当前位置:首页 >> 理化生 >>

等效平衡问题小结


等效平衡问题小结
一、定义:
等效平衡:在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,不管是从正反 应开始,还是从逆反应开始,在达到化学平衡状态时,各组分的百分含量(体积分数、物质 的量分数、质量分数)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡。 等同平衡:若不仅各组分的物质的量分数对应相等,而且其物质的量也对应相等,则两 平衡互为等同平衡。 等同平衡可视为等

效平衡的一种特殊情况。

二、记住三种情况:
I 类:恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说(即△V≠0 的体系) :等价 转化后,对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同。 II 类:恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应来说(即△V=0 的体系) :等价 转化后,只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。 III 类:恒温恒压下对于气体体系等效转化后,要反应物(或生成物)的物质的量的比例 与原平衡起始态相同,两平衡等效。 等压 反应前后体积变化了(△V≠0) 反应前后体积没变(△V=0) 等效平衡 等效平衡 等容 等同平衡 等效平衡

在等容且△V≠0 情况下,只能有等同平衡,不能有一般的等效平衡; 在其它情况下,可以有一般的等效平衡,也可以有等同平衡。

三、经验总结: 1、使用勒沙特列原理时要注意两点: 其一是平衡的移动不会完全弥补外界条件的改变,例如:
有 a、b 两个极易导热的密闭容器,a 保持容积不变,b 中的活塞可上下移动,以保持内 外压强相等。在相同条件下将 3mol A,1mol B 分别同时混合于 a、b 两容器中,发生反应: 3A(g)+B(g) 2C(g)+D(g),达到平衡时,a 中 A 的浓度为 M mol/L。C 的浓度为 N mol/L, b 中 A 的浓度为 m mol/L,C 的浓度为 n mol/L,则 M____m;N_____n(填>、<、=、无 法比较) 答案是:< < 解析: b 中正反应更彻底,b 的体积又小于 a,所以 N<n,这很正常;但为什么 M<m 呢?设想原来 b 中 A 浓度为 m,然后将其拉到 a 体积,m 变小引起逆反应加快,但其不能 完全弥补 m 的减小 ,所以 M<m。

其二浓度是考虑问题的核心,而不是体积,例如:
例 1: 某温度下,在一密闭容器中充入 3molA 和 1molB 进行如下反应:3A(g)+B (g) 2C(g)+D(g) ,达平衡后 A 的转化率为 x,若改变下列条件 1)恒温恒容充入氦
1

气(2)恒温恒压充入氦气,判断在上述两种情况下平衡是否移动?若平衡发生移动,则达到新 平衡后 A 的转化率如何改变? 解析: (1)恒温恒容时充入氦气,虽然反应体系总压强增大,但容器体积不变, A、B、 C、D 各物质的浓度均不变,正、逆反应速率不变,平衡不移动。 (2) 保持压强不变充入氦气,导致容器体积增大,各物质浓度同等倍数地减小,若不向 容器中充入氦气(此处用了下面要讲的假设法) ,则只要减小外界压强同样可使容器体积增 大,从而将恒温恒压充入氦气转换为减小压强,根据勒沙特列原理,平衡向气体体积扩大方 向(逆反应方向)移动,则 A 的转化率减小。

2、都化为反应物来比较(极限转换法) :解等效平衡的 题,有一种基本的解题方法——极限转换法。
例. 在 1L 密闭容器中加入 2molA 和 1molB,在一定温度下发生下列反应:2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g),达到平衡时容器内 D 的百分含量为 a%。若保持容器体积和温度不变,分别 通入下列几组物质达到平衡时容器内 D 的百分含量也为 a%的是 A.3molC 和 1molD C.4molC 和 1molD 【答案】 AD 【解析】用“极限转换法”作出判断,将各选项中的物质的量换算成从正反应开始时 A 和 B 的物质的量。 A. B. C. D. 起始/mol 转换后/mol 起始/mol 转换后/mol 起始/mol 转换后/mol 起始/mol 转换后/mol 2A(g) + B(g) 0 2 2 2 0 2 1.9 2 0 1 1 1 0 1 0.95 1 3C(g) + D(g 3 0 3 3 4 1 0.15 0 1 0 0 0 1 0 0.05 0 B.2molA、1molB 和 3molC D.1.9molA、0.95molB、0.15molC 和 0.05molD

3、假设法:
对于等容情况,可以假设为先等压,然后再变回原来的体积,这样来分析;等容时,料 加倍,相当于体积减半,等压时,料加倍,相当于两个相同的平衡体系合在一起,没变化; 例如: 例 1:在相同体积的容器 A 和 B 内分别加入 2mol SO2 和 2mol O2。若 A 为恒容,B 为恒 压。当二者到达平衡状态时 A 内 SO2 的转化率为 P%, B 容器内 SO2 的转化率为 Q% A.P>Q B.P<Q C.P=Q D.无法比较 解析: 通过分析 2SO2+O2→2SO3 知道,反应后 A 容器内的压强降低,B 容器内压强不变。 我们可以假设 A 先恒压,那么此时 A 与 B 就是完全一样的等效平衡,然后对 A 进行降压, 平衡向左移动,SO2 的转化率降低,从而得出 P<Q 的结论。B 例 2:在一恒温恒容的密闭容器中,发生如下反应:2A(g)+B(g) nC(g)Ⅰ、若 在容器中充入 2molA 和 1molB 作为起始物质,达平衡后 C 的体积分数为 X%。Ⅱ、若在Ⅰ达 到平衡后,再在容器中充入 2molA 和 1molB, 平衡向_____________移动,达到新平衡后 C 的体
2

积分数为 Y% , 则: (1)当 n>3 时 X%————————Y%(比较大小) (2)当 n=3 时 X%————————Y% (3)当 n<3 时 X%————————Y% 解析: 平衡ⅡA、B 起始浓度均为平衡Ⅰ的 2 倍;若仍以Ⅰ中 2molA 和 1molB 作为起 始物质,只需将容器体积压缩至原来的一半,A、B 浓度同样增大到原来的两倍,从而将浓 度的变化转换为压强的变化,根据勒夏特列原理: (1)当 n>3 时 增大压强 ,平衡向逆反应方向移动则 X%>Y% (2)当 n=3 时 增大压强 ,平衡不移动 X%=Y% (3)当 n<3 时 增大压强 ,平衡向正反应方向移动则 X%<Y%

4、三行法解题:
例 1、在一定温度下,把 2 体积 N2 和 6 体积 H2 通入一个容积不变的容器中,容器中发生以下 反应: N 2 ? 3H 2

2 NH 3 (正反应放热) ,若反应达到平衡后,测得混合气体的体积为 7

体积。据此回答下列问题: (1)保持上述反应温度不变,设 a、b、c 分别代表初始加入的 N2、H2 和 NH3 的体积,如果反 应达到平衡后混合气体中各气体的体积分数仍与上述平衡相同,那么: ①若 a=1, c=2, 则 b=_________。 在此情况下, 反应起始时将向_________ (填 “正” 或 “逆” ) 反应方向进行。 ②若需规定起始时反应向逆反应方向进行,则 c 的取值范围是_________。 【答案】 ①化学反应: N 2 ? 3H 2

2 NH 3

2 6 X 3x 2x A=1 b c=2 1 3 平衡时: 1.5 4.5 1 X+3x-2x=8-1 所以 x=0.5,进而得出 C=1,所以, 1 ? c ? 4 。

3

四、三种情况下解题举例(第一部分) :
(I 类)同 T、V,△ V≠0,建立等效平衡的条件是:反应物投料量相当。 1. 在 1L 密闭容器中加入 2molA 和 1molB,在一定温度下发生下列反应:2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g),达到平衡时容器内 D 的百分含量为 a%。若保持容器体积和温度不变,分别 通入下列几组物质达到平衡时容器内 D 的百分含量也为 a%的是 A.3molC 和 1molD B.2molA、1molB 和 3molC C.4molC 和 1molD D.1.9molA、0.95molB、0.15molC 和 0.05molD 2. 在 t℃时, 向 2L 密闭容器中放入 1molA 和 1molB, 发生反应: A(g)+B(g) C(g)+2D(g), 平衡时 C 的含量为 m%,保持其他条件不变,若按下列配比放入容器中达到平衡时,C 的含 量仍为 m% 的是 A.2molA 和 1molB B.2molD 和 A、B、C 各 1mol C.1molC 和 2molD D.1molC 和 1molD 3. 在一个固定体积的密闭容器中, 加入 2mol A 和 1mol B, 发生反应: 2A(g)+B(g) 3C(g) +D(g) 达平衡时,C(C)=W mol/L。若维持容器内体积和温度不变,按下列四种配比作起始 物质,达平衡后,C 浓度仍为 W mol/L 的是 A.1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5 D B.2mol A+1mol B+3mol C+1mol D C.3mol C+1mol D+1mol B D.3mol C+1mol D 4. 在 1L 密闭容器中通入 2mol NH3,在一定温度下发生下列反应:2NH3 质,达平衡时,容器内 N2 的百分含量也为 a%的是 A.3mol H2 和 1mol N2 C.2mol N2 和 3mol H2 反应:2SO2(g)+O2(g) B.2mol NH3 和 1mol N2 D.0.1mol NH3,0.95mol N2 和 2.85mol H2 2SO3(g),达到平衡时 SO3 为 n mol。在相同温度下,分别按下列配 N2 + 3H2,达 到平衡时容器内 N2 的百分含量为 a%,若维持容器的体积和温度不变,分别通入下列几组物

5. 将 2.0 mol SO2 气体和 2.0 mol SO3 气体混合于固定体积 的密闭容器中,在一定条件下发生 .... 比在相同密闭容器中放入起始物质,平衡时 SO3 等于 n mol 的是 A.1.6 mol SO2+0.3 mol O2+0.4 mol SO3 B.4.0 mol SO2+1.0 mol O2 C.2.0 mol SO2+1.0 mol O2+2.0 mol SO3 D.3.0 mol SO2+1.0 mol O2+1.0 mol SO3

4

【答案】 1. 【答案】 AD 【解析】 此题属等效平衡中的第一种情况,T、V 一定且 m+n≠p+q,用“极限转换法” 作出判断,将各选项中的物质的量换算成从正反应开始时 A 和 B 的物质的量。 2A(g) + B(g) A. B. C. 2. C 起始/mol 转换后/mol 起始/mol 转换后/mol 起始/mol 转换后/mol 0 2 2 2 0 2 1.9 2 3C(g) + D(g 0 1 1 1 0 1 0.95 1 3 0 3 3 4 1 0.15 0 1 0 0 0 1 0 0.05 0 【解析】这 平衡”题。首

起始/mol 3. AD4. A、 D。 D. 转换后/mol 是一个“等效

先判断等效平衡的类型为等温等容下的等效平衡,平衡等效的条件是“反应物的投料相当”。 投料相当如何体现在具体的物质当中呢?我们可以采用“一边倒”的极限法。 凡能与起始时反 应物 2molNH3 相同的,都可以得到 N2 的百分含量也为 a%,即为等效平衡。根据方程式 2NH3 N2 + 3H2 分析: A. 将 3molH2 和 1molN2 完全转化为 NH3,生成 NH32mol 与起始时反应物 2mol B. 2molNH3 和 1molN2,比起始时 2molNH3 多了 1molN2; C. 将 3molH2 和 2molN2 转化为 NH3 时生成 NH32mol,同时余 1mol N2,比起始时 2molNH3 多 了 1molN2; D. 将 0.95molN2 和 2.85molH2 完全转化为 NH3 时生成 NH3 1.9mol,再加上加入的 0.1mol NH3, 共为 2mol NH3,与起始时 2mol NH3 相同。 故本题正确答案为 A、D。 5. 答案:B 依据恒温恒容下建立等效平衡的条件:投料量相等,将备选项中 O2 完全转 化后,得如下数据:A.1.0 mol SO2+1.0 mol SO3 B.2.0 mol SO2+2.0 mol SO3 C.4.0 mol SO3 D.1.0 mol SO2+3.0 mol SO3 与题干比较,可知只有 B 符合题意。 答案:B NH3 相同;

【答案】 1. C 2. D 3. 通过分析 2SO2+O2→2SO3 知道,反应后 A 容器内的压强降低,B 容器内压强不变。我们可 以假设 A 先恒压,那么此时 A 与 B 就是完全一样的等效平衡,然后对 A 进行降压,平衡向 左移动,SO2 的转化率降低,从而得出 P<Q 的结论。B 4. 解析:恒温恒容条件下,建立等效平衡的条件有两种情况:①当反应物的计量数之和不 等于生成物的计量数之和时,必须投料量相等(若投料物质不一样,则应依化学方程式转化

5

后再作比较);②当反应物的计量数之和等于生成物的计算数之和时,投料比相等亦可(若投 料物质不一样,则应依化学方程式转化后再作比较)。依据前一种观点,可知 B 项可选;依 据后一种观点,可知 C 项可选。 答案:BC 5. B 【答案】 1. ABD 2. CD 3. 题设条件为恒温恒压,凡通入 SO2 和 O2 物质的量比与题干相同者都符合题意,不论 SO3 通入多少,都符合题意。 答案:ABC 4. ( C 5. ( C ) )

6

(II)同 T、V,△ V=0, 建立等效平衡的条件是:相同反应物的投料比相等 1. 在一个容积固定的密闭容器中充入 1molHI,建立如下平衡:H2(g)+I2 (g) 的转化率为 b%,则 a 与 b 的关系为 D.无法确定 2. 在一个 1L 的密闭容器中,加入 2molA 和 1molB ,发生下述反应: 2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(g)达到平衡时,C 的浓度为 1.2mol/L , C 的体积分数为 a% 。维持容器的体积和温 度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C 的浓度仍是 1.2mol/L 的是 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 D.4mol A+2mol B 3. 在相同体积的容器 A 和 B 内分别加入 2mol SO2 和 2mol O2。若 A 为恒容,B 为恒压。 当二者到达平衡状态时 A 内 SO2 的转化率为 P%, B 容器内 SO2 的转化率为 Q% A.P>Q B.P<Q C.P=Q D.无法比较 4. 在一固定容积的密闭容器中, 充入 2.0 mol A 和 1.0 mol B 发生如下反应: 2A(g)+B(g) xC(g)达到平衡后, C 的体积分数为 ? (C)。 若维持容器体积和温度不变, 改为充入 0.6 mol A、0.3 mol B 和 1.4 mol C 为起始物质,反应达平衡后,C 的体积分数也为 ? (C),则 x 可能 为 A.1 B.2 C.3 D.4 C(g)+3D(g) 5. 在一恒温恒容密闭容器中,A、B 气体可建立如下平衡: 2A(g)+2B(g) 6mol。下列叙述不正确的是: A.I、II 两途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成相同 B.I、II 两途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成不同 C.达到平衡时,途径 I 的 和途径 II 体系内混合气体平均相对分子质量相同 D.达到平衡时,途径 I 的气体密度为途径 II 密度的 1/2 A.a>b B.a<b 2HI(g),测 C.a=b 得 HI 的转化率为 a%。其他条件不变,在上述平衡体系中再充入 1mol HI,待平衡建立时 HI

现分别从两条途径建立平衡:I. A、B 的起始量均为 2mol;II. C、D 的起始量分别为 2mol 和

7

(III)同 T、P,对于任意可逆反应,建立等效平衡的条件是:相同反应物的投料比相等。 1. 在一个 1L 的密闭容器中,加入 2molA 和 1molB ,发生下述反应:2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)达到平衡时,C 的浓度为 1.2mol/L , C 的体积分数为 a% 。维持容器的压强和温度 不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C 的浓度仍是 1.2mol/L(或 C 的体积分数仍 是 a%)的是 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 D.4mol A+2mol B 2. 在恒温、恒压的条件下,向可变容积的密闭容器中充入 3L A 和 2L B,发生如下反应: 3A(g)+2B(g) xC(g)+yD(g),达到平衡时,C 的体积分数为 m%。若维持温度压强不变,将 0.6L A 、0.4L B、4L C、0.8L D 作为起始物质充入密闭容器中,达到平衡时 C 的体积分数仍为 m%,则 X、Y 的值分别为 A.x=3 y=1 B.x=4 y=1 C.x=5 y =1 D.x=10 y=2 3. 在一定条件下, 将 2.0 mol SO2 和 1.0 mol O2 通入下列容器中:活塞与大气相通,维持容器内 温度不变,平衡时 SO2 的质量分数为 w。则该容 器内充入下列物质,相同条件下达到平衡时,SO2 的质量分数也为 w 的是 A.4.0 mol SO2 和 2.0 mol O2 B.2.0 mol SO2、1.0 mol O2 和 3.0 mol SO3 C.3.5 mol SO3 D.2.2 mol SO2 和 1.8 mol O2 E.4.5 mol SO2、4.5 mol O2 和 1.2 mol SO3 4. 恒温恒压条件下,可逆反应 2SO2+O2 2SO3 在密闭容器中进行,起始时充入 1mol SO3,达到平衡时,SO2 的百分含量为 ω%,若再充入 1mol SO3 ,再次达到新的平衡时,的 百分含量为 A.大于 ω% B.小于 ω% C.等于 ω% D.无法确定 5. 某温度下,在容积可变的容器中,反应 2A(g)+B(g) 者的物质的量作如下调整,可使平衡右移动的是 增加 1mol D.均减少 1mol A.均减半 2C(g) ,达到平衡时, B.均加倍 C.均 A、B、C 的物质的量分别是 4mol、2mol、4mol。保持温度和压强不变,对平衡混合物中三

8

五、三种情况下解题举例(第二部分) :
(I 类)同 T、V,△ V≠0,建立等效平衡的条件是:反应物投料量相当。 1. 在一定温度下, 把 4molA 气体和 5molB 气体通入一定容积的密闭容器里, 发生以下反应: 4A(g)+5B(g) 4C(g)+6D(g) 当此反应进行到一定程度时, 反应混合物就处于化学平衡 状态。在该容器中,维持温度不变,令 a、b、c、d 分别代表初始加入 A、B、C、D 的物 质的量(mol) ,如果 a、b、c、d 取不同的数值,它们必须满足一定关系,才能保证达到 平衡时,反应混合物中几种物质的体积分数仍跟上述平衡时完全相同,请填写下列空白: (1)若 a=0,b=0,则 c= (2)若 a=1,则 c= 一个只含 b 和 c) 2. 某温度下,在 1L 的密闭容器中加入 1molN2、3molH2,使反应 N2+3H2 2NH3 达到平衡, ,d= ,d= 。 。

(3)a、b、c、d 取值必须满足的一般条件是(请用方程式表示,其中一个只含 a 和 c,另

测得平衡混合气体中 N2、3H2、NH3 分别为 0.6mol、1.8mol、0.8mol,维持温度和容器体 积不变,令 x、y、z 代表初始加入的 N2、H2、NH3 的物质的量(mol) 。如果 x、y、z 取不 同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体 的物质的量仍跟上述平衡时完全相同。请填写下列空白: (1)若 x=0,y=0,则 z= (2)若 x=0.75,则 y= 。 ,z= 。 。

(3)x、y、z 应满足的一般条件是(用含 x、y、z 的关系式表示)

3. 在一定温度下,把 2molSO2 和 1molO2 通入一个一定容积的密闭容器里,发生如下反应: 2SO2+O2 2SO3,当此反应进行到一定程度时,反应混合物就处于化学平衡状态。现在 该容器中, 维持温度不变, 令 a、 b、 c 分别代表初始加入的 SO2、 O2 和 SO3 的物质的量 (mol) 。 如果 a、b、c 取不同的数值,它们必须满足一定的关系,才能保证达到平衡时,反应混合 物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时完全相同,请填写下列空白: (1)若 a=0,b=0,则 c= (2)若 a=0.5 则 b= 一个只含 b 和 c) : 【答案】 1. 解析: (1)c= 4 ,d= 6 。 (2)c= 3 ,d= 4.5 。 (3)a+c=2, b+5c/4=5 2. 【解析】 (1)加入 2molNH3,完全分解即为 1molN2、3molH2,所以与原平衡等效。 (2)欲与原平衡等效,将 NH3 完全分解后容器中应为 1molN2、3molH2,现 N2 为 0.75mol, 则还须 0.25mol,根据方程式可用 0.5molNH3 提供,0.5molNH3 分解还产生 0.75 molH2,则 H2 起始时应加 3mol-0.75mol=2.25mol。 (3) 将 zmolNH3 完全分解后, 可得 ,c= 。 。 。

(3)a、b、c 取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示,其中一个只含 a 和 c,另

x 3z mol N2、 molH2, 与起始时加入的量之和必须是 1molN2 z 2 3z ? 1, y ? ?3 2、3molH2 才与已知平衡等效。即 x ? 2 2 z 3z ?3 【答案】 (1)2mol (2)y=2.25mol、z=0.5mol (3) x ? ? 1 , y ? 2 2
9

3. 【解析】 在一定温度下,对于平衡体系 2SO2+O2 态,据此可得出第(1)问的答案为 c=2。 第(2) 、 (3)问可以通过一次计算来得到解答。

2SO3 来说,无论是从 2molSO2

和 1molO2 的混合物开始反应,还是从 2molSO3 开始反应,都将达到完全相同的化学平衡状

设反应在题设条件下(2molSO2 和 1molO2 的混合物) ,反应一段时间后生成的 SO3 的物质的 量为 xmol,则有 2SO2 + O2 起始物质的量(mol) 2 一段时间后物质的量(mol)2-x 2SO3 1 0 x

x 依题意,若令 a=2-x,b=1- ,c=x,则以此为起始反应物的任一组反应达平衡时,都能 2
与题设的化学平衡状态完全相同。 由上面三式消去 x 可得: a+c=2,2b+c=2,这就是第(3)问的解。 将 a=0.5 代入上式可得 b=0.25,c=1.5,这就是第(2)问的解。 【答案】 (1)2 (2)0.25 1.5 (3)a+c=2,2b+c=2

x 1- 2

(II)同 T、V,△V=0, 建立等效平衡的条件是:反应物投料比相当。 1. 在一固定体积的密闭容器中,保持一定条件下发生如下反应:X(g)+2Y(g) 加入 1molX 和 3molY,达到平衡时生成 amolZ。 (1)在相同实验条件下,若加入 2molX 和 6molY,达到平衡时,生成的 Z 的物质的量为 mol。 (2)在相同实验条件下,若在同一个容器中改为加入 2molX 和 8molY,若要求在达到平衡 时混合气体中 Z 的体积分数不变,则还需加入 Z molZ, 才能使达到平衡时混合气体中 Z 为 0.9amol。 2. 在一个固定体积的密闭容器中, 保持一定温度, 进行以下反应: H2(g)+Br2(g) 2HBr(g), 已知加入 1 mol H2 和 2 mol Br2 时,达到平衡后生成 a mol HBr(见下表的“已知”项),在相 同条件下,且保持平衡时各组分的含量不变,对下列编号(1)~(3)的状态,填写表中的空白。 编号 已知 (1) (2) (3) m n(n≥2m) 起始状态(mol) H2 1 2 Br2 2 4 HBr 0 0 1 0.5 a 平衡时 HBr(g) 物质的量(mol) a mol。 molY 和 (3)在相同实验条件下,若在同一个容器中改为加入 0.5molX,则还需加入 3Z(g),已知

3. 在 一 固 定 容 积 的 密 闭 容 器 中 , 保 持 一 定 温 度 , 在 一 定 条 件 下 进 行 如 下 反 应 A(g)+2B(g) 3C(g),已知起始时加入 1molA(g)和 3mol B(g),达平衡后,生成 amol C(g)。 (1)当反应达到平衡时,C(g)在反应混合气中的体积分数为___________(用字母 a 表示)。 (2)相同实验条件下,若在同一容器中改为开始加入 2molA 和 6mol B,达平衡时 C 的物质
10

的量_______mol(用字母 a 表示)。此时 C 在反应混合物中的体积分数为_____________(填 “增大” 、 “减少” 、或“不变” ) 。 (3)相同实验条件下,若在同一容器中改为开始时加入 2molA 和 8mol B,达平衡时,要求 C 在混合物中体积分数与(2)相同,则开始时还需加入___________mol C。 【答案】 1. 解析: “平衡不因压强的改变而移动”是此题一个很重要的已知条件。 H2(g)+Br(g) 2HBr(g) ~ n 平(HBr)

(m+0.5x)∶(n+0.5x)∶y=1∶2∶a 解之,x=2(n-2m),y=(n-m)a。 答案:(1)2a (2)0 0.5 (3)2(n-2m) (n-m)a 2. 解析: (1) 、 2a mol。 (2) 、 6 mol。 (3) 、 1.9 molY 和 1.2 molZ 3.(1)_____a/4____(2)___2a___mol __不变____(3)__6___mol C。

(III)同 T、P,对于任意可逆反应,建立等效平衡的条件是:相同反应物的投料比相等。 1.在一定温度下,把 2 体积 N2 和 6 体积 H2 通入一个容积不变的容器中,容器中发生以下反 应: N 2 ? 3H 2

2 NH 3 (正反应放热) ,若反应达到平衡后,测得混合气体的体积为 7 体

积。据此回答下列问题: (1)保持上述反应温度不变,设 a、b、c 分别代表初始加入的 N2、H2 和 NH3 的体积,如果反 应达到平衡后混合气体中各气体的体积分数仍与上述平衡相同,那么: ①若 a=1, c=2, 则 b=_________。 在此情况下, 反应起始时将向_________ (填 “正” 或 “逆” ) 反应方向进行。 ②若需规定起始时反应向逆反应方向进行,则 c 的取值范围是_________。 (2)在上述装置中,若需控制平衡后混合气体为 6.5 体积,则可采取的措施是_________, 原因是_________。 C( g ) 2. 恒温、恒压下,在一个容积可变的容器中发生如下反应: A(g) ? B(g) (1) 若开始时放入 1mol A 和 1mol B, 达到平衡后, 生成 a mol C, 这时 A 的物质的量为_____ mol。 (2)若开始时放入 3mol A 和 3mol B,达到平衡后,生成 C 的物质的量为_________mol。 (3)若开始时放入 x mol A、2mol B 和 1mol C,达到平衡后,A 和 C 的物质的量分别为 y mol 和 3a mol,则 x=________,y=________。平衡时,B 的物质的量________(填编号) 。 (甲)大于 2mol (乙)等于 2mol (丙)小于 2mol (丁)可能大于、等于或小于 2mol (4) 若在 (3) 的平衡混合物中再加入 3mol C, 待再次达到平衡后, C 的物质的量分数是____。 (二)若维持温度不变,在一个与(一)反应前起始体积相同,且容积固定的容器中发
11

生上述反应。 (5)开始时放入 1mol A 和 1mol B 到达平衡后生成 b mol C。将 b 与(1)小题中的 a 进行比较__________(填编号) 。作出此判断的理由是____________。 (甲)a>b(乙)a<b(丙)a=b(丁)不能比较 a 和 b 的大小 3. 在恒温恒压下,向可变容积的密闭容器中充入 1 mol N2 和 3 mol H2 进行反应,测得平衡 时 N2、H2、NH3 的物质的量为 m、n、g ( mol),如果温度、压强不变,只改改变初始物质的 物质的量,而要求 m、n、g 都维持不变,则加入 N2、H2、NH3 的物质的量用 x、y、z (mol) 表示时应满足条件。 (1) 若 x = 0 y = 0 则 z= (2) 若 x = 0.75 y = z= (3) 要求 m、n、g 都维持不变,x、y、z 应满足的一般条件是(用含 x、y、z 的两个方 程式表示) (4) 若维持各组分含量不变,则加入 N2、H2、NH3 的物质的量用 x、y、z (mol)表示时 应满足条件是 。 【答案】 1. 解析: (1)①化学反应: N 2 ? 3H 2

2 NH 3 在定温、定容下进行,已知起始时各

物质的体积分别为 1 体积 N2、 b 体积 H2 和 2 体积 NH 3 。 根据 “等价转换” 法, 将 2 体积 NH 3 通过反应的化学计量数之比换算成 N 2 和 H 2 的体积,则相当于起始时有(1+1)体积 N 2 和 (b+3)体积 H 2 ,解得 b=3。 因反应前混合气体为 8 体积,反应后混合气体为 7 体积,体积差为 1 体积,由差量法可 解出平衡时 NH 3 为 1 体积;而在起始时, NH 3 的体积为 c=2 体积,比平衡状态时大,为达 到同一平衡状态, NH 3 的体积必须减小,所以平衡逆向移动。 ②若需让反应逆向进行,由上述①所求出的平衡时 NH 3 的体积为 1 可知, NH 3 的体积 必须大于 1,最大值则为 2 体积 N 2 和 6 体积 H 2 完全反应时产生的 NH 3 的体积,即为 4 体 积,则 1 ? c ? 4 。 (2)由 6.5<7 可知,上述平衡应向体积缩小的方向移动,亦即向放热方向移动,所以 采取降温措施。 C(g) 知,反应达平衡后,若有 a mol C 生 2. 解析: (一) (1)由反应 A(g) ? B(g) 成,则必有 a mol A 物质消耗,此时剩余 A 的物质的量为(1-a)mol。 (2)在恒温、恒压下,若投放 3mol A 和 3mol B,则所占有的体积为(1)中的 3 倍。 由于 A、B 的投放比例与(1)相同,故平衡时与(1)等效,而 C 的物质的量为 3a mol。 (3)由于达到平衡时 C 的物质的量为 3a mol,故此平衡状态与(2)完全相同。若把 C 的物质的量完全转化为 A 和 B,A、B 的物质的量应与(2)完全相等。 A(g) ? B(g) C( g ) 起始(mol) : x 2 1
12

将 C 转化为 A、B(mol) : 平衡时(mol) : 据题意有:

x+1 y

2+1 3-3a

0 3a

y x ?1 1 1 ? ,解得 x ? 2 ; ? ,解得 y=3-3a。 2 ?1 1 3 ? 3a 1

通过上述可知,平衡时 B 的物质的量为(3-3a)mol,由于该反应起始时投放的物质为 A、B、C 均有,即从中间状态开始达到平衡,故平衡可能向左、向右或不移动,也即 3a 可 3a ? 1 ) 能大于、小于或等于 1(不移动时, 3 ? 3a ? 2, ,故(3)中 B 的物质的量应为(丁) 。 (4)在(3)的平衡中,再加入 3mol C,所达到的平衡状态与(1) 、 (2) 、 (3)皆为等 效状态,通过(1)可求出 C 的物质的量分数为

a mol a ? ,也 (1 ? a )mol ? (1 ? a )mol ? a mol 2 ? a

就是在(3)的平衡状态时 C 的物质的量分数。 (二) (5)因此时容器的容积不变,而(1)中容器的容积缩小, (5)小题中容器相当 于在(1)的基础上减压,则平衡逆向移动,故反应达到平衡后 a>b,即应填(甲) 。 3. 解: N2 + 3 H 2 ≒ 2 N H 3 初1: 1 3 0 极限转化 0 0 2 ∴ x=0 y=0 则 z= 2 初 2: 0.75 3-0.25×3 0.25×2 ∴ x = 0.75 y = 2.25 z = 0.5 (3) N2 + 3 H 2 ≒ 2 N H 3 初1: 1 3 0 平1: m n g 初2: x y z 等效于 x+z/2 y+3z/2 0 (极限转化) 平2: m n g ∴ 两平衡为等同平衡 ∴ x+z/2 = 1 y+3z/2 = 3 (4) N2 + 3 H2 ≒ 2 N H3 初1: 1 3 0 平 1 :???????????? 初2: x y z 等效于 x+z/2 y+3z/2 0 (极限转化) 平 2 :???????????? 现要求维持各组分含量不变 ∴ 两平衡为等效平衡 ∴ (x+z/2) : (y+3z/2)= 1 :3 ∴ x :y = 1 :3 此时,与 z 量无关,平衡时各组分含量对应相等, 各组分的物质的量不一定分别为 m、n、 g,是 m、n、g 的相同的倍数。 依上述分析,解决等效平衡问题 aA +bB ≒ cC + dD (A、B、C、D 均为气体)主要分清:

六、我的部分解题过程:

13

七、等效平衡试题精选精练(能力提升型)
i

.如右图,向 A 充入 1molX、1molY,向 B 中充入 2molX、2molY,起始时 A、B 的

体积相等都等于 a L,在相同温度和催化剂存在的条件下,关闭活塞 K,使两容器中各自发 生下述反应,X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(g);ΔH<0。A 保持恒压,B 保持恒容,达平衡时,

A 的体积为 1.4aL。下列说法错误的是 A 反应速率:v(B)>v(A) B A 容器中 X 的转化率为 80% C 平衡时的压强:PB=2PA D 平衡时 Y 体积分数:A>B
ii

. 相同容积的四个密闭容器中进行同样的可逆反应: 2X(g)+Y(g)

3W(g)+2Z(g)

起始时四个容器所装 X、Y 的量分别为:甲(X:2mol,Y:1mol) 乙(X:1mol,Y:1mol) 丙(X:2mol,Y:2mol) 丁(X:1mol,Y:2mol)在相同温度下,建立平衡时,X 或 Y 的转化率大小关系为 A X 的转化率为:甲<丙<乙<丁 B X 的转化率为:甲<乙<丙<丁 C Y 的转化率为:甲>丙>乙>丁 D Y 的转化率为:丁>乙>丙>甲
iii

.如图用注射器(50mL 或更大些的)吸入约 20mL NO2 和 N2O4 的混合气体(使注射

器的活塞达到Ⅰ处) 。吸入气体后,将细管端用橡皮塞加以封闭。然后把注射器的活塞往外 拉到Ⅱ处。观察当活塞反复地从Ⅱ到Ⅰ及从Ⅰ到Ⅱ时,管内混合气体颜色的变化。

Ⅰ Ⅱ iv.在如图所示的三个容积相同的三个容器①、②、③进行如下的反应: 3A(g)+B(g) 2C(g) (正反应放热)

(1)若起始温度相同,分别向三个容器中充入 3mol A 和 1mol B,则达到平衡时各容 器中 C 物质的百分含量由大到小的顺序为 (填容器编号)

(2)若维持温度不变,起始时②中投入 3mol A、1mol B; ③中投入 3mol A、1mol B 和 2mol C,则达到平衡时,两容器中 B 的转化率② ③(填<、>或=)
14

(3)若维持②③容器内温度和压强相等,起始时在②中投入 3molA 和 1molB,在③中 投入 amol A 和 bmol B 及 cmol C,欲使达平衡时两容器内 C 的百分含量相等,则两容器中 起始投料量必须满足(用含 A、B、C 的关系式表达) :
v

.有 a、b 两个极易导热的密闭容器,a 保持容积不变,b 中的活塞可上下移动,以保

持内外压强相等。在相同条件下将 3mol A,1mol B 分别同时混合于 a、b 两容器中,发生反 应:3A(g)+B(g) 2C(g)+D(g)

(1)达到平衡时,a 中 A 的浓度为 M mol/L。C 的浓度为 N mol/L,b 中 A 的浓度为 m mol/L,C 的浓度为 n mol/L,则 M____m;N_____n(填>、<、=、无法比较) (2)保持温度不变,按下列配比分别充入 a、b 两容器,达平衡后,a 中 C 的浓度为 N mol· L
-1

的是

,b 中 C 的浓度为 n mo1· L

-1

的是

。 C 2mol C+1mol B+1mol D

A 6mol A+2mol B D 2mol C+1mol D

B 3mol A+2mol C

E 1.5mol C+0.5mol B+1mol C+0.5mol D


(3)若将 2mol C 和 2mol D 充入 a 中,保持温度不变,平衡时 A 的浓度为 W mol· L 1, C 的浓度为 Y mol· L 1,则 W 和 M,Y 和 N 之间的关系为 W___M,Y___N。


(4)保持温度不变,若将 4mol C 和 2mol D 充入 a 中,平衡时 A 的浓度为 R mo1· L 1,


则 A R=2M
vi

B R<M

C M<R<2M

D R>2M

.I.恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下发应: A(g)+B(g) C(g)

(1)若开始时放入 1molA 和 1molB,到达平衡后,生成 a molC,这时 A 的物质的量 为 mol。 (2)若开始时放入 3molA 和 3molB,到达平衡后,生成 C 的物质的量为 mol。

(3)若开始时放入 x molA,2molB 和 1molC,到达平衡后,A 和 C 的物质的量分别是 ymol 和 3a mol,则 x= 平衡时,B 的物质的量 (甲)大于 2 mol (丙)小于 2 mol 作出此判断的理由是 mol,y= mol。

(选填一个编号)

(乙)等于 2 mol (丁)可能大于、等于或小于 2mol 。

(4)若在(3)的平衡混合物中再加入 3molC,待再次到达平衡后,C 的物质的量分数 是 。 II.若维持温度不变,在一个与(1)反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生 上述反应。 (5)开始时放入 1molA 和 1molB 到达平衡后生成 b molC。将 b 与(1)小题中的 a 进 行比较 (选填一个编号) 。

15

(甲)a<b (乙)a>b (丙)a=b (丁)不能比较 a 和 b 的大小 作出此判断的理由是 。

16

参考答案 w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

i C、D ii A iii 发生可逆反应:2NO2 N2O4,从反复观察上面的实验现象可知,把注射器的活塞往

外拉时,管内体积增大,气体的压强减小,浓度减小,混合气体的颜色先变浅又逐渐变 深, 逐渐变深是因为平衡向逆反应的方向移动, 生成了更多的 NO2, 但是颜色比开始浅, 说明 NO2 在最后平衡的浓度比开始小;把注射器的活塞往里压,管内体积减小,压强增 大,浓度增大,混合气体的颜色先变深又逐渐变浅,逐渐变浅是因为平衡向正反应的方 向移动,生成了更多的 N2O4,但是颜色比开始深,说明 NO2 在最后平衡的浓度比开始 大。 iv (1)③②① (3) =3

v (1)< < (2)D、E A、D、E (3)> < (4)C vi (1) (1-a) (2)3a (3)2 3-3a 丁 若 3a>1,B 的物质的量小于 2mol;若 3a ? 1 ,B 的物质的量等于 2mol; 若 3a<1,B 的物质的量大于 2mol (4)

(5)乙 因为(5)小题中容器容积不变,而(1)小题中容器的容积缩小,所以(5) 小题的容器中的压力小于(1)小题容器中的压力,有利于逆向反应,故反应达到平衡 后 a>b。

a 2?a

17


相关文章:
等效平衡问题小结
等效平衡问题小结_理化生_高中教育_教育专区。等效平衡问题小结一、定义:等效平衡:在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,不管是从正反 应开始,还是...
等效平衡问题小结
等效平衡问题小结_理化生_高中教育_教育专区。等效平衡问题小结一、定义:等效平衡:在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,不管是从正反 应开始,还是...
等效平衡专题小结
等效平衡专题小结_理化生_高中教育_教育专区。等效平衡专题小结 一、三类等效平衡...二、充入气体化学平衡移动方向和转化率或百分数变化的问题 (一)充入气体化学...
等效平衡自己瞎总结带答案
等效平衡自己瞎总结带答案_高三理化生_理化生_高中教育_教育专区。选修四化学平衡经典题C (3)a、b、c 取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示,其中一个只...
等效平衡知识小结与练习
等效平衡专题小结与练习一、等效平衡的概念 在相同的条件下,对同一个可逆反应,...二、充入气体化学平衡移动方向和转化率或百分数变化的问题 2 (一)充入气体化学...
对一个等效平衡问题的处理
小结: 应用两次改变解决等效平衡问题时, 一般先建立等同平衡体系, 再通过加压或改变用量恢复题目起始条件。 因此,研究等效平衡题时,一看外界条件(定温定容或定温定...
等效平衡及应用--知识点总结
等效平衡及应用--知识点总结_理化生_高中教育_教育专区。等效平衡的概念、建立途径、恒温恒容与恒温恒压等效平衡应用时的规律、平衡转化率在应用中的3条规律、化学...
化学等效平衡解题技巧总结
如要投诉违规内容,请到百度文库投诉中心;如要提出功能问题或意见建议,请点击此处进行反馈。 化学等效平衡解题技巧总结 化学等效平衡解题技巧总结,让你快人一步。化学...
高中化学等效平衡大总结
高中化学等效平衡大总结_理化生_高中教育_教育专区。化学等效平衡解题技巧 一、...我们常采用 “等价转换”的方法,分析和解决等效平衡问题 三、例题解析 I 类: ...
等效平衡问题
等效平衡问题_理化生_高中教育_教育专区。[教学案]等 效 平 衡 问 题 及 ...达到平衡时,Ⅰ途径混合气体密度等于Ⅱ途径混合气体的密度 [小结] 若恒温、恒容...
更多相关标签:
等效平衡 | 等效平衡ppt | 等效平衡专题训练 | 化学等效平衡 | 高中化学等效平衡 | 等效平衡讲解 | 等效平衡讲解视频 | 化学等效平衡解题技巧 |