化学平衡中的等效平衡问题

灌南高级中学高二年级化学必修科目导学案包科人：盛恒兵签印人1化学平衡中的等效平衡问题主备人：许素东审校人：孙斌一．等效平衡原理一定条件下(恒温、恒容或恒温、恒压)，对同一可逆反应，只要起始时加入的物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，各物质的百分含量(体积分数或物质的量分数)均相同，这样的平衡互称为等效平衡。等效平衡的建立与途径无关，与外界条件和物质用量有关。因而同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时条件相同（温度、浓度、压强）完全相同，则可形成等效平衡。①从正反应开始，②从逆反应开始，③从正逆反应同时开始，由于①、②、③三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物，对应各组分的物质的量均相等（如将②、③折算成①），因此三者为等效平衡。二．等效平衡的规律等效类型（1）（2）（3）条件恒温、恒容恒温、恒容恒温、恒压起始投料折算为方程式同一边物质，其“量”相同折算为方程式同一边物质，其“量”符合同一比例折算为方程式同一边物质，其“量”符合同一比例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等效情况完全等效：各物质的百分含量、浓度、物质的量均相同不完全等效：各物质的百分含量相同，但各物质的浓度、物质的量不一定相同不完全等效：各物质的百分含量相同，但各物质的浓度、物质的量不一定相同三．典例剖析例1．向某密闭容器中充入1molCO和2molH2O(g)发反应g)(OHCO222HCO。当反应达到平衡时CO的体积分数为x。若维持体积和温度不变，起始物按下列四种配比充入此容器中，达到平衡时CO的体积分数大于x的是（）A．0.5molCO+2molH2O(g)+1molCO2+1molH2B．1molCO+1molH2O(g)+1molCO2+1molH2C．0.5molCO+1.5molH2O(g)+0.4molCO2+0.4molH2D．0.5molCO+1.5molH2O(g)+0.5molCO2+0.5molH2例2．在一定温度下，把2molSO2和1molO2通入一定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO2+O22SO3并达到平衡状态。现在该容器中维持温度不变，令a、b、c分别为初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量。如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时反应混合物中三种气体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=mol。（2）若a=0.5mol,则b=mol和c=mol。（3）a、b、c取值必须满足一般的条件是（请用两个议程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c）。例3．在相同的温度和压强下，对反应)(H)(CO22ggg)(OHCO(g)2进行甲、乙、丙、丁四组aA(g)+bB(g)cC(g)(a+b=c+d)灌南高级中学高二年级化学必修科目导学案包科人：盛恒兵签印人2实验，实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表：上述四种情况达到平衡后，n(CO)的大小顺序为（）A．乙=丁丙=甲B．乙丁甲丙C．丁乙丙=甲D．丁丙乙甲巩固练习：【练习一】在一个盛有催化剂、容积固定的密闭容器中，保持一定温度进行如下反应：N2+3H22NH3，已知加入1molN2和3molH2达到平衡时，NH3的百分含量为m%。⑴若其它条件不变，初始按如下情况分别加入N2、H2、NH3，平衡时NH3的百分含量仍为m%的是：A．1molN2+3molH2+1molNH3B．0.5molN2+1.5molH2+1molNH3C．0.5molN2+1.5molH2D．1molN2+3molH2+2molNH3⑵若改为恒温恒压，初始按如下情况分别加入N2、H2、NH3，平衡时NH3的百分含量仍为m%的是：A．1molN2+3molH2+1molNH3B．0.5molN2+1.5molH2+1molNH3C．0.5molN2+1.5molH2D．1molN2+3molH2+2molNH3【练习二】在一个固定体积的密闭容器中，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时，达到平衡后生成amolHBr（见下表）。在相同条件下，且保持平衡时各组分的质量分数不变，对下列编号⑴⑵⑶的状态，填写表中空白：编号起始状态/mol平衡时HBr物质的量/molH2Br2HBr已知120a⑴240⑵10.5a⑶mn（n≥m）【练习三】在一密闭容器中充入1molNO2气体，建立如下平衡：2NO2N2O4，测得NO2转化率为a%。⑴在温度不变，体积不变时，再通入1molNO2气体，待新平衡建立时，测得NO2转化率为b%，则ab。⑵在温度不变，压强不变时，再通入1molNO2气体，待新平衡建立时，测得NO2转化率为b%，则ab。【练习四】在一定温度下，向密闭容器中充入1molHI气体，建立如下平衡：2HI(g)H2(g)+I2(g)，测得HI转化率为a%，在温度不变，体积不变时，再通入1molHI气体，待新平衡建立时，测得HI转化率为b%，a与b比较，则A．a＜bB．a＞bC．a=bD．无法比较【练习五】体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下，发生反应：2SO2+O22SO3并达平衡。在这过程中甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器CO2H2COH2O甲amalamal0mal0mal乙2amalamal0mal0mal丙0mal0malamalamal丁amal0malamalamal物质物质的量实验灌南高级中学高二年级化学必修科目导学案包科人：盛恒兵签印人3中SO2的转化率为a%，乙容器中SO2的转化率为b%，a与b比较，则A．a＜bB．a＞bC．a=bD．无法比较【练习六】甲、乙两容器，甲的容积固定，乙的容积可变。在一定温度下，向甲中通入了3molN2和4molH2，反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为amol。（1）相同温度下，若再向乙中通入2molNH3，且保持容积和甲相同，当反应达到平衡时，各物质的浓度与甲中平衡时相同，起始时乙中通入molN2和molH2（2）相同温度下，若乙中通入6molN2和8molH2，且保持压强与甲相同，当反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为bmol则a/b1/2(填“”“”“=”,下同)。若乙与甲的容积始终相等，达到平衡时，生成氨的物质的量为cmol,则a/c1/2。【练习八】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）⑴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。⑵若开始时放入3molA和3molB，到达平衡后，生成C的物质的量为mol。⑶若开始时放入XmolA、2molB和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别为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。⑷若在⑶的平衡混合物中再加入3molC，待再次达到平衡后，C的物质的量分数是。Ⅱ.若维持温度不变，在一个与⑴反应前起始体积相同，且容积固定的容器中发生上述反应。⑸开始放入1molA和1molB到达平衡后生成bmolC。将b与⑴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)不能比较和的大小作出此判断的理由是。化学平衡中的思想方法之---等效平衡的思想运用于解不等效平衡把不等效平衡转化为等效平衡的思维方法或另外假设途径使复杂问题简单化!例1.在甲、乙、丙、丁四个体积相等的密闭容器中发生以下反应2A(g)+B(g)3C(g)+2D(g),若最初加入A和B的量分别为:甲.A2molB1mol乙.A1molB1mol丙.A2molB2mol丁.A1molB2mol在相同温度下建立平衡时,A或B的转化率大小关系为()。A.A的转化率为甲丙乙丁B.A的转化率为甲乙丙丁C.A的转化率为甲丙乙丁D.丁乙丙甲例2.一定温度下,将amol的PCl5通入一个容积不变的密闭容器中,发生反应：灌南高级中学高二年级化学必修科目导学案包科人：盛恒兵签印人4PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)反应达到平衡时,测得混合气体的压强为P1,此时再通入amol的PCl5,同样温度下再达到平衡时,测得混合气体的压强为P2,下列判断正确的时()。A.2P1P2B.PCl5的分解率增大C.2P1P2D.Cl2的体积分数增大例3.在t℃,体积固定的一容器中分别投入2molSO2和2molSO3;发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反应进行到一定程度时,反应达平衡时SO3为Wmol,相同温度下,按下列配比在相同体积的容器中反应,平衡后SO3的物质的量大于Wmol的是()。A.2molSO2,1molO2B.4molSO2,1molO2C.2molSO2,1molO22molSO3D.3molSO2,1molSO3例4.在一定温度,容积可变的密闭容器中,加入X、Y、Z,发生反应2X(g)＋Y(g)2Z(g),达平衡时,X、Y、Z的物质的量分别为6mol、3mol、6mol,若保持温度压强不变,对平衡混合物调整如下请填平衡如何移动()。(1)均减少一半(2)均增加2mol(3)均增加2倍(4)均减少2mol习题:1.在t℃,体积固定的一容器中分别发生反应：A(g)+3B(g)2C(g)达平衡后，测得A、B、C的物质的量之比为1:1:2,若温度不变,以1:1:2的比例再充入A、B、C,下列说法正确的是()。A.平衡不移动B.平衡左移、C.再次达平衡时各物质的浓度都比原平衡的大D.C的质量分数减小2.在t℃,体积固定的一容器中分别发生反应2A(g)+B(g)3C(g)反应开始投入2molA和2molB,平衡后A的体积分数为a%相同温度下,按下列配比在相同体积的容器中反应,平衡后A的体积分数大于a%的是()。A.2molCB.2molA、1molB、2molHe(不参加反应)C.1molB、1molCD.2molA、3molB、3molC3.某反应2A(g)B(g),温度不改变,一定条件下达平衡.改变下列条件.请判断气体A的平衡浓度C(A)与气体B的平衡浓度C(B)的比值的变化情况,在小题后括号内填“增大”或“减小”或“不变”.(1)使容器体积增大为原来的2倍()(2)保持容器体积不变,增加A气体()4.反应N2O4(g)2NO2(g),温度不改变,一定条件下达平衡，改变下列条件，请判断气体NO2的体积分数如何变化,在小题后括号内填“增大”或“减小”或“不变”(1)恒温、恒容,再通入N2O4气体()(2)恒温、恒容,再通入NO2气体()(3)恒温、恒压,再通入N2O4气体()(4)恒温、恒压,再通入NO2气体()5恒温、恒容的条件下,反应xA(g)yB(g)达平衡后,缩小容器体积为原来的一半,重新达平衡后A的浓度为原平衡浓度的2.2倍,则以下说法正确的是()。A.xyB.平衡右移C.A的体积分数增大D.A的体积分数减小