關(guān)于等效平衡的若干問題及其解決途徑 新課標(biāo) 人教版

1、關(guān)于等效平衡的若干問題及其解決途徑一、等效平衡的概念在一定條件（恒溫恒容或恒溫恒壓）下，只是起始加入情況不同的同一可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后，任何相同組分的百分含量（體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等）均相同，這樣的化學(xué)平衡互稱等效平衡（包括“等同平衡”）。概念的理解：（1）外界條件相同：通?？梢允呛銣?、恒容（同T同V），恒溫、恒壓（同T同P），讀題時(shí)注意勾畫出這些條件。（2）相同的平衡狀態(tài)：通常是指平衡混合物各組分的百分含量相同，但各組分的物質(zhì)的量、濃度可能不同。（3）平衡狀態(tài)（終態(tài)）只與始態(tài)有關(guān)，而與途徑無關(guān)，（如：無論反應(yīng)從正反應(yīng)方向開始，還是從逆反應(yīng)方向開始投料是一次還是分成幾次反應(yīng)容器經(jīng)過擴(kuò)大縮小或縮

2、小擴(kuò)大的過程，）只要起始濃度相當(dāng)，就達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。概念的理解：（1）外界條件相同：通常可以是恒溫、恒容（同T同V），恒溫、恒壓（同T同P），讀題時(shí)注意勾畫出這些條件。（2）相同的平衡狀態(tài)：通常是指平衡混合物各組分的百分含量相同，但各組分的物質(zhì)的量、濃度可能不同。（3）平衡狀態(tài)（終態(tài)）只與始態(tài)有關(guān)，而與途徑無關(guān)，（如：無論反應(yīng)從正反應(yīng)方向開始，還是從逆反應(yīng)方向開始投料是一次還是分成幾次反應(yīng)容器經(jīng)過擴(kuò)大縮小或縮小擴(kuò)大的過程，）只要起始濃度相當(dāng)，就達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。二、等效平衡的判斷及處理1、步驟（1） 進(jìn)行等效轉(zhuǎn)化 一邊倒法，即按照反應(yīng)方程式的計(jì)量數(shù)之比轉(zhuǎn)化到同一邊的量，與題干所給起始投料

3、情況比較。（2） 判斷起始濃度是否相當(dāng)。2、三種類型：I類：恒溫恒容下對于反應(yīng)前后氣體體積發(fā)生變化的反應(yīng)來說（即n0的體系）：等效轉(zhuǎn)化后，對應(yīng)各物質(zhì)起始投料的物質(zhì)的量與原平衡起始態(tài)相同。II類：恒溫恒容下對于反應(yīng)前后氣體體積沒有變化的反應(yīng)來說（即n=0的體系）：等效轉(zhuǎn)化后，只要反應(yīng)物（或生成物）的物質(zhì)的量的比例與原平衡起始態(tài)相同，兩平衡等效。III類：恒溫恒壓下對于氣體體系等效轉(zhuǎn)化后，要反應(yīng)物（或生成物）的物質(zhì)的量的比例與原平衡起始態(tài)相同，兩平衡等效。其口訣可概括為：等壓比相等；等容量相等，但若系（氣體系數(shù)）不變，可為比相等【三種情況前提：等T】。解題的關(guān)鍵，在讀題時(shí)分清類別，用相應(yīng)的方法求解

4、。題型1：反應(yīng)前后氣體體積變化的可逆反應(yīng)在恒溫、恒容條件下建立等效平衡【例題】1、在t時(shí)，向2L密閉容器中放入1molA和1molB，發(fā)生下列反應(yīng)：A（g）+B（g）C（g）+2D（g），平衡時(shí)C的含量為m%，保持其他條件不變，若按下列配比將物質(zhì)放入容器中達(dá)到平衡時(shí)，C的含量仍為m%的是 （ C ） A、2molA和1molB B、2molD和A、B、C各1molC、1molC和2molD D、1molC和1molD例2、在一定溫度下，把2mol SO2和1mol O2通入一個(gè)一定容積的密閉容器里，發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2 +O2 2 SO3,當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，反應(yīng)混合物就處于化學(xué)平衡狀

5、態(tài)?，F(xiàn)在該容器中維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始加入的SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量（mol）。如a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的相互關(guān)系，才能保持達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)混合物中三種氣體的體積分?jǐn)?shù)仍和上述平衡時(shí)的完全相同。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝喝鬭=0,b=0,則c= _。若a=0.5,則b= _ 和c= _。a、b、c必須滿足的一般條件是（請用兩個(gè)方程式表示，其中一個(gè)只含a和c，另一個(gè)只含b和c）： _。 答案：（1）2mol （2）b=0.25mol，c=1.5mol（3）a+c=2 b+c/2=1（或2b+c=2）【練習(xí)】1、在一個(gè)固定體積的密閉容器中，加入2mol A和1mol B

6、，發(fā)生反應(yīng)：2A(g)B(g) 3C(g)D(g) 達(dá)平衡時(shí)，c (C)W mol/L。若維持容器內(nèi)體積和溫度不變，按下列四種配比作起始物質(zhì)，達(dá)平衡后，C濃度仍為W mol/L的是（ AD ） （A）1mol A0.5mol B1.5mol C0.5 D （B）2mol A1mol B3mol C1mol D （C）3mol C1mol D1mol B （D）3mol C1mol D2、（變式）將2molSO2和2molSO3 氣體混合于固定體積的密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2SO2(氣)+O2(氣) 2SO3 （氣），平衡時(shí)SO3為n mol。相同溫度下，分別按下列配比在相同體積的密閉

7、容器中加入起始物質(zhì)，平衡時(shí)SO3的物質(zhì)的量大于n mol的是（ CD ）A、2mol SO2+1 molO2 B、4molSO2+1molO2C、2molSO2+1molO2+2molSO3 D、3molSO2+1molO2+1molSO33、某溫度下，向某密閉容器中加入1molN2和3molH2,使之反應(yīng)合成NH3，平衡后測得NH3的體積分?jǐn)?shù)為m。若T不變，只改變起始加入量，使之反應(yīng)平衡后NH3的體積分?jǐn)?shù)仍為m，若N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示應(yīng)滿足：（1）恒定T、V： 1若X=0，Y=0，則Z=-。 2若X=0.75，Y=-，Z=-。 3X、Y、Z應(yīng)滿足的一般條件是-。（2）恒

8、定T、P： 1若X=0、Y=0，則Z-。 2若X=0.75,則Y-，Z-。 3X、Y、Z應(yīng)滿足的一般條件是-。題型2：反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng)在恒溫、恒容條件下建立等效平衡例題1在一恒溫恒容密閉容器中，A、B氣體可建立如下平衡： 2A(g)+2B(g) C(g)+3D(g)現(xiàn)分別從兩條途徑建立平衡：. A、B的起始量均為2mol；. C、D的起始量分別為2mol和6mol。下列敘述不正確的是：-（B）A、兩途徑最終達(dá)到平衡時(shí)，體系內(nèi)混合氣體的百分組成相同B、兩途徑最終達(dá)到平衡時(shí)，體系內(nèi)混合氣體的百分組成不同C、達(dá)到平衡時(shí)，途徑的 和途徑體系內(nèi)混合氣體平均相對分子質(zhì)量相同D、達(dá)到平衡時(shí)，途

9、徑的氣體密度為途徑密度的1/2例2、在一個(gè)固定體積的密閉容器中，保持一定溫度，進(jìn)行以下反應(yīng)： H2（g）Br2（g）2HBr（g），已知加入1molH2和2molBr2時(shí)，達(dá)到平衡后生成amolHBr（見下表“已知項(xiàng)”）。在相同條件下，且保持平衡時(shí)各組分的百分含量不變，對下列編號(hào)（1）（3）的狀態(tài)，填寫表中空白：編號(hào)起始狀態(tài)（mol）平衡時(shí)HBr的物質(zhì)的量（mol）H2Br2HBr已知120a(1)240 (2)  10.5a(3)mn(n2m)  (1)2a (2)0 0.5 (3)2n-4m (n-m)a【練習(xí)】1、在一個(gè)1L的密閉容器中，

10、加入2molA和1molB ，發(fā)生下述反應(yīng)：2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(g)達(dá)到平衡時(shí)，C的濃度為1.2mol/L , C的體積分?jǐn)?shù)為a% 。維持容器的體積和溫度不變，按下列配比作為起始物質(zhì)，達(dá)到平衡后，C的濃度仍是1.2mol/L的是 （ D ）A、3mol C+1mol D B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol DC、1mol A+0.5mol B+1.5mol C D、4mol A+2mol B2、在一固定容積的密閉容器中充入2molA和1molB，發(fā)生反應(yīng)：2A(氣)+B(氣) xC(氣),達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)為W%。若維持容器體積和溫度不

11、變，按0.6molA、0.3molB和1.4molC為起始物質(zhì)，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)仍為W%，則x值為 （ BC ） A、1 B、2 C、3 D、4題型3：可逆反應(yīng)在恒溫、恒壓條件下建立等效平衡【例題】1、思考若將題型2例1中的容積固定容器改成壓強(qiáng)不變?nèi)萜鳎瑯臃治?個(gè)選項(xiàng)，則情形又如何？（參考答案：AC）【例題】2、思考若將題型1例2中的容積固定容器改成壓強(qiáng)不變?nèi)萜鳎瑯踊卮鹕鲜鰡栴}（第3小問括號(hào)內(nèi)文字去掉），則情形又如何？（參考答案：c0； b=0.25，c0；a：b=2：1，c0或a=b=0，c0）若a=0,b=0,則c= _。若a=0.5,則b= _ 和c= _。a、b、c必須滿足

12、的一般條件是： _。 【例題】3、【2003年江蘇高考試題】恒溫、恒壓下，在一個(gè)可變?nèi)莘e的容器中發(fā)生如下反應(yīng)： A（g）+B（g） C（g）（1）若開始時(shí)放入1 mol A和1 mol B，到達(dá)平衡后，生成a mol C，這時(shí)A的物質(zhì)的量為 mol。（2）若開始時(shí)放入3 mol A和3mol B ，到達(dá)平衡后，生成C的物質(zhì)的量為 mol。（3）若開始時(shí)放入x molA，2molB和1molC，到達(dá)平衡后，A和C的物質(zhì)的量分別是y mol和3a mol，則x= mol，y= mol。平衡時(shí)，B的物質(zhì)的量 （選填一個(gè)編號(hào)）（A）大于2 mol （B）等于2 mol （C）小于2mol （D）可能大

13、于、等于或小于2mol作出判斷的理由是 。（4）若在（3）的平衡混合物中再加入3mol C，待再次到達(dá)平衡后，C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是 。（5）若維持溫度不變，在一個(gè)與（1）反應(yīng)前起始體積相同、且容積固定的容器中發(fā)生上述反應(yīng)。開始時(shí)放入1mol A和1molB到達(dá)平衡后生成b mol C。將b與（1）小題中的a進(jìn)行比較 （選填一個(gè)編號(hào)）。（甲）ab （乙）ab (丙)a=b （丁）不能比較a和b的大小作出此判斷的理由是 。解析 恒溫恒壓下，只要A和B的投入量與起始成比例，則A、B、C的百分含量均不變，平衡時(shí)各物質(zhì)的量和開始成比例，據(jù)此（1）、（2）、（3）、（4）問很容易作答；當(dāng)改變條件，使成為恒溫

14、恒容時(shí)，由于該反應(yīng)是一分子數(shù)目減少的反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，容器內(nèi)的壓強(qiáng)在減少，（5）相對于（1）而言，可以等效看成（1）達(dá)到平衡后，再將容器體積擴(kuò)大，則平衡向左移動(dòng)，C的百分含量降低，故ba答案(1)(1-a) (2)3a (3)2 3-3a 丁 若3a>1，B的物質(zhì)的量小于2mol；若3a=1，B的物質(zhì)的量等于2mol；若3a<1，B的物質(zhì)的量大于2mol；(4)a/(2-a) (5)乙；因?yàn)?5)小題中容器容積不變，而(1)小題中容器的容積縮小，所以(5)小題的容器中的壓強(qiáng)小于(1)小題容器中的壓強(qiáng)，有利于逆向反應(yīng)，故反應(yīng)達(dá)到平衡后a>b。【練習(xí)】1、在一個(gè)1L的密閉容器

15、中，加入2molA和1molB ，發(fā)生下述反應(yīng)：2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)達(dá)到平衡時(shí)，C的濃度為1.2mol/L , C的體積分?jǐn)?shù)為a% 。維持容器的壓強(qiáng)和溫度不變，按下列配比作為起始物質(zhì)，達(dá)到平衡后，C的濃度仍是1.2mol/L（或C的體積分?jǐn)?shù)仍是a%）的是 （ ABD ）A、3mol C+1mol D B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol DC、1mol A+0.5mol B+1.5mol C D、4mol A+2mol B2、在恒溫、恒壓的條件下，向可變?nèi)莘e的密閉容器中充入3LA和2LB，發(fā)生如下反應(yīng)：3A（氣）+2B（氣）xC（氣）+yD(

16、氣)達(dá)到平衡時(shí)，C的體積分?jǐn)?shù)為m%。若維持溫度壓強(qiáng)不變，將0.6LA 、0.4LB、4LC、0.8LD作為起始物質(zhì)充入密閉容器中,達(dá)到平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)仍為m%,則X、Y的值分別為 （ CD ）A x=3 y=1 B x=4 y=1 C x=5 y =1 D x=10 y=2 3、 ()在一定溫度下，把2.0體積N2和6.0體積H2通入一個(gè)帶活塞的體積可變的容器中，活塞的一端與大氣相通，如圖所示。容器中發(fā)生的反應(yīng)如下：N23H22NH3(正反應(yīng)放熱) 若反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得混合氣體為7.0體積。試回答：(1)保持上述反應(yīng)溫度不變，設(shè)a、b、c(ab=13)分別代表初始加入的N2、H2和NH3的

17、體積，如果反應(yīng)達(dá)到平衡后，混合氣體中各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)仍與上述平衡完全相同。那么：若a=1.0，c=2.0，則b=_。在此情況下，反應(yīng)起始時(shí)將向_方向進(jìn)行(填“正”或“逆)。若規(guī)定起始時(shí)反應(yīng)向逆方向進(jìn)行，則c的范圍是_。(用含a、b的式子表示)。(2)在上述裝置中，若需控制平衡后混合氣體為6.5體積，則可采取的措施是_，原因是_。解析：(1)題設(shè)反應(yīng)是在恒溫恒壓下進(jìn)行的，恒溫恒壓建立等效平衡的條件是：相同物質(zhì)的投料比相等(若投料物質(zhì)不一樣，可依化學(xué)方程式轉(zhuǎn)化后再作比較)。就本題而言，不論向原平衡體系中充入任意體積的NH3，還是充入任意體積的比例符合V(N2)V(H2)=2.06.0=13的N2和

18、H2的混合氣體，建立新平衡后，混合氣體中各氣體的體積分?jǐn)?shù)都與原平衡體系中同種物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)相同。先求原平衡體系中N2、H2、NH3的體積：V(N2)、V(H2)、V(NH3)N23H22NH3V  1  3   2    132        2.0V(N2)  6.0V(H2) V (NH3) 2.06.07.0V(N2)=1.5，V(H2)=4.5，V(NH3)=1.0則a=1.0，c=2.0

19、時(shí)，b的求法為N23H22NH3V平    1.5   4.5     1.0  1.0    b     2.0因?yàn)镹H3投入的多少對等效平衡無影響，所以 b=3.0若求起始時(shí)，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的c的范圍，須先求加入多少c平衡不移動(dòng)，即在已充入a體積N2和b體積H2的前提下，先求c的平衡不動(dòng)量。當(dāng)然，這時(shí)a、b應(yīng)為已知量。設(shè)平衡不移動(dòng)時(shí)充入NH3的體積為xN23

20、H2 2NH3V平     1.5       4.5       1.0abx則當(dāng)時(shí)，平衡不移動(dòng)，解得：x= (或x=)所以，當(dāng)c(或c)時(shí)；起始時(shí)反應(yīng)逆向進(jìn)行。答案：(1)3.0逆c (或c)(2)適當(dāng)降溫或加壓降溫或加壓，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，氣體總物質(zhì)的量減少題型：通過建立等效平衡的中間狀態(tài)，比較反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的大小以及平衡時(shí)某物質(zhì)體積分?jǐn)?shù)、濃度的大小【例題】體積相同的甲、乙兩個(gè)容器中，分別充有等物質(zhì)的量的SO2和O2，在相同溫度

21、下發(fā)生反應(yīng)：2SO2O22SO3并達(dá)到平衡。在這過程中，甲容器保持體積不變，乙容器保持壓強(qiáng)不變，若甲容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為p%，則乙容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為（ B ）A等于p%B大于p%C小于p%D無法判斷【例題】在相同溫度下，有相同體積的甲、乙兩容器，甲容器中充入1g N2和1g H2，乙容器中充入2g N2和2g H2。下列敘述中，正確的錯(cuò)誤的是（ ）A化學(xué)反應(yīng)速率：乙甲B平衡后N2的濃度：乙甲CH2的轉(zhuǎn)化率：乙甲D平衡混合氣中H2的體積分?jǐn)?shù)：乙甲 練習(xí)：1、在一個(gè)容積固定的密閉容器中充入1molHI，建立如下平衡：H2（g）+I2 （g）2HI（g），測得HI的轉(zhuǎn)化率為a%。其他條件不變，在上述平衡體系中再充入1molHI，待平衡建立時(shí)HI的轉(zhuǎn)化率為b%，則a、b的關(guān)系為 （C ）