高二选修化学反应原理等效平衡专题突破.doc
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等效平衡专题突破
一、等效平衡状态含义
1、某一可逆反应，在一定条件（T、c、p）下，经过不同的途径建立平衡时，各组分的百分含量（质量百分含量、体积分数、物质的量分数）对应相等的状态互称为等效平衡状态（简称等效平衡）。
比如，我们到达的目的地是郭店，可以从新郑或新村出发，也可以从郑州或龙湖出发，行走的方向可能相同也可能相反，走的途径不一样，路程也可能不相等，但最终目的是一样的，都是郭店，即都达到了相同的效果，就是等效的。
2、判断“等效平衡”的方法
（1）使用极限转化的方法将体系转化成同一方向的反应物或生成物。
（2）观察有关物质的量是否相等或成比例。
3、等效平衡规律
mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）
条件
反应前后气体分子数关系
等效条件
结果
恒温恒容
不相等
m+n≠p+q
极限转化后对应物质的物质的量相等
两次平衡时各组分百分含量、n、c均相同
相等
m+n＝p+q
极限转化后对应物质的物质的量比值相等
两次平衡时各组分百分量相同，n、c同比例变化，不一定相等
恒温恒压
不相等或相等
极限转化后对应物质的物质的量比值相等
两次平衡时各组分百分含量、c相同，n同比例变化
二、典例精析和变式演练
（一）恒温恒压
例1、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（g）+3H2（g）2NH3（g）。
已知加入1molN2和4molH2时，达到平衡后生成amolNH3，在相同温度、压强下，保持平衡时各组分的体积分数变。
对下列编号①～③的状态，填写表中的空白。
已知
编号
起始状态物质的量（mol）
平衡时NH3物质的量
N2
H2
NH3
1
4
0
a
①
1.5
6
0
1.5a
②
0
0.5
1
0.5a
③
1
5
2
2a
解析：
因转化率相同，故若都只加反应物，则起始量是几倍，则转化量是几倍，平衡量就是几倍，又因等压条件下物质的量之比等于体积之比，故起始量之比等于平衡量之比。
①和题干量之比是1.5，平衡之比就是1.5。
②的平衡量是题干平衡量的一半，则若没有NH3，只有N2、H2，则其物质的量应分别为0.5和2mol，又因1molNH3完全转化生成N20.5mol，H21.5mol，故原来的N2、H2分别为0mol和0.5mol。
③可同理推得。
例2、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＝mol。
平衡时，B的物质的量（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
作出此判断的理由是。
（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
作出此判断的理由是。
答案：
（1）1—a
（2）3a（3）23—3aD
a的范围为：
0（4）a/（2—a）（5）乙由于该反应正反应为气体体积减小的反应，故
（1）中为恒温恒压，相当于在II中容器的基础上增加压强，此时平衡正向移动，故可得：
a>b
解析：
（1）A（g）＋B（g）C（g）
平衡前：
110
变化：
aaa
平衡后：
1—a1—aa
（2）恒温恒压下，此平衡为等比：
故达平衡时，生成C应与
（1）成比例，为3amol
（3）极值转化法，
A（g）＋B（g）C（g）
平衡前：
x21
变化：
111
平衡后：
x＋1y3a
由平衡后C仍为3amol，即与
（2）中平衡状态相同，故有：
x＋1＝3得：
x＝2mol
y＝3—3a
（4）极值转化法：
将3molC转化为A、B：
A（g）＋B（g）C（g）
平衡前：
660
平衡后：
6—6a6—a6a
C的物质的量分数为：
6a÷[（6—6a）＋（6—6a）＋6a]＝a/（2—a）
因百分含量不变，也可由
（1）计算。
练习1、在一个活塞式的反应容器中，通入2molSO2和1molO2，于932K下发生化合反应并达到平衡，在保持恒温、恒压的条件下，再通入2molSO2和1molO2，下列叙述的内容完全正确的是（）
A．V正增大，V逆减小，平衡向正反应方向移动，SO3的百分含量增加
B．V正增大，V逆不变，平衡向正反应方向移动，SO3的百分含量增加
C．V正增大，V逆增大，平衡向正反应方向移动，SO3的百分含量增加
D．开始时V正增大，V逆减小，平衡向正反应方向移动；随后又逐渐恢复到原反应速率和原平衡状态，SO3的百分含量保持不变
练习2、在甲、乙两容器中各盛一定量的碳和二氧化碳（甲：
12g碳，22g二氧化碳。
乙：
20g碳，22g二氧化碳），在同温同压下进行反应，达到平衡时，两容器中二氧化碳的转化率的关系为（）A甲大于乙B甲小于乙C甲等于乙D不能确定
（二）、恒温恒容，左右气体系数相等
例1、在一个固定容积的密闭容器中，保持一定温度进行以下反应：
H2（g）+Br2（g）2HBr（g），已知加入1molH2和2molBr2，达到平衡时生成amolHBr。
在相同条件下，且保持平衡时各组分的体积分数不变，对下列编号①～③的状态，填写表中的空白：
已知
编号
起始状态物质的量（mol）
平衡时HBr物质的量
H2
Br2
HBr
1
2
0
a
①
2
4
0
2a
②
0
0.5
1
0.5a
③
m
g（g≥m）
2g－4m
（g－m）a
解析：
计算方法同恒温恒压下的例一，起始量是几倍，则转化量是几倍，平衡量就是几倍，根据比例计算。
③中因g≥m，故HBr可以有或没有，可设其物质的量为x，令其完全转化，则H2物质的量为（m+0.5x）mol，Br2物质的量为（g+0.5x）mol，
又因n（H2）：
n（Br2）=1：
2，故（m+0.5x）：
（g+0.5x）=1：
2，
解得x=2（g-2m）mol，即n（HBr）=2（g-2m）mol，令HBr完全转化，H2总的物质的量为（g-m）mol其量是原H2的（g-m）倍，则其平衡量也为（g-m）倍，即（g－m）amol。
练习1、在等温、等容条件下，有下列反应：
2A（g）+2B（g）C（g）+3D（g）现分别从两条途径建立平衡：
I：
A．B的起始浓度均为2mol/L;II：
C．D的起始浓度分别为2mol/L和6mol/L。
下列叙述正确的是（）
A．I、II两途径最终达到平衡时，体系内混合气的百分组成相同
B．I、II两途径最终达到平衡时，体系内混合气的百分组成不相同
C．达到平衡后，I途径混合气体密度与II途径混合气体密度相同
D．达到平衡时，I途径的VA=II途径的VA
练习2、某温度下，1molCO和1molH2O（气）在2L的密闭容器中发生：
CO＋H2OCO2＋H2的反应达到平衡，若在同样容器和温度下，起始时将1molCO2和1molH2投入，平衡时得到相同的各组分浓度，则下列各种起始投料量能得到相同平衡状态的是（单位：
mol）（）A．CO：
1H2O：
2B．CO：
0.5H2O：
0.5CO2：
0.5H2：
0.5
C．CO：
0.8H2O：
0.8CO2：
0.2H2：
0.2
D．CO：
0.1H2O：
0.1CO2：
0.9H2：
0.9
练习3、在容积相同的两个密闭容器中A和B保持温度为423K，若同时向A、B中加入amol及bmol的HI气体，且a>b，待反应：
2HI（气）H2（气）＋I2（气），达到平衡时，下列说法正确的是A．从反应开始到达到平衡，所需时间tA>tB
B．平衡时I2的浓度[I2]A＝[I2]B
C．平衡时I2蒸气在混合气体中的体积分数A容器中的大于B容器
D．HI的分解率aA＝aB
（三）、恒温恒容，左右气体系数不相等
典例精析1、某温度下，向某密闭容器中加入1molN2和3molH2，使之反应合成NH3，平衡后测得NH3的体积分数为m。
若温度不变，只改变起始加入量，使之反应平衡后NH3的体积分数仍为m。
假设N2、H2、NH3的加入量（单位：
mol）用x、y、z表示，应满足：
（1）恒定温度、体积
①若x=0，y=0，则z=_________；
②若x=0.75，y=_________，则z=_________；
③x、y、z应满足的一般条件是________
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