等效平衡问题及解题技巧.docx

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等效平衡问题及解题技巧

专题一、等效平衡问题

1、定义：

在相同条件下（定温定容或定温定压），对同一可逆反应，由于起始有关物质的量“相当”，无论从正反应开始还是从逆反应开始，均可达到平衡，且任何组分的含量（通常为百分含量）相同，这样的平衡互称为等效平衡。

2、等效平衡的类型及建立等效平衡的条件

规律一:

恒温恒容条件下,对于任何（无论反应前后气体分子数是否相同）可逆反应,如果起始加入物质的物质的量不同,按化学方程式中的化学计量关系换算成同一方向的物质（即“一边倒”）后,各组分的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效,平衡时,同种组分的体积分数、物质的量浓度、物质的量均相同（也可叫全等平衡）。

如:

mA（g）+nB（g）

pC（g）+qD（g）

起始

mmolnmol00

起始

00pmolqmol

上述两种情况投料不同,但是将

中投料“左边倒”后,四种物质的物质的量均同

相同,

因此两种情况可达到等效平衡，平衡时，同种组分（如A）的体积分数、物质的量浓度、物质的量均相同。

例1.在一固定体积的密闭容器中通入2molA和1molB发生反应

2A（g）+B（g）

3C（g）+D（g）

反应达到平衡时，测得C的物质的量浓度为wmol/L.若维持容器的容积不变，按下列四种配比做起始浓度，达平衡后，C的浓度仍维持wmol/L的是（）

A、4molA+2molBB、2molA+1molB+3molC+1molD

C、3molC+1molD+1molBD、3molC+1molD

例2、在固定体积的密闭容器中，加入2molA,1molB,发生反应：

A（g）+B（g）

2C（g）达到平衡时，C的质量分数为ω%,在相同条件下按下列情况充入物质达到平衡时C的质量分数仍为ω%的是（）

2molB,2molC

例3、在一个固定体积的密闭容器中，保持一定浓度，进行以下反应：

4A（g）+5B（g）

4C（g）+6D（g）,已知加入4molA和5molB时，反应进行到一定程度时，反应混合物就处于平衡状态，现在该容器中，保持温度不变，令a,b,c,d分别代表初始加入的A,B,C,D的物质的量，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=,d=.

（2）若a=1,则b=,c=,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,另一个只含b和c）:

.

规律二:

恒温恒压条件下,对于任何（无论反应前后气体分子数是否相同）可逆反应,如果起始加入物质的物质的量不同,按化学方程式中的化学计量关系“一边倒”后,各组分的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效，平衡时,同种组分的体积分数、物质的量浓度相同，但物质的量不同。

如:

mA（g）+nB（g）

pC（g）+qD（g）

起始

mmolnmol00

起始

00

起始

上述三种情况投料不同,但

两种情况“左边倒”后,n（A）和n（B）的比值均同

相同，因此三种情况可达到等效平衡，平衡时，同种组分（如A）的体积分数、物质的量浓度相同，但物质的量不同。

例4．恒温恒压下，在一个可变容积的密闭容器中发生如下反应：

A（g）+B（g）

C（g）

开始时放入1molA和1molB,达到平衡后，生成amolC.

（1）若开始时放入3molA和3molB,达到平衡后，生成C的物质的量为mol

（2）若开始时放入xmolA、3molB和1molC,达到平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3amolx=,y=

规律三:

恒温恒容条件下,对于反应前后气体分子数相同的可逆反应，如果起始加入物质的物质的量不同，按化学方程式中的化学计量关系“一边倒”后,各组分的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效，平衡时,同种组分的体积分数相同，但物质的量浓度、物质的量不同。

如：

H2（g）+I2（g）

2HI（g）

起始

1mol1mol0

起始

004mol

起始

0

上述三种情况投料不同,但将

中投料“左边倒”后三种情况下n（H2）和n（I2）的比值相同，

可认为

容积减半（压强加倍）得到，

可认为容积加倍（压强减半）得到，压强改变平衡不移动，所以三种情况可达等效平衡。

三种情况达到平衡时，同种组分（如H2）的体积分数相同，物质的量及物质的量浓度不相同。

例5.有甲、乙两个容积相等的恒容密闭容器，向甲容器中通入6molA和2molB,向乙容器中通入、和3molC,将两容器的温度恒定在770K，使反应

3A（g）+B（g）

xC（g）达到平衡，此时测得甲、乙两容器中C的体积分数都是，试回答下列有关问题：

（1）若平衡时，甲、乙两容器中A的物质的量不相等，则x=；若平衡时甲、乙两容器中A的物质的量不相等,则x=.

（2）平衡时，甲、乙两容器中A、B的物质的量之比是否相等（填“相等”或“不相等”），平衡时甲中A的体积分数为

（3）若平衡时两容器中的压强不相等，则两容器中压强之比为

3、等效平衡的解题思路

（1）分析是否属于等效平衡问题

（2）属何种类型的等效平衡

（3）选择建立平衡的条件（极值法）

练习

1.在t℃时，向一容积不变的密闭容器内放入1molA和1molB，发生如下反应：

A（g）+B（g）

C（g）+2D（g）.达到平衡时C的含量m%,保持温度不变，若按下列配比将物质放入容器中，达到平衡时，C的含量仍为m%的是（）

和2molB,1molA和1molB

和2molD和1molD

2.在一定条件下，向一带活塞的密闭容器内充入2molSO2和1molO2,发生下列反应：

2SO2（g）+O2（g）

2SO3（g）,达到平衡后改变下列条件，SO3气体平衡浓度不改变的是（）

A.保持温度和容器体积不变，充入1molSO3B.保持温度和容器压强不变，充入1molSO3C.保持温度和容器压强不变，充入1molO2D.保持温度和容器压强不变，充入1molAr

3.恒温恒容下，有反应2A（g）+2B（g）

C（g）+3D（g），现从两条途径分别建立平衡。

途径

：

A、B的起始浓度均为2mol/L。

途径

：

C、D起始浓度分别为2mol/L和6mol/L，下列叙述错误的是（）

A.平衡时，体系内混合气体的百分组成相同

B.平衡时，途径

所得各组分浓度为途径

所得各组分浓度的一半

C.平衡时，途径

的反应速率v（A）等于途径

的反应速率v（A）

D.平衡时，途径

所得混合气体密度为途径

所得混合气体密度的一半

3.在一恒定的容器中充入2molA和1molB发生反应：

2A（g）+B（g）

xC（g）达到平衡后，C的体积分数为a%;若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量A为,B为,C为充入容器中，达到平衡后，C的体积分数仍为a%，则x的值为（）

A.只能为2B.只能为3C.可能为2，也可能为3D.任意值

4.Ⅰ.在一个固定体积的密闭容器中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Wmol/L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，若C的浓度仍为Wmol/L,该配比是（）

+2molB+1molD+1molB+2molA+1molD+1molB+1molD

Ⅱ.①若题中改为1molA,,,作为起始物质，达到平衡后，C的浓度是否仍为Wmol/L

②若题中A为L,B为,则C为mol,D为mol作为起始物质时，达到平衡后，C的浓度仍为Wmol/L.

③若题中改为amolA,bmolB,cmolC,dmolD作为起始物质，达到平衡后，C的浓度如果仍为Wmol/L，则a与c,b与d分别满足什么关系：

、

5.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=mol.

平衡时，B的物质的量（选一个编号）（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

（1）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。

（2）开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成bmolC,将b与

（1）小题中的d进行比较（选一个编号）（甲）ab（丙）a=b（丁）不能比较a和b的大小

作出判断的理由是

专题二、化学平衡问题的解题技巧及规律

一、当外界条件改变引起多方面因素发生改变时，可以通过构造一个中间状态来解题，思维模式为：

例1：

一真空密闭容器中盛有1molPCl5,加热到20℃时发生如下反应：

PCl5（g）

PCl3（g）+Cl2（g）反应达到平衡时，PCl5所占体积分数为M%,若在同一温度和同一容器中最初投入的是2molPCl5,反应达到平衡时PCl5所占的体积分数为N%，则M和N的正确关系是（）

>N

例2：

一定温度下，在容积固定的密闭容器中发生可逆反应2A（g）

B（g）并达到平衡，在相同条件下，若分别再向容器中通入一定量的气体A或气体B,重新达到平衡后，容器内A的体积分数与原平衡相比（）

A.都减小B.前者增大，后者减小C.都增大D.前者减小，后者增大

练习1：

某温度下，在固定容积的密闭中，可逆反应A（g）+3B（g）

2C（g）达到平衡，测得平衡时A,B,C物质的量之比n（A）:

n（B）:

n（g）=2:

2:

1,若温度保持不变，以2:

2:

1的物质的量之比再充入A,B和C，下列判断中正确的是（）

A.平衡向逆反应方向移动B.平衡不发生移动

C.C的质量分数增大D.C的质量可能减小

练习2：

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,C的物质的量分别为4mol,2mol和4mol,保持温度和压强不变，对平衡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

练习3：

在一密闭容器中,反应aA（g）

bB（g）达平衡后,保持温度不变,将容器体积增大一倍,当达到新的平衡时B的浓度是原来的60%,则（）

A.平衡向正反应方向移动了B.物质A的转化率减小了

C.物质B的质量分数增加了>b

练习4:

有两只密闭容器A和B,A容器有一个可移动活塞使容器内保持恒压，B容器保持恒容，起始时向两只容器中分别充入等量的体积比为2∶1的SO2和O2的混合气体，并使A和B容积相等.在保持400℃条件下使之发生反应:

2SO2+O2

2SO3,填写下列空白:

（1）达到平衡所需时间A比B,A中的SO2转化率比B.

（2）达到

（1）所述平衡后,若向两容器通入数量不多的等量氩气,A容器的化学平衡移动,B容器的化学平衡移动.

（3）达到

（1）所述平衡后,向两容器中通入等量的原反应气体,达到平衡后,A中的SO3体积分数（增大、减小、不变），B中的SO3体积分数

练习5:

在373K,把气体通入体积为500ml的真空密闭容器中立即出现红棕色,反应进行到2s时,NO2含量为,进行到60s时,达到平衡,此时容器内混合气体的密度是氢气密度的倍,则下列叙述中正确的是（）

A.开始2s内C（N2O4）的变化表示的反应速率为?

L-1?

s-1

B.达到平衡时体系内压强是开始时的倍

C.平衡时C（N2O4）为?

L-1

D.平衡后若压缩容器,减小体积,则再达平衡时NO2浓度下降

二、平衡正向移动与反应物的转化关系

1.由于温度或压强改变而引起平衡正向移动时，反应物的转化率必定增大。

2.由于增加反应物浓度引起平衡正向移动时，有以下几种情况：

（1）对于反应物（不考虑固体反应物）不只一种的可逆反应，如N2+3H2

2NH3,平衡时增加一种反应物浓度，平衡正向移动，另一种反应物的转化率增大，而自身的转化率却减小。

（2）对于反应物只有一种的可逆反应（并规定起始时只有反应物），若反应前后气体分子数不变，如2HI（g）

H2（g）+I2（g）,则无论增大或减小HI的浓度，HI的转化率都不改变，若反应后气体分子数减少，如2NO2（g）

N2O4（g）,则增大NO2的浓度，NO2的转化率增大；若反应后气体分子数增大，如2NH3

N2+3H2,则增大NH3的浓度，NH3的转化率减小。

专题三、化学平衡图象题的解法

1.步骤：

①一看面（即纵坐标与横坐标的意义），二看线（即线的走向和趋势），三看点（即起点、折点、交点、终点），四看辅助线（如等温线、等压线、平衡线等），五看量的变化（如浓度变化，温度变化，转化率变化等）。

②想规律：

联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。

③作判断：

根据图象中表现的关系与所学规律相比较，作出符合题目要求的判断。

2.原则：

①“定一议二”②“先拐先平”

例1.在一密闭体系中发生下列反应:

N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）（正反应放热）,下图是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线关系图.回答下列问题:

（1）处于平衡状态的时间段是

（2）t1,t3,t4时刻体系中分别是什么条件发生了变化t1:

t3:

t4:

（3）下列各时间段时,氨的体积分数最高的是（）

A.t0~t1B.t2~t3C.t3~t4D.t5~t6

例（g）+nB（g）

qC（g）反应在密闭容器中进行，如图表示反应过程中温度T,压强P与B%（气体B在混合气体中的百分含量）的关系曲线由曲线分析，下列结论正确的是（）

+n>q正反应为放热反应+n>q正反应为吸热反应

+n

例3.某一达到化学平衡状态的可逆反应：

mA（g）+nB（g）

pC（g）+qD（g）,如图表示A的转化率α（A）与温度，压强的关系，分析该图示可以得出的结论是（）

A.正反应吸热,m+n>p+qB.正反应吸热,m+n

C.正反应放热,m+n>p+qD.正反应放热,m+n

例4.可逆反应nX（g）+Y（g）

mZ（g）（正反应为放热反应）的x%（x%为x混合气体中的体积分数）与温度关系如右图所示，图中曲线上a,d点是代表平衡时x%与温度关系的两点，b,c两点是反应混合物未平衡时的两点，若研究与密闭容器中以定压进行反应，当V正>V逆时，则在右图中，表示此种情况下的点是

点。

例5.反应mA（g）+nB（g）

pC（g）+qD（g）,开始充入A,B或C,D,下图一,图二分别表示反应达到平衡后,改变温度、压强对反应速率及平衡的影响，下列判断正确的是（）

A.开始时充入A、B,m+n>p+q,正反应为放热反应

B.开始时充入A、B,m+n

C.开始时充入C、D,m+n>p+q,正反应为放热反应

D.开始时充入C、D,m+n

例6.可逆反应mA（g）+nB（g）

eC（g）+fD（g）,当其它条件不变时,C的体积分数φc与温度T、压强P的关系如图1和如图2所示，下列说法正确的是（）

A.达平衡后使用催化剂，C的体积分数变大

B.达平衡后升温，平衡左移

C.方程式系数m+n>e+f

D.达平衡后增加A的量有利于平衡向正反应方向移动