二深化点应用等效平衡模板速解化学平衡难题.docx

1、二深化点应用等效平衡模板速解化学平衡难题二、深化点应用等效平衡模板，速解化学平衡难题等效平衡原理1等效平衡的含义在一定条件(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，还是从正、逆反应同时开始，达到化学平衡状态时，同种物质的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)相同，这样的化学平衡互称等效平衡。2对等效平衡的理解(1)外界条件：通常是恒温恒容或恒温恒压。(2)平衡状态只与始态有关，而与途径无关(如不论反应从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始；投料是一次投放还是分成几次投放；反应容器经过扩大缩小，还是缩小扩大的过程)，只要起始浓度相当，就达到等效平衡

2、状态。3等效平衡的类型和特征等效类型条件恒温恒容恒温恒容恒温恒压起始投料“量”换算为同一半边时，投料相同换算为同一半边时，投料比相同换算为同一半边时，投料比相同对反应的要求任何可逆反应反应前后气体体积相等任何可逆反应平衡特点w相同相同相同c相同成比例相同(气体)n相同成比例成比例等效平衡的判断及应用1恒温恒容条件下等效平衡的判断(1)反应前后气体分子数不等的可逆反应对于反应前后气体分子数不等的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应化学计量数之比换算成同一半边物质(一边倒)，其物质的量对应相等，则它们互为等效平衡。见下表以可逆反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)为例：N2H2

3、NH3判断应用1 mol3 mol0和互为等效平衡达到平衡后各物质的质量、体积、物质的量浓度、含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同002 mol0.5 mol1.5 mol1 mola molb molc mola1，b3(2)反应前后气体分子数相等的可逆反应对于反应前后气体分子数相等的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应化学计量数之比换算成同一半边物质(一边倒)，其物质的量对应成比例，则它们互为等效平衡。见下表以可逆反应：H2(g)I2(g)2HI(g)为例：H2I2HI判断应用2 mol1 mol0和互为等效平衡达到平衡后各物质的含量(物质的量分数、质量分数、体积分

4、数)相同4 mol2 mol01 mol02 mola molb molc mol212恒温恒压条件下等效平衡的判断在恒温恒压条件下，对于任何有气体物质参加的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应化学计量数之比换算成同一半边物质(一边倒)，其物质的量对应成比例，则它们互为等效平衡。见下表以可逆反应：2A(g)B(g)3C(g)D(g)为例：ABCD判断应用2 mol1 mol00和互为等效平衡达到平衡后各物质的物质的量浓度、含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同4 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol003 mol1 mol解答等效平衡类

5、题目的思维模板1构建等温等容平衡思维模式(见图示)新平衡体系可认为是两个原平衡体系简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。2构建等温等压平衡思维模式(见图示)新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。利用“虚拟过程”解答化学平衡问题1对反应过程进行“虚拟”(1)正反应为气体分子数增大的反应示例1把晶体N2O4放入一固定容积的密闭容器中汽化并建立N2O4(g)2NO2(g)平衡后，保持温度不变，再通入与起始时等量的N2O4气体，反应再次达平衡，则新平衡N2O4的转化率与原平衡比()A变大 B变小C不变 D无法确定分析第步两容器平衡后状态一模一样。第步撤去隔板没有任何变化。第

6、步压缩时平衡逆向移动，故N2O4的转化率变小。注意：加入N2O4，该平衡正向移动，这是真实存在的。运用过程假设法，推导平衡逆向移动，逆向移动是虚拟的，不是真实存在的，这一点要特别注意。答案B(2)正反应为气体分子数减小的反应示例2在恒温、恒容密闭容器中发生反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，原有反应物SO2、O2均为1 mol，平衡后，再向容器中充入1 mol SO2和1 mol O2，则SO2的转化率变化为_(填“增大”“减小”“不变”)。分析第步压缩时平衡正向移动，故SO2的转化率增大。答案增大2对化学计量数进行“虚拟”示例3向密闭容器中充入2 mol A和1 mol B，发生反

7、应2A(g)B(g)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：0.6 mol、B：0.3 mol、C：1.4 mol充入容器，达到平衡后，C的体积分数仍为w%，则x的值()A只能为2 B只能为3C可能为2，也可能为3 D无法确定分析解题时可对方程式中的化学计量数进行虚拟：分x3和x3两种情况进行分析。由题给条件和等效平衡原理可知，若x3，符合等体积反应，“一边倒，判比例”；若x2，符合非等体积反应，恒温恒容“一边倒，判量等”。答案C3对反应体系所处状态进行“虚拟”示例4在一密闭容器中，反应aA(g)bB(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增

8、加一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来的60%，则()A平衡向逆反应方向移动了B物质A的转化率减小了C物质B的质量分数增加了Dab分析反应达到平衡时，将容器体积增大一倍，我们先假设平衡不发生移动，则体系中各物质的物质的量不变，体积增大一倍，B物质的浓度应该是原来的50%，而题目中B的浓度达到了60%，就说明体积增大有更多B物质生成，平衡向正反应方向移动。答案C4物质转化中的“虚拟”示例5将2.0 mol SO2气体和2.0 mol SO3气体混合于固定容积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，达到平衡时SO3为n mol。在相同温度下，分别按下列配比在相

9、同密闭容器中放入起始物质，平衡时SO3等于n mol的是()A1.6 mol SO20.3 mol O20.4 mol SO3B4.0 mol SO21.0 mol O2C2.0 mol SO21.0 mol O22.0 mol SO3D3.0 mol SO21.0 mol O21.0 mol SO3分析采取极端假设法。将备选项中O2完全转化后(即等效转化)，得如下数据：A1.0 mol SO21.0 mol SO3B2.0 mol SO22.0 mol SO3C4.0 mol SO3D1.0 mol SO23.0 mol SO3依据恒温恒容下建立等效平衡的条件，两组量若为等效平衡，进行等效转

10、化后对应量要相等。答案B专项增分集训 1在一个固定体积的密闭容器中，加入2 mol A和1 mol B，发生反应：2A(g)B(g)3C(g)D(g)，达到平衡时，C的浓度为a molL1，若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比加入起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为a molL1的是()A4 mol A2 mol BB1 mol A1 mol B3 mol C1 mol DC3 mol C1 mol D1 mol BD3 mol C1 mol D解析：选D本题中的条件为恒容，反应特点为非等体积反应。此类题目的做法是运用“一边倒”的方法全部转化成反应物或生成物，各物质的物质的量分别与起始状态相

11、同，达到的平衡即为等效平衡。2A(g)B(g)3C(g)D(g)起始物质的量/mol 2 1 0 0A项/mol 4 2 0 0等效后的B项/mol 3 2 0 0等效后的C项/mol 2 2 0 0等效后的D项/mol 2 1 0 0则选D。2在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下已知N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.4 kJmol1容器甲乙丙反应物投入量1 mol N2、3 mol H22 molNH34 molNH3NH3的浓度(molL1)c1c2c3反应的能量变化放出a kJ吸收b kJ吸收c kJ体系压强

12、(Pa)p1p2p3反应物转化率123下列说法不正确的是()Ac1c2 Bab92.4C2p2p3 D23解析：选C甲投入1 mol N2、3 mol H2，乙容器投入2 mol NH3，恒温恒容条件下，甲容器与乙容器是等效平衡，c1c2，ab92.4，A、B正确；丙容器反应物投入4 mol NH3，是乙的二倍，若平衡不移动，丙中压强为乙的二倍，由于丙中相当于增大压强，平衡正向移动，氨气的转化率23，丙中压强减小，小于乙的2倍，即2p2p3，C不正确，D正确。3(2018哈尔滨第三中学质检)如图所示，甲容器容积固定不变，乙容器有可移动的活塞。甲中充入2 mol SO2和1 mol O2，乙中充

13、入4 mol SO3和1 mol He，在恒定温度和相同的催化剂条件下，发生反应：2SO3(g)2SO2(g)O2(g)。下列有关说法正确的是()A若活塞固定在6处不动，达平衡时甲、乙两容器中的压强：p乙p甲B若活塞固定在3处不动，达平衡时甲、乙两容器中SO3的浓度：c(SO3)乙2c(SO3)甲C若活塞固定在3处不动，达平衡时甲、乙两容器中SO2的体积分数：(SO2)乙2(SO2)甲D若活塞固定在7处不动，达平衡时两容器中SO3的物质的量分数相等解析：选B4 mol SO3就相当于是4 mol SO2和2 mol O2。若活塞固定在6处不动，甲、乙两容器属于等效平衡，但是乙中有1 mol氦气，压强大于甲的压强，A不正确；如果活塞固定在3处不动，则甲和乙中的容积是相同的，由于乙中压强比甲的压强大，平衡逆向移动，则平衡时c(SO3)乙2c(SO3)甲，(SO2)乙(SO2)甲，故B正确，C不正确；如果活塞固定在7处不动，由于乙中还含有1 mol He，则相当于降低压强，平衡向正反应方向移动，两容器中SO3的物质的量分数不相等，D不正确。4在甲、乙、丙三个不同密闭容器中按不同方式投料，一定条件下发生反应(起始温度和起始体积相同)：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0，相关数据如下表所示：容器甲乙丙