高考化学冲刺押题高考系列专项09等效平衡解题策略Word文件下载.docx

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A、4molA＋2molB

B、2molA＋1molB＋3molC＋1molD

C、3molC＋1molD＋1molB

D、3molC＋1molD

分析：

等效平衡的含义：

在一定条件〔恒温恒容或恒温恒压〕下，只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，任何相同组分的百分含量〔体积分数、物质的量分数等〕均相同，这样的化学平衡互称等效平衡。

对于一般可逆反应，在恒温恒容条件下，只改变起始加入的情况，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同，那么二平衡等效。

假设2molA和1molB能够完全反应，那么应生成3molC＋1molD，所以如果维持容器体积和温度不变，开始时向容器中加入3molC＋1molD，达到平衡时，与原平衡是等效平衡，那么C的浓度仍为amol·

答案：

D。

题型2：

反应前后气体体积不变的可逆反应在恒温、恒容条件下建立等效平衡

例2、可逆反应A（g）＋B（g）

2C（g）在固定容积的容器中进行，如果向容器中充入1molA和1molB，在某温度下达到平衡时，C的体积分数为m%；

假设向容器中充入1molC，在同样的温度下达到平衡时，C的体积分数为n%，那么m和n的关系正确的选项是〔〕

A、m>

nB、m<

nC、m=nD、无法比较

在恒温恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要按化学计量数换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量之比与原平衡相同，那么二平衡也为等效平衡。

假设1molC物质完全反应，可以生成0.5molA和0.5molB，投入量是第一种投料方式的一半，所以压强也是其一半。

但由于该反应是一个气体体积不变的反应，即压强对该反应的平衡状态没有影响，所以前后两个平衡仍然是等效平衡。

因此两个平衡中C的体积分数相等。

但在第二个平衡状态中C的浓度是第一个平衡状态的一半。

C。

题型3：

可逆反应在恒温、恒压条件下建立等效平衡

例3、在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中，保持一定温度和压强，进行以下反应：

N2＋3H2

2NH3。

加入1molN2和4molH2时，达到平衡后生成amolNH3〔见下表项〕。

在相同温度、压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变。

对以下编号①～③的状态，填写表中空白。

编号

起始状态物质的量n/mol

平衡时NH3的物质的量

n/mol

N2

H2

NH3

1

4

a

①

1.5

6

②

0.5a

③

m

g（g≥4m）

对于一般的可逆反应，在恒温恒压条件下，只要按化学计量数换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量之比与原平衡相同，那么达平衡后，与原平衡等效。

①因为从题干可知n（N2）∶n（H2）∶n（NH3）平衡＝1∶4∶a，所以①状态下n（N2）∶n（H2）∶n（NH3）平衡＝1.5∶6∶1.5a。

②起始状态时，有1molNH3，那么相当于起始时有N2和H2分别为0.5mol和1.5mol，按n（N2）∶n（H2）∶n（NH3）平衡＝1∶4∶a，可得②状态时n（N2）∶n（H2）∶n（NH3）平衡＝0.5∶2∶0.5a，所以原有N2和H2分别为0和0.5mol。

③设起始时n（NH3）为xmol，那么相当于N2和H2总量分别为（m＋

）mol和〔g＋

〕mol，那么〔m＋

〕∶〔g＋

〕＝1∶4，即可得x＝2（g－4m）

设为n（NH3）平衡ymol，可得：

4∶a＝〔g＋

〕∶y，即：

y＝〔g－3m〕·

a。

题型4：

通过建立等效平衡的中间状态，比较反应物转化率的大小以及平衡时某物质体积分数、浓度的大小

例4、体积相同的甲、乙两个容器中，分别充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：

2SO2＋O2

2SO3并达到平衡。

在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，假设甲容器中SO2的转化率为p%，那么乙容器中SO2的转化率为〔〕

A、等于p%B、大于p%C、小于p%D、无法判断

根据题意，甲、乙两容器可设为如下图装置。

2SO3是一气体总物质的量减少的反应。

甲容器保持体积不变，压强变小；

乙容器保持压强不变，体积减小，达到平衡状态时转化为状态丙。

假设乙中的活塞不移动，由于甲、乙两个容器的体积、温度相同，达到平衡时甲、乙两容器中存在的平衡是等效平衡，其中SO2的转化率也相等。

对于乙和丙两个状态，乙中压强小于丙中压强，因此丙中SO2转化率大于乙中SO2转化率。

由此可以判断出丙中SO2的转化率也大于甲中SO2的转化率。

所以正确答案为B。

【规律总结】对于气体参加的可逆反应，在温度恒定的条件下，涉及体积与压强以及平衡移动有关判断的问题时，可设计一些等效平衡的中间状态来进行求解。

这样能降低思维难度，具有变难为易、变抽象为直观的作用。

【高考在线】

例1：

在一定温度下，把2molSO2和1molO2通入一定容积的密闭容器中，发生如下反应，

，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分别代表初始时加入的

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相互关系，才能保证达到平衡状态时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡完全相同。

请填空：

〔1〕假设a=0，b=0，那么c=___________。

〔2〕假设a=0.5，那么b=___________，c=___________。

〔3〕a、b、c的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，另一个只含b和c〕

〔1〕假设a=0，b=0，这说明反应是从逆反应开始，通过化学方程式

可以看出，反应从2molSO3开始，通过反应的化学计量数之比换算成

和

的物质的量〔即等价转换〕，恰好跟反应从2molSO2和1molO2的混合物开始是等效的，故c=2。

〔2〕由于a=0.5<

2，这表示反应从正、逆反应同时开始，通过化学方程式

可以看出，要使0.5molSO2反应需要同时加入0.25molO2才能进行，通过反应的化学计量数之比换算成SO3的物质的量〔即等价转换〕与0.5molSO3是等效的，这时假设再加入1.5molSO3就与起始时加入2molSO3是等效的，通过等价转换可知也与起始时加入2molSO2和1molO2是等效的。

故b=0.25，c=1.5。

〔3〕题中要求2molSO2和1molO2要与amolSO2、bmolO2和cmolSO3建立等效平衡。

由化学方程式

可知，cmolSO3等价转换后与cmolSO2和

等效，即是说，

与amolSO2、bmolO2和cmolSO3等效，那么也就是与2molSO2和1molO2等效。

故有

。

例2：

在一个固定容积的密闭容器中，保持一定的温度进行以下反应：

加入1molH2和2molBr2时，达到平衡后生成amolHBr〔见下表项〕，在相同条件下，且保持平衡时各组分的体积分数不变，对以下编号①～③的状态，填写下表中的空白。

解析：

在定温、定容下，

建立起化学平衡状态，从化学方程式可以看出，这是一个化学反应前后气体分子数相等的可逆反应。

根据“等价转换”法，通过反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量之比与原平衡相同，那么达到平衡后与原平衡等效。

①因为标准项中n〔

起始〕：

n〔

n〔HBr平衡〕=1：

2：

a，将n〔H2起始〕=2mol，n〔Br2起始〕=4mol，代入上式得n〔HBr平衡〕=2a。

②参照标准项可知，n〔HBr平衡〕=0.5amol，需要n〔H2起始〕=0.5mol，n〔Br2起始〕=1mol，n〔HBr起始〕=0mol。

而现在的起始状态，已有1molHBr，通过等价转换以后，就相当于起始时有0.5molH2和0.5molBr2的混合物，为使n〔H2起始〕：

n〔Br2起始〕=1：

2，那么需要再加入0.5molBr2就可以达到了。

故起始时H2和Br2的物质的量应为0mol和0.5mol。

③设起始时HBr的物质的量为xmol，转换成H2和Br2后，那么H2和Br2的总量分别为〔

〕mol和〔

〕mol，根据

，解得

设平衡时HBr的物质的量为ymol，那么有

例3：

如下图，在一定温度下，把2体积N2和6体积H2通入一个带有活塞的容积可变的容器中，活塞的一端与大气相通，容器中发生以下反应：

〔正反应放热〕，假设反应达到平衡后，测得混合气体的体积为7体积。

据此回答以下问题：

〔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假设a=1，c=2，那么b=_________。

在此情况下，反应起始时将向_________〔填“正”或“逆”〕反应方向进行。

②假设需规定起始时反应向逆反应方向进行，那么c的取值范围是_________。

〔2〕在上述装置中，假设需控制平衡后混合气体为6.5体积，那么可采取的措施是_________，原因是_________。

〔1〕①化学反应：

在定温、定压下进行，要使平衡状态与原平衡状态等效，只要起始时

就可以达到。

起始时各物质的体积分别为1体积N2、b体积H2和2体积

根据“等价转换”法，将2体积

通过反应的化学计量数之比换算成

的体积，那么相当于起始时有〔1+1〕体积

和〔b+3〕体积

，它们的比值为

，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

为1体积；

而在起始时，

的体积为c=2体积，比平衡状态时大，为达到同一平衡状态，

的体积必须减小，所以平衡逆向移动。

②假设需让反应逆向进行，由上述①所求出的平衡时

的体积为1可知，

的体积必须大于1，最大值那么为2体积

和6体积

完全反应时产生的

的体积，即为4体积，那么

〔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。

例4：

〔一〕恒温、恒压下，在一个容积可变的容器中发生如下反应：

〔1〕假设开始时放入1molA和1molB，达到平衡后，生成amolC，这时A的物质的量为________mol。

〔2〕假设开始时放入3molA和3molB，达到平衡后，生成C的物质的量为_________mol。

〔3〕假设开始时放入xmolA、2molB和1molC，达到平衡后，A和C的物质的量分别为ymol和3amol，那么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〕假设在〔3〕的平衡混合物中再加入3molC，待再次达到平衡后，C的物质的量分数是___________。

〔二〕假设维持温度不变，在一个与〔一〕反应前起始体积相同，且容积固定的容器中发生上述反应。

〔5〕开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成bmolC。

将b与〔1〕小题中的a进行比较__________〔填编号〕。

〔甲〕a>

b

〔乙〕a<

〔丙〕a=b

〔丁〕不能比较a和b的大小

作出此判断的理由是____________。

〔一〕〔1〕由反应

知，反应达平衡后，假设有amolC生成，那么必有amolA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，假设投放3molA和3molB，那么所占有的体积为〔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3amol。

〔3〕由于达到平衡时C的物质的量为3amol，故此平衡状态与〔2〕完全相同。

假设把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。

起始〔mol〕：

x21

将C转化为A、B〔mol〕：

x+12+10

平衡时〔mol〕：

y3－3a3a

据题意有：

；

，解得y=3－3a。

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可能大于、小于或等于1〔不移动时，

〕，故〔3〕中B的物质的量应为〔丁〕。

〔4〕在〔3〕的平衡中，再加入3molC，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

，也就是在〔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，那么平衡逆向移动，故反应达到平衡后a>

b，即应填〔甲〕。

【题型探究】

对于气体参加的可逆反应，在温度恒定的条件下，涉及体积与压强以及平衡移动有关判断的问题时，可设计一些等效平衡的中间状态来进行求解。

【专题训练】

1、在t℃时，向2L密闭容器中放入1molA和1molB，发生以下反应：

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，假设按以下配比将物质放入容器中达到平衡时，C的含量仍为m%的是〔〕

A、2molA和1molBB、2molD和A、B、C各1mol

C、1molC和2molDD、1molC和1molD

2、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a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保持达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍和上述平衡时的完全相同。

请填写以下空白：

〔1〕假设a=0，b=0，那么c=_____________。

〔2〕假设a=0.5，那么b=_________和c=__________。

〔3〕a、b、c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，另一个只含b和c〕：

__________________________________________________。

3、在一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生反应：

2A〔g〕＋B〔g〕

3C〔g〕＋D〔g〕达平衡时，c〔C〕＝Wmol/L。

假设维持容器内体积和温度不变，按以下四种配比作起始物质，达平衡后，C浓度仍为Wmol/L的是〔〕

A、1molA＋0.5molB＋1.5molC＋0.5D

4、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〕

C〔g〕+3D〔g〕

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6mol。

以下表达不正确的选项是：

〔〕

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

5、在一个1L的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生下述反应：

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，按以下配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍是1.2mol/L的是〔〕

A、3molC+1molDB、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD

C、1molA+0.5molB+1.5molCD、4molA+2molB

6、在一固定容积的密闭容器中充入2molA和1molB，发生反应：

2A〔气〕+B〔气〕

xC〔气〕，达到平衡后，C的体积分数为W%。

假设维持容器体积和温度不变，按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始物质，达到平衡后，C的体积分数仍为W%，那么x值为〔〕

A、1B、2C、3D、4

7、在一个1L的密闭容器中，加入2molA