（3）a、b、c的取值必須滿足的一般條件是,-（請(qǐng)

用兩個(gè)方程式表示，其中一個(gè)只含。和c,另一個(gè)只含6和c）

II類(lèi)：恒溫恒容下的等體反應(yīng)

對(duì)于可逆反應(yīng)：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）,在恒溫、恒容條件下，分別按下列配比在

相同密閉容器中放入起始物質(zhì)，則能達(dá)到等效平衡的是

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

A2mol2molOmolOmol

BOmolOmol4mol4mol

CImolImol2mol2mol

例2：在一個(gè)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):H2（g）+Br2（g）12HBr（g）

已知加入ImolH2和21noiBB時(shí)，達(dá)到平衡后生成amolHBr（見(jiàn)下表已知項(xiàng)），在相同條件下,

且保持平衡時(shí)各組分的體積分?jǐn)?shù)不變，對(duì)下列編號(hào)①?③的狀態(tài)，填寫(xiě)下表中的空白。

\已知

起始狀態(tài)時(shí)物質(zhì)的量平衡時(shí)HBr

n(mol)的物質(zhì)的量

n(mol)

編號(hào)\H2Br2HBr

120a

①240

②10.5a

③mg(gN2m)

in類(lèi)：在恒溫恒壓下，不同起始投料方式，如果按方程式的的化學(xué)計(jì)量關(guān)系轉(zhuǎn)化為方程式

的同一邊，各組分的物質(zhì)的量比例相同，則反應(yīng)平衡后，任何相同組分的百分含量相同，即互為

等效平衡

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(gè)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)：N2+3H22NH3(正反應(yīng)放熱)，若

反應(yīng)達(dá)到平衡后，測(cè)得混合氣體的體積為7體積。據(jù)此回答下列問(wèn)題：

N22體積

%6體積

(1)保持上述反應(yīng)溫度不變，設(shè)。、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：

①若a=l,c=2,則。=。在此情況下，反應(yīng)起始時(shí)將向(填“正”或“逆”)

反應(yīng)方向進(jìn)行。

②若需規(guī)定起始時(shí)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，則c的取值范圍是0

(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O

例4：(I)恒溫、恒壓下，在一個(gè)容積可變的容器中發(fā)生如下反應(yīng)：

A(g)+B(g)C(g)

(1)若開(kāi)始時(shí)放入ImolA和ImolB,達(dá)到平衡后，生成4moic，這時(shí)A的物質(zhì)的量為_(kāi)____moL

(2)若開(kāi)始時(shí)放入3molA和3molB,達(dá)到平衡后，生成C的物質(zhì)的量為_(kāi)________moL

(3)若開(kāi)始時(shí)放入xmolA,2molB和ImolC,達(dá)到平衡后，A和C的物質(zhì)的量分別為ymol和

3amol,則，y=。平衡時(shí)B的物質(zhì)的量________(填編號(hào))。

①大于2moi②等于2moi③小于2moi④可能大于、等于或小于2moi

(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次達(dá)到平衡后，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ImolA和ImolB到達(dá)平衡后生成6moiC。將b與(1)小題中的a進(jìn)行比較

__________(填編號(hào))。

①a>b②a<b③a=b④不能比較a和6的大小

作出此判斷的理由是o

針對(duì)訓(xùn)練(不定項(xiàng))

1.在/℃時(shí)，向2L密閉容器中放入1molA和ImolB,發(fā)生下列反應(yīng):A(g)+B(g)C(g)+2D(g),

平衡時(shí)C的含量為m%,保持其他條件不變，若按下列配比將物質(zhì)放入容器中達(dá)到平衡時(shí)，C的

含量仍為m%的是

A.2moiA和ImolBB.2molD和A、B、C各Imol

C.ImolC和2molDD.ImolC和ImolD

2.在一固定容積的密閉容器中充入2molA和ImolB,發(fā)生反應(yīng)：2A(g)+B(g)xC(g),達(dá)到

平衡后，C的體積分?jǐn)?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(zhì)，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)仍為W%,則x值為

A.1B.2C.3D.4

3.在一個(gè)1L的密閉容器中，加入2molA和ImolB,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)到平衡后，C的濃度仍是1.2mol/L(或

C的體積分?jǐn)?shù)仍是a%)的是

A.3molC+lmolDB.ImolA+0.5molB+1.5molC+0.5molD

C.ImolA+0.5molB+1.5molCD.4molA+2molB

4.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)k^xC(g)+yD(g)達(dá)到平衡時(shí)，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、丫的值分別為

A.x=3y=lB.x=4y=lC.x=5y=1D.x=10y=2

5.在一個(gè)容積固定的密閉容器中充入ImolHL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，在上述平衡體系中再充入ImolHL待平衡建立時(shí)HI

的轉(zhuǎn)化率為6％,則。、b的關(guān)系為

A.a>bB.a<bC.a=bD.無(wú)法確定

6.一個(gè)真空密閉恒容容器中盛有l(wèi)molPCl5,加熱到200℃發(fā)生如下反PCk(g)-PCb(g)+Cb(g),

反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，混合氣體中PCI5所占體積分?jǐn)?shù)為M%。若同一溫度的同一容器中，最初投入2

molPC15,反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，混合氣體中PCb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

7.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2moiSO2、ImolCh,初始時(shí)兩容

器的溫度體積相同。一段時(shí)間后反應(yīng)達(dá)到平衡，為使兩容器中的SCh在平衡混合物的物質(zhì)的量分

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氯氣B.向乙容器中充入一定量的SCh氣體

C.升高乙容器的溫度D.增大甲容器的壓強(qiáng)

8.有兩個(gè)密閉容器A和B,A容器內(nèi)有一個(gè)移動(dòng)的活塞能使容器內(nèi)保持恒壓，B容器能保持恒容。

起始時(shí)向這兩個(gè)容器中分別充入等量的體積比為2：1的SO2和02的混合氣

體，并使A和B的容積相等。在保持400憶的條件下使之發(fā)生如下反應(yīng)：AL——

2SO2+O22SC)3。

(1)達(dá)到平衡時(shí)所需要的時(shí)間A容器比B容器,A容器中SCh的轉(zhuǎn)

化率比B容器oAB

(2)達(dá)到(1)所述平衡后，若向兩容器中通入數(shù)量不多的等量氤氣，A容器化學(xué)平衡移

動(dòng)，B容器化學(xué)平衡移動(dòng)。

(3)達(dá)到(1)所述平衡后，若向兩容器中通入等量的原反應(yīng)氣體，達(dá)到平衡時(shí)，A容器SCh物

質(zhì)的量分?jǐn)?shù);B容器中SCh的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)o(填增大、減