高中化学人教版必修四教学资料平衡常数等效平衡Word文档格式.docx
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答案 A
变式1在可逆反应中，平衡常数与反应进行的限度关系正确的是（ ）
A．K越大，反应程度越大B．K越大，反应程度越小
C．K的大小与反应程度无关D．升高温度，K增大
变式2．合成氨反应N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g）在某温度下达平衡时，各物质的浓度是c（N2）＝3mol/L，c（H2）＝9mol/L，c（NH3）＝4mol/L，求该温度时的平衡常数和N2、H2的起始浓度。
答案 7.32×
10－3mol－2·
L2 5mol/L 15mol/L
变式3.对于3Fe＋4H2O（g）
Fe3O4＋4H2（g），反应的化学平衡常数的表达式为（ ）
A．K＝
B．K＝
C．K＝
D．K＝
答案 D
中等
例题2将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：
①NH4I（s）
NH3（g）＋HI（g）
②2HI（g）
H2（g）＋I2（g）
达到平衡时，c（H2）＝0.5mol/L，c（HI）＝4mol/L，则此温度下反应①的平衡常数为（ ）
A．9B．16C．20D．25
答案 C
变式1X、Y、Z三种气体，取X和Y按1∶1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：
X＋2Y
2Z，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2，则Y的转化率最接近于（ ）
A．33%B．40%C．50%D．65%
变式2已知可逆反应：
M（g）＋N（g）
P（g）＋Q（g） ΔH>
0，请回答下列问题：
（1）某温度下，反应物的起始浓度分别为：
c（M）＝1mol/L，c（N）＝2.4mol/L；
达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________；
（2）若反应温度升高，M的转化率________（填“增大”“减小”或“不变”）；
（3）若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：
c（M）＝4mol/L，c（N）＝amol/L；
达到平衡后，c（P）＝2mol/L，a＝________；
（4）若反应温度不变，反应物的起始浓度为：
c（M）＝c（N）＝bmol/L，达到平衡后，M的转化率为________。
答案
（1）25%
（2）增大 （3）6 （4）41%
变式3在一个容积为500mL的密闭容器中，充入5molH2和2molCO。
在一定温度和一定压强下，发生如下反应：
2H2（g）＋CO（g）
CH3OH（g），经过5min后达到平衡状态。
若此时测得CH3OH蒸气的浓度为2mol/L，求：
（1）以H2的浓度变化表示的该反应的速率
（2）达平衡时CO的转化率
（3）该温度下的K
答案
（1）v（H2）＝0.8mol/（L·
min）
（2）50%
（3）0.028
提高
例题3．工业上通常采用CO（g）和H2（g）催化合成甲醇CH3OH（g）。
（1）在一定温度下，CO（g）+2H2（g）
CH3OH（g）△H=-128.8kJ/mol.若将10amolCO和20amolH2放入2L的密闭容器中，充分反应后测得CO的转化率为60%,则该反应的平衡常数为_________（用含a的代数式表示）。
若此时在向该容器中投入10amolCO、20amolH2和10amolCH3OH（g），判断平衡移动的方向是_________（填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”）；
与原平衡相比，CO的物质的量的浓度_________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）判断该反应达到平衡状态的依据是__________（填字母序号）。
A．混合气体的密度不变B．混合气体的平均相对分子质量不变
C．2V逆（H2）=V正（CO）D．容器内CO、H2、CH3OH的浓度之比为1：
2：
1
E.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
（3）一定条件下，在容积相同的三个密闭容器中，按不同的方式投入反应物，保持恒温、恒容。
测得反应达到平衡时的有关数据如下：
容器
甲
乙
丙
反应物投入量
1molCO、2molH2
1molCH3OH
2molCH3OH
平衡时数据
反应能量变化的绝对值（KJ）
a
b
c
反应物转化率
a1
a2
a3
则a+b=_________;
a1+a2__________1（填“>
”、“<
”或“=”）。
答案；
3/32a2正向移动增大BE128.8<
变式1一定温度下，在一个容积为1L的密闭容器中，充入1molH2（g）和1molI2（g），发生反应H2（g）+I2（g）
2HI（g），经充分反应达到平衡后，HI（g）的气体体积分数为50%，在该温度下，在另一个容积为2L的密闭容器中充入1molHI（g）发生反应HI（g）
H2（g）+
I2（g），则下列判断正确的是（）
A．第二个反应的平衡常数为1
B．第二个反应的平衡常数为0.05
C．第二个反应达到平衡时，H2的平衡浓度为0.25mol/L
D．第二个反应达到平衡时，HI（g）的平衡浓度为0.25mol/L
答案D
变式2．合成氨工业涉及固体燃料的气化，需要研究CO2与CO之间的转化。
为了弄清其规律，让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应：
C（s）＋CO2（g）
2CO（g）∆H，测得压强、温度对CO、CO2的平衡组成的影响如图所示：
回答下列问题：
（1）p1、p2、p3的大小关系是______________，欲提高C与CO2反应中CO2的平衡转化率，应采取的措施为。
图中a、b、c三点对应的平衡常数大小关系是____________。
（2）900℃、1.013MPa时，1molCO2与足量碳反应达平衡后容器的体积为V，CO2的转化率为_________，该反应的平衡常数K＝。
（3）将
（2）中平衡体系温度降至640℃，压强降至0.1013MPa，重新达到平衡后CO2的体积分数为50%。
条件改变时，正反应和逆反应速率如何变化？
_______，二者之间有何关系？
____________________。
（4）一定条件下，在CO2与足量碳反应所得平衡体系中加入H2和适当催化剂，有下列反应发生：
CO（g）＋3H2（g）
CH4（g）＋H2O（g）∆H1＝-206.2kJ/mol
CO（g）＋H2O（g）
CO2（g）＋H2（g）∆H2＝-41.2kJ/mol
①则二氧化碳与氢气反应转化为甲烷和水蒸气的热化学方程式是_________________。
②已知298K时相关化学键键能数据为：
化学键
H—H
O—H
C—H
E/（kJ·
mol-1）
436
465
413
1076
则根据键能计算，∆H1＝，它与上述实测值差异较大的原因可能是。
答案
（1）p1＜p2＜p3；
升高温度、降低压强；
Ka＝Kb＜Kc；
（2）66.7%；
（或用Kp计算：
＝3.2×
1.013MPa＝3.2416MPa）；
（3）正反应和逆反应速率均减小；
v（正）＜v（逆）；
（4）①CO2（g）＋4H2（g）
CH4（g）＋2H2O（g）∆H＝-165.0kJ/mol；
②-198kJ/mol；
反应温度、压强不同，键能数据不准确；
重难知识点二等效平衡
1．等效平衡
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，任何相同组分的分数（体积、物质的量）均相等，这样的化学平衡互称为等效平衡。
在等效平衡中，还有一类特殊的平衡，不仅任何相同组分的分数（体积、物质的量）均相同，而且相同组分的物质的量均相同，这类等效平衡又互称为同一平衡。
同一平衡是等效平衡的特例。
2．建立等效平衡的条件
对于一定条件下的某一可逆反应，无论从正反应开始还是从逆反应开始，都能达到平衡状态。
在其他条件不变的情况下，若要达到相同的平衡状态，主要取决于起始时反应物和生成物的配比。
3，注意事项：
①恒温恒压下或恒温恒容下，对于同一可逆反应
，若两初始状态有相同的物料关系，则达到化学平衡后两平衡等效且实为同一平衡。
此处的相同是指广义的相同，即只要通过可逆反应的化学计量数关系，换算成平衡式左右两边中某一边的物质的量，若两者相同则为有相同的物料关系。
②在恒温恒压下，对于同一可逆反应，若两初始状态具有相当的物料关系，则达到平衡后，两平衡互为等效平衡。
此处的相当是指按化学计量数换算成左右两边中同一边物质的物
质的量之比相同。
例题1在一个体积固定的密闭容器中加入2molA和1molB，发生反应：
2A（g）＋B（g）
3C（g）＋D（g），达到平衡时C的浓度为amol/L。
若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为amol/L的是（ ）
A．4molA＋2molB
B．2molA＋1molB＋3molC＋1molD
C．3molC＋1molD＋1molB
D．3molC＋1molD
变式1．在1L密闭容器中通入2molNH3，在一定温度下发生反应：
2NH3
N2＋3H2，达平衡时，N2的物质的量分数为a%，维持容器的体积和温度不变，分别通入下列几组物质，达到平衡时，容器内N2的物质的量分数仍为a%的是（ ）
A．3molH2和1molNH3
B．2molNH3和1molN2
C．2molN2和3molH2
D．0.1molNH3、0.95molN2、2.85molH2
例题1向某密闭容器中充入1molCO和2molH2O（g），发生反应：
CO＋H2O（g）
CO2＋H2。
当反应达到平衡时，CO的体积分数为x。
若维持容器的体积和温度不变，起始物质按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO的体积分数大于x的是（ ）
A．0.5molCO＋2molH2O（g）＋1molCO2＋1molH2
B．1molCO＋1molH2O（g）＋1molCO2＋1molH2
C．0.5molCO＋1.5molH2O（g）＋0.4molCO2＋0.4molH2
D．0.5molCO＋1.5molH2O（g）＋0.5molCO2＋0.5molH2
答案 B
变式1（双选）一定条件下将2molSO2和2molSO3气体混合于一固定容积的密闭容器中，发生反应：
2SO2（g）＋O2（g）
2SO3（g），平衡时SO3nmol。
在相同温度下，分别按下列配比在上述容器中放入起始物质。
平衡时SO3的物质的量可能大于n的是（ ）
A．2molSO2＋1molO2
B．4molSO2＋1molO2
C．2molSO2＋1molO2＋2molSO3
D．3molSO2＋1molO2＋3molSO3
答案 CD
变式2（双选）一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：
3C（g），若反应开始时充入2molA和2molB，达平衡后A的体积分数为a%。
其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a%的是（ ）
A．2molC
B．2molA、1molB和1molHe（不参加反应）
C．1molB和1molC
D．2molA、3molB和3molC
答案 AB
例题1某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A（g）＋B（g）
2C（g）达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。
保持温度和压强不变，对平行混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是（ ）
A．均减半 B．均加倍
C．均增加1molD．均减少1mol
变式1在一密闭的容器中充入2molA和1molB发生反应：
xC（g），达到平衡后，C的体积分数为w%；
若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量A：
0.6mol、B：
0.3mol、C：
1.4mol充入容器，达到平衡后，C的体积分数仍为w%，则x的值为（ ）
A．只能为2B．只能为3
C．可能为2，也可能为3D．无法确定
变式2在相同温度下（T＝500K），有相同体积的甲、乙两容器，且保持体积不变，甲容器中充入1gSO2和1gO2，乙容器中充入2gSO2和2gO2。
下列叙述中错误的是（ ）
A．化学反应速率：
乙>
甲B．平衡时O2的浓度：
C．平衡时SO2的转化率：
甲D．平衡时SO2的体积分数：
变式3在一个盛有催化剂的固定容积的密闭容器中，保持一定的温度，进行以下反应：
H2（g）＋Br2（g）
2HBr（g），已知加入1molH2和2molBr2时，达到平衡后生成amolHBr，在相同条件下，保持平衡时各组分的物质的量分数不变，对①～③的状态，填写表中的空白。
编号
起始状态物质的量/mol
平衡HBr物质的量/mol
H2
Br2
HBr
2
①
4
②
0.5a
③
m
n（n≥2m）
答案 ①2a ②0 0.5 ③2（n－2m） （n－m）a
综合训练
1，氨是重要的氮肥，合成原理为：
N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g） ΔH＝－92.4kJ/mol。
（1）写出平衡常数K的表达式______________，如果降低温度，该反应K值E，化学反应速率________，N2的转化率________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）在500℃、20MPa时，将N2、H2置于一个容积为2L的密闭容器中发生反应，反应过程中各种物质的量变化如图所示，回答下列问题：
110min内以NH3表示的平均反应速率：
________________________________________________________________________。
②在10～20min内：
NH3浓度变化的原因可能是（ ）
A．加了催化剂B．缩小容器体积C．降低温度D．增加NH3物质的量
③第1次平衡的时间为：
____________，第2次平衡的时间为：
____________，第1次平衡：
平衡常数K1＝
________________________________________________________________________
（带数据的表达式），第2次平衡时NH3的体积分数__________；
④在反应进行至25min时，曲线发生变化的原因：
________________________________________________________________________，
达第二次平衡时，新平衡的平衡常数K2K1，（填“大于”、“小于”或“等于”）。
答案
（1）K＝
增大 减小 增大
（2）①v（NH3）＝0.005mol/（L·
min） ②AB
③20～25min 35～40min
45.5%
④移走0.1molNH3 等于
2，Ⅰ.恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：
A（g）＋B（g）
C（g）
（1）若开始时放入1molA和1molB，到达平衡后，生成amolC，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xmolA、2molB和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3amol，则x＝____mol，y＝Emol。
平衡时，B的物质的量E（选填一个编号）。
（甲）大于2mol
（乙）等于2mol
（丙）小于2mol
（丁）可能大于、等于或小于2mol
做出此判断的理由是
（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bmolC。
将b与
（1）小题中的a进行比较________（选填一个编号）。
（甲）a＜b
（乙）a＞b
（丙）a＝b
（丁）不能比较a和b的大小
答案
（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）小题的容器中的压强小于
（1）小题容器中的压强，有利于逆向反应，故反应达到平衡后a＞b
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：
2NH3（g）（正反应为放热反应），已知加入1molN2和4molH2时，达到平衡后生成amolNH3（见下表）。
在相同温度、压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变，对表中编号①～③的状态，填写表中的空白。
已知
平衡时NH3的物质
的量/mol
N2
NH3
1.5
6
g（g≥4m）
答案 ①1.5a ②0 0.5 ③2（g－4m） （g－3m）a
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