等效平衡问题小结

1等效平衡问题小结一、定义：等效平衡：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，在达到化学平衡状态时，各组分的百分含量（体积分数、物质的量分数、质量分数）均相同，这样的化学平衡互称等效平衡。等同平衡：若不仅各组分的物质的量分数对应相等，而且其物质的量也对应相等，则两平衡互为等同平衡。等同平衡可视为等效平衡的一种特殊情况。二、记住三种情况：I类：恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说（即△V≠0的体系）：等价转化后，对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同。II类：恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应来说（即△V=0的体系）：等价转化后，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。III类：恒温恒压下对于气体体系等效转化后，要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。等压等容反应前后体积变化了（△V≠0）等效平衡等同平衡反应前后体积没变（△V=0）等效平衡等效平衡在等容且△V≠0情况下，只能有等同平衡，不能有一般的等效平衡；在其它情况下，可以有一般的等效平衡，也可以有等同平衡。三、经验总结：1、使用勒沙特列原理时要注意两点：其一是平衡的移动不会完全弥补外界条件的改变，例如：有a、b两个极易导热的密闭容器，a保持容积不变，b中的活塞可上下移动，以保持内外压强相等。在相同条件下将3molA，1molB分别同时混合于a、b两容器中，发生反应：3A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)，达到平衡时，a中A的浓度为Mmol/L。C的浓度为Nmol/L，b中A的浓度为mmol/L，C的浓度为nmol/L，则M____m；N_____n（填＞、＜、＝、无法比较）答案是：＜＜解析：b中正反应更彻底，b的体积又小于a,所以N＜n，这很正常；但为什么M＜m呢？设想原来b中A浓度为m，然后将其拉到a体积，m变小引起逆反应加快，但其不能完全弥补m的减小，所以M＜m。其二浓度是考虑问题的核心，而不是体积，例如：例1:某温度下,在一密闭容器中充入3molA和1molB进行如下反应：3A（g）+B（g）2C（g）+D（g），达平衡后A的转化率为x，若改变下列条件1)恒温恒容充入氦2气(2)恒温恒压充入氦气,判断在上述两种情况下平衡是否移动？若平衡发生移动，则达到新平衡后A的转化率如何改变？解析：(1)恒温恒容时充入氦气,虽然反应体系总压强增大,但容器体积不变,A、B、C、D各物质的浓度均不变，正、逆反应速率不变，平衡不移动。(2)保持压强不变充入氦气，导致容器体积增大，各物质浓度同等倍数地减小，若不向容器中充入氦气（此处用了下面要讲的假设法），则只要减小外界压强同样可使容器体积增大，从而将恒温恒压充入氦气转换为减小压强，根据勒沙特列原理,平衡向气体体积扩大方向（逆反应方向）移动，则A的转化率减小。2、都化为反应物来比较（极限转换法）：解等效平衡的题，有一种基本的解题方法——极限转换法。例.在1L密闭容器中加入2molA和1molB，在一定温度下发生下列反应：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)，达到平衡时容器内D的百分含量为a%。若保持容器体积和温度不变，分别通入下列几组物质达到平衡时容器内D的百分含量也为a%的是A．3molC和1molDB．2molA、1molB和3molCC．4molC和1molDD．1.9molA、0.95molB、0.15molC和0.05molD【答案】AD【解析】用“极限转换法”作出判断，将各选项中的物质的量换算成从正反应开始时A和B的物质的量。2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g3、假设法：对于等容情况，可以假设为先等压，然后再变回原来的体积，这样来分析；等容时，料加倍，相当于体积减半，等压时，料加倍，相当于两个相同的平衡体系合在一起，没变化；例如：例1：在相同体积的容器A和B内分别加入2molSO2和2molO2。若A为恒容，B为恒压。当二者到达平衡状态时A内SO2的转化率为P%，B容器内SO2的转化率为Q%A．P＞QB．P＜QC．P＝QD．无法比较解析：通过分析2SO2+O2→2SO3知道,反应后A容器内的压强降低,B容器内压强不变。我们可以假设A先恒压，那么此时A与B就是完全一样的等效平衡，然后对A进行降压，平衡向左移动，SO2的转化率降低，从而得出P＜Q的结论。B例2：在一恒温恒容的密闭容器中，发生如下反应：2A（g）+B（g）nC（g）Ⅰ、若在容器中充入2molA和1molB作为起始物质，达平衡后C的体积分数为X％。Ⅱ、若在Ⅰ达到平衡后,再在容器中充入2molA和1molB，平衡向_____________移动,达到新平衡后C的体A．起始/mol0031转换后/mol2100B．起始/mol2130转换后/mol2130C．起始/mol0041转换后/mol2110D．起始/mol1.90.950.150.05转换后/mol21003积分数为Y％,则：（1）当n＞3时X％————————Y％（比较大小）（2）当n＝3时X％————————Y％（3）当n＜3时X％————————Y％解析：平衡ⅡA、B起始浓度均为平衡Ⅰ的2倍；若仍以Ⅰ中2molA和1molB作为起始物质，只需将容器体积压缩至原来的一半，A、B浓度同样增大到原来的两倍，从而将浓度的变化转换为压强的变化，根据勒夏特列原理：（1）当n＞3时增大压强，平衡向逆反应方向移动则X％＞Y％（2）当n＝3时增大压强，平衡不移动X％＝Y％（3）当n＜3时增大压强，平衡向正反应方向移动则X％＜Y％4、三行法解题：例1、在一定温度下，把2体积N2和6体积H2通入一个容积不变的容器中，容器中发生以下反应：22H3N3NH2（正反应放热），若反应达到平衡后，测得混合气体的体积为7体积。据此回答下列问题：（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若a=1，c=2，则b=_________。在此情况下，反应起始时将向_________（填“正”或“逆”）反应方向进行。②若需规定起始时反应向逆反应方向进行，则c的取值范围是_________。【答案】①化学反应：22H3N3NH226X3x2xA=1bc=213平衡时：1.54.51X+3x-2x=8-1所以x=0.5，进而得出C=1，所以，41c。4四、三种情况下解题举例（第一部分）：（I类）同T、V，△V≠0，建立等效平衡的条件是：反应物投料量相当。1.在1L密闭容器中加入2molA和1molB，在一定温度下发生下列反应：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)，达到平衡时容器内D的百分含量为a%。若保持容器体积和温度不变，分别通入下列几组物质达到平衡时容器内D的百分含量也为a%的是A．3molC和1molDB．2molA、1molB和3molCC．4molC和1molDD．1.9molA、0.95molB、0.15molC和0.05molD2.在t℃时，向2L密闭容器中放入1molA和1molB，发生反应：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，若按下列配比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1molC．1molC和2molDD．1molC和1molD3.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。若维持容器内体积和温度不变，按下列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＋0.5DB．2molA＋1molB＋3molC＋1molDC．3molC＋1molD＋1molBD．3molC＋1molD4.在1L密闭容器中通入2molNH3，在一定温度下发生下列反应：2NH3N2+3H2，达到平衡时容器内N2的百分含量为a%，若维持容器的体积和温度不变，分别通入下列几组物质，达平衡时,容器内N2的百分含量也为a%的是A．3molH2和1molN2B．2molNH3和1molN2C．2molN2和3molH2D．0.1molNH3,0.95molN2和2.85molH25.将2.0molSO2气体和2.0molSO3气体混合于固定体积．．．．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nmol。在相同温度下，分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时SO3等于nmol的是A．1.6molSO2＋0.3molO2＋0.4molSO3B．4.0molSO2＋1.0molO2C．2.0molSO2＋1.0molO2＋2.0molSO3D．3.0molSO2＋1.0molO2＋1.0molSO35【答案】1.【答案】AD【解析】此题属等效平衡中的第一种情况，T、V一定且m＋n≠p＋q，用“极限转换法”作出判断，将各选项中的物质的量换算成从正反应开始时A和B的物质的量。2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g2.C3.AD4.A、D。【解析】这是一个“等效平衡”题。首先判断等效平衡的类型为等温等容下的等效平衡，平衡等效的条件是“反应物的投料相当”。投料相当如何体现在具体的物质当中呢？我们可以采用“一边倒”的极限法。凡能与起始时反应物2molNH3相同的,都可以得到N2的百分含量也为a%,即为等效平衡。根据方程式2NH3N2+3H2分析:A.将3molH2和1molN2完全转化为NH3,生成NH32mol与起始时反应物2molNH3相同；B.2molNH3和1molN2,比起始时2molNH3多了1molN2；C.将3molH2和2molN2转化为NH3时生成NH32mol,同时余1molN2,比起始时2molNH3多了1molN2;D.将0.95molN2和2.85molH2完全转化为NH3时生成NH31.9mol,再加上加入的0.1molNH3，共为2molNH3,与起始时2molNH3相同。故本题正确答案为A、D。5.答案：B依据恒温恒容下建立等效平衡的条件：投料量相等，将备选项中O2完全转化后，得如下数据：A.1.0molSO2＋1.0molSO3B.2.0molSO2＋2.0molSO3C.4.0molSO3D.1.0molSO2＋3.0molSO3与题干比较，可知只有B符合题意。答案：B【答案】1.C2.D3.通过分析2SO2+O2→2SO3知道,反应后A容器内的压强降低,B容器内压强不变。我们可以假设A先恒压，那么此时A与B就是完全一样的等效平衡，然后对A进行降压，平衡向左移动，SO2的转化率降低，从而得出P＜Q的结论。B4.解析：恒温恒容条件下，建立等效平衡的条件有两种情况：①当反应物的计量数之和不等于生成物的计量数之和时，必须投料量相等(若投料物质不一样，则应依化学方程式转化A．起始/mol0031转换后/mol2100B．起始/mol2130转换后/mol2130C．起始/mol0041转换后/mol2110D．起始/mol1.90.950.150.05转换后/mol21006后再作比较)；②当反应物的计量数之和等于生成物的计算数之和时，投料比相等亦可(若投料物质不一样，则应依化学方程式转化后再作比较)。依据前一种观点，可知B项可选；依据后一种观点，可知C项可选。答案：BC5.B【答案】1.ABD2.CD3.题设条件为恒温恒压，凡通入SO2和O2物质的量比与题干相同者都符合题意，不论SO3通入多少，都符合题意。答案：ABC4.（C）5.（C）7（II）同T、V，△V＝0,建立等效平衡的条件是：相同反应物的投料比相等1.在一个容积固定的密闭容器中充入1molHI，建立如下平衡：H2(g)+I2(g)2HI(g)，测得HI的转化率为a%。其他条件不变，在上述平衡体系