2024高中化學(xué)第1部分專題2小專題大智慧四等效平衡講義含解析蘇教版選修4

PAGEPAGE1等效平衡(1)等效平衡問(wèn)題可以用“三個(gè)兩”來(lái)概括或幫助我們記憶，即：“兩種反應(yīng)”(反應(yīng)前后氣體分子數(shù)可變的反應(yīng)和反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng))，“兩種條件”(恒溫恒容和恒溫恒壓)，“兩種等效”(投料相同和投料比相同)。(2)依據(jù)反應(yīng)條件(恒溫恒壓或恒溫恒容)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：①恒溫、恒容條件下，反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等的可逆反應(yīng)：只要變更起始加入物質(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)換算成同一半邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量，若與原平衡相同，則兩平衡等效(即投料相同，此法又稱一邊倒法)。舉例：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)ABCD等效說(shuō)明①2mol1mol00①③⑤互為等效平衡，表現(xiàn)在物質(zhì)的量、質(zhì)量、體積、物質(zhì)的量濃度、組分百分含量(摩爾分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù))相同②4mol2mol00③1mol0.5mol1.5mol0.5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol②恒溫、恒容條件下，反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的可逆反應(yīng)：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(即投料比相同)。舉例：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(s)ABCD等效說(shuō)明①2mol1mol00①②③⑤互為等效平衡，表現(xiàn)在組分百分含量(摩爾分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù))相同②4mol2mol00③1mol0.5mol1.5mol0.5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol③恒溫、恒壓條件下，反應(yīng)前后氣體分子數(shù)隨意型的可逆反應(yīng)：只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算到同一半邊后，各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相等，則兩平衡等效(即投料比相同)。舉例：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)ABCD等效說(shuō)明①②③⑤互為等效平衡，表現(xiàn)在物質(zhì)的量濃度、組分百分含量(摩爾分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù))相同①2mol1mol00②4mol2mol00③1mol0.5mol1.5mol0.5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol(3)三類等效平衡的比較：等效類型ⅠⅡ條件恒溫、恒容恒溫、恒容恒溫、恒壓起始投料“量”換算為同一半邊時(shí)，投料相同換算為同一半邊時(shí)，投料比相同換算為同一半邊時(shí)，投料比相同對(duì)反應(yīng)的要求任何可逆反應(yīng)反應(yīng)前后氣體體積相等任何可逆反應(yīng)平衡特點(diǎn)w相同相同相同c相同成比例相同(氣體)n相同成比例成比例1．在恒溫恒容條件下有下列反應(yīng)：2A(g)＋2B(g)C(g)＋3D(g)?，F(xiàn)分別從兩條途徑建立平衡：(Ⅰ)A和B的起始濃度均為2mol·L－1；(Ⅱ)C和D的起始濃度分別為2mol·L－1和6mol·L－1。下列敘述正確的是()A．(Ⅰ)和(Ⅱ)兩途徑最終達(dá)到平衡時(shí)，體系內(nèi)各氣體的物質(zhì)的量分別相同B．達(dá)到平衡時(shí)，(Ⅰ)途徑混合氣體密度為(Ⅱ)途徑混合氣體密度的2倍C．(Ⅰ)和(Ⅱ)兩途徑最終達(dá)到平衡時(shí)，體系內(nèi)各氣體的體積分?jǐn)?shù)分別相同D．達(dá)到平衡時(shí)，(Ⅰ)途徑的反應(yīng)速率v(A)等于(Ⅱ)途徑的反應(yīng)速率v(B)解析：選C化學(xué)方程式兩邊氣體的物質(zhì)的量相等，(Ⅰ)和(Ⅱ)是等效平衡，平衡時(shí)(Ⅱ)中各氣體的物質(zhì)的量是(Ⅰ)中的2倍，A、B錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確。平衡時(shí)，(Ⅰ)的壓強(qiáng)小，反應(yīng)速率小，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2．在一個(gè)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)3C(g)＋D(g)，達(dá)到平衡時(shí)，C的濃度為amol·L－1，若維持容器體積和溫度不變，按下列四種配比加入起始物質(zhì)，達(dá)到平衡后，C的濃度仍為amol·L－1的是()A．4molA＋2molBB．1molA＋1molB＋3molC＋1molDC．3molC＋1molD＋1molBD．3molC＋1molD解析：選D本題中的條件為恒容，反應(yīng)特點(diǎn)為非等體積反應(yīng)。此類題目的做法是運(yùn)用“一邊倒”的方法全部轉(zhuǎn)化成反應(yīng)物或生成物，各物質(zhì)的物質(zhì)的量分別與起始狀態(tài)相同，達(dá)到的平衡即為等效平衡。2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)eq\a\vs4\al(起始物質(zhì)的量/mol)2100A項(xiàng)/mol4200eq\a\vs4\al(等效后的B項(xiàng)/mol)3200eq\a\vs4\al(等效后的C項(xiàng)/mol)2200eq\a\vs4\al(等效后的D項(xiàng)/mol)2100則可選D。3．某溫度下的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：2M(g)＋N(g)2E(g)，若起先時(shí)只充入2molE(g)，達(dá)平衡時(shí)，混合氣體的壓強(qiáng)比起始時(shí)增大了20%；若起先時(shí)只充入2molM和1molN的混合氣體，則達(dá)平衡時(shí)M的轉(zhuǎn)化率為()A．20%B．40%C．60%D．80%解析：選C應(yīng)用三段式解題：2M(g)＋N(g)2E(g)起先物質(zhì)的量(mol):002變更物質(zhì)的量(mol):2mm2m平衡物質(zhì)的量(mol):2mm2－2m混合氣體的壓強(qiáng)比起始時(shí)增大了20%，得到eq\f(2m＋m＋2－2m,2)＝1.2，解得m＝0.4，若起先時(shí)只充入2molM和1molN的混合氣體，和只充入2molE(g)，前后為等效平衡狀態(tài)，達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。2M(g)＋N(g)2E(g)反應(yīng)起先物質(zhì)的量(mol):210變更量(mol):1.20.61.2平衡物質(zhì)的量(mol):0.80.41.2則達(dá)平衡時(shí)M的轉(zhuǎn)化率為：eq\f(1.2,2)×100%＝60%。4．在肯定溫度下，把2molSO2和1molO2通入一個(gè)固定容積的密閉容器里，發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到肯定程度時(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a、b、c分別代表初始加入的SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量(mol)。如a、b、c取不同的數(shù)值，它們必需滿意肯定的相互關(guān)系，才能保證達(dá)到肯定程度時(shí)，反應(yīng)混合物中三種氣體的體積分?jǐn)?shù)仍跟上述平衡時(shí)的完全相同，填寫下列空白：(1)若a＝0，b＝0，則c＝________；(2)若a＝0.5，則b＝________和c＝__________；(3)a、b、c必需滿意的一般條件是：(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)__________、____________。解析：運(yùn)用等效平衡“一邊倒”法求解如下：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)原始物質(zhì)的量/mol210起始物質(zhì)的量/molabc等效起始的量/mola＋cb＋eq\f(c,2)0故①a＋c＝2