解決化學(xué)平衡中等效平衡問題

1、化學(xué)平衡中的等效平衡問題知識整理相同條件下，同一可逆反應(yīng)體系，不管從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，達(dá)到平衡時，任何相同物質(zhì)的含量(體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))都相同的化學(xué)平衡互稱等效平衡?？煞譃椤叭刃А逼胶夂汀跋嗨频刃А逼胶?。判斷等效平衡的方法：使用極限轉(zhuǎn)化的方法將各種情況變換成同一反應(yīng)物或生成物，然后觀察有關(guān)物質(zhì)的數(shù)量是否相當(dāng)。在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)，對同一可逆反應(yīng)，起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，達(dá)平衡時的狀態(tài)規(guī)律如下表：條件等效條件結(jié)果恒溫恒容(n(g)0)投料換算成相同物質(zhì)表示時量相同兩次平衡時各組分百分量、n、c均相同恒溫恒容(n(g)=0)投料換算成相同物質(zhì)表示時

2、等比例兩次平衡時各組分百分量相同，n、c同比例變化恒溫恒壓投料換算成相同物質(zhì)表示時等比例兩次平衡時各組分百分量、c相同，n同比例變化一、恒溫恒容(定T、V)的等效平衡1在定T、V條件下，對于反應(yīng)前后氣體體積改變的反應(yīng)：若改變起始加入情況，只要通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)比換算成平衡時左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同，則二平衡等效。2在定T、V條件下，對于反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)：只要反應(yīng)物(或生成物)的物質(zhì)的量的比例與原平衡相同，則二平衡等效。二、恒溫恒壓(定T、P)的等效平衡在定T、P條件下：若改變起始加入情況，只要通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)比換算成平衡時左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比

3、。即：對于反應(yīng)前后氣體體積發(fā)生變化的可逆反應(yīng)而言，恒容容器中要想達(dá)到同一平衡狀態(tài)，投料量必須相同；恒壓容器中要想達(dá)到同一平衡狀態(tài)，投料量可以不同，但投入的比例得相同。 例1在一個固定體積的密閉容器中，加入2molA和1molB，發(fā)生反應(yīng)2A(g)B(g) 2C(g)，達(dá)到平衡時，C的物質(zhì)的量濃度為K mol/L，若維持容器體積和溫度不變，按下列配比作為起始物質(zhì)，A4 molA+2 molB B2 molA+1 molB+2 molC C2 molC+1 molB D2 molC E1 molA+0.5 molB+1 molC 達(dá)到平衡后，C的物質(zhì)的量濃度仍是K mol/L的是（ DE ） A項(xiàng)

4、平衡時，c(C)與2K mol/L的關(guān)系？分析： W W 2W 擴(kuò)大一倍 若平衡不動，則C2K mol/L，現(xiàn)右移2K mol/L 平衡時各選項(xiàng)中C的平衡濃度c(C)的大小順序。分析：C項(xiàng)，相當(dāng)于D、E項(xiàng)達(dá)平衡基礎(chǔ)上，再加1molB，右移，c(C)增大，ABCDE 若令a、b、c分別代表初始加入的A、B、C的物質(zhì)的量，如果a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的相互關(guān)系，才能保證達(dá)到平衡時，反應(yīng)混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡時完全相同，填寫：若a0，b0，則c_2_。若a0.5，b0，則b_0.25_，c_1.5_。a、b、c的取值必須滿足的一般條件是（用兩個方程式表示，一個只含a、

5、c，另一個只含b、c）：_ac2_；_bc/21_。解析：a molA+b molB+c molC等價轉(zhuǎn)化a molA+b molB+(c molA+c/2 molB)例2可逆反應(yīng)2A(g)3B(g) xC(g)4D(g)。若按下列兩種配比：0.8molA、1.2molB、1.2molC、2.4molD；a molA、b molB、0.6molC、1.2molD將它們放入一個容積不變的密閉容器中，保持溫度不變，達(dá)到平衡后，C的百分含量相同，則a_1.4_，b_2.1_，方程式中C的計量數(shù)為_2_。解析： 2A(g) 3B(g) xC(g) 4D(g) 0.8 1.2 1.2 2.4等價轉(zhuǎn)化 (

6、0.8+1.2) (20.8+2.4)以A計：a mol b molB 0.6molC 1.2mol等價轉(zhuǎn)化 (a+0.6) (2a+1.2) 0.8+1.2a+0.6 20.8+2.42a+1.2 得x2、a1.4同理：x2代入，以B計 得b2.1驗(yàn)證： 2A(g) 3B(g) 2C(g) 4D(g)0.8 1.2 1.2 2.4等價轉(zhuǎn)化 2 4 1.4 2.1 0.6 1.2等價轉(zhuǎn)化 2 4另：若V0，直接看出x1，再由投料比求出a、b例3在一個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，達(dá)到平衡后生成am

7、olHBr（見表）。在相同條件下，且保持平衡時各組分的百分含量不變，對下列編號的狀態(tài)，填寫：編號起始狀態(tài)mol平衡時HBr物質(zhì)的量molH2Br2HBr已知120a12402a200.510.5a3mn（n2m）2n4m（nm）a解析：放大縮小模型，可知對H2(g)Br2(g)2HBr(g)，1molH22molBr2與kmolH22kmolBr2在同溫同壓下一定可達(dá)“等百分含量”即等效平衡，后者平衡時生成了kamolHBr H2(g)Br2(g)2HBr(g) 1 2 a k 2k ka 即k2，HBr：2amol 即k0.5，需0.5molH21molBr2 等價轉(zhuǎn)化 0.5amolHBr

8、應(yīng)達(dá)到 而1molHBr 0.5molH20.5molBr2 起始等效 0.5molH21molBr2 0 molH20.5molBr21molHBr（比較得出） 設(shè)最初m molH2n molBr2x molHBr 而x molHBr x molH2x molBr2 m molH2n molBr2x molHBr （mx）molH2（nx）molBr2 且（mx）（nx）12平衡時生成（mx）amol HBr 解得x2(n2m) x代入（mx）a（即現(xiàn)在的k）（nm）a例4.向體積不變的密閉容器中充入2 mol N2和6 mol H2，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：N2（氣）+ 3 H2（氣）2 NH

9、3（氣），平衡時混合氣共7 mol令a、b、c分別代表N2、H2、NH3起始加入的物質(zhì)的量，維持溫度不變，使達(dá)到平衡時各成分的百分含量不變則：若a0，b0，則c 4 若a0.7，b2.1，則：c 2.6 這時反應(yīng)向 逆反應(yīng) 進(jìn)行若要維持反應(yīng)開始向該反應(yīng)方向進(jìn)行，c的范圍是 1c4 欲使起始反應(yīng)維持向與相反的方向進(jìn)行，則b的范圍是 4.5b6 分析：符合題設(shè)條件的各起始量之差應(yīng)與反應(yīng)式中相應(yīng)系數(shù)成比例 N2（氣）+ 3 H2（氣） 2 NH3（氣） 起始 2 6 0 條件 0.7 2.1 c 0.72， c2.6 題設(shè)條件平衡時共7 mol氣體，而小題起始量才5.4 mol（0.72.12.6）

10、，所以起始方向向逆反應(yīng)進(jìn)行從三個極限起始量考慮，即N2轉(zhuǎn)化率等于0時，2 mol N2、6 mol H2、NH30；N2轉(zhuǎn)化率等于100時，N20、H20、NH34 mol；現(xiàn)求平衡時各成分的物質(zhì)的量 N2（氣）+ 3 H2（氣） 2 NH3（氣） 2 6 0 x 3x 2x 2x 63x 2x 依題意：（2x）+（63x）+ 2x = 7，x = 0.5 所以平衡時，N21.5 mol、H24.5 mol、NH31 mol 將三個極限起始量加以分析對比： N2（氣）+ 3 H2（氣） 2 NH3（氣） 2 6 0 （N2轉(zhuǎn)化率為0時起始量） 1.5 4.5 1 （平衡量為起始量） 0 0 4

11、 （N2轉(zhuǎn)化率為100時起始量） 可以看出，為了維持反應(yīng)開始向逆反應(yīng)進(jìn)行，NH3的起始范圍是1c4 同理，為了維持反應(yīng)開始向正反應(yīng)進(jìn)行，H2的起始范圍是4.5b6例5在一個容積固定的反應(yīng)器中，有一可左右滑動的密閉隔板，兩側(cè)分別進(jìn)行如圖所示的可逆反應(yīng)，各物質(zhì)的起始加入量如下：A、B、C均為4mol，D為6.5mol，F(xiàn)為2.0mol，A(g)+B(g)2C(g)D(g)+2E(g)2F(g)設(shè)E為x mol。當(dāng)x在一定范圍內(nèi)變化時，均可通過調(diào)節(jié)反應(yīng)器的溫度，使兩側(cè)反應(yīng)都達(dá)到平衡，并且隔板恰好處于反應(yīng)器的正中位置，請?zhí)顚懸韵驴瞻祝?若x4.5，則右側(cè)反應(yīng)在起始時間向_正反應(yīng)_（填正反應(yīng)或逆反應(yīng)）方

12、向進(jìn)行，欲使起始反應(yīng)維持向該反應(yīng)方向進(jìn)行，則x的最大取值應(yīng)小于_7_mol。解析：等效平衡的前提：溫度一定，現(xiàn)變溫，所以由題意，等效是體現(xiàn)在左、右量相等上。左邊V0， n(總)12 mol右邊：n(總)12 mol 時，隔板在中央。D(g) + 2E(g) 2F(g) 6.5 x4.5 2.0 n(總)6.54.52.013 mol 12 mol 向體積減小的正反應(yīng)方向移動。 設(shè)達(dá)平衡時，E的消耗量為2a molD(g) + 2E(g) 2F(g) 6.5 x 2.0 6.5a x2a 2.02a (6.5a)+( x2a)+(2.02a)=12 mol x2a 0 得x y B.x甲 B平衡

13、后SO2的濃度：乙甲CSO2轉(zhuǎn)化率：乙甲4某溫度下，在容積固定的密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)A(g)十2B(g)2Q(g)平衡時，各物質(zhì)的濃度比為c(A)：c(B)：c(Q)1：1：2，保持溫度不變，以1：1：2的體積比再充人A、B、Q，則下列敘述正確的是A剛充入時反應(yīng)速率v(正)減小，v(逆)增大B達(dá)到新的平衡時，反應(yīng)混合物中A、B的體積分?jǐn)?shù)增加C達(dá)到新的平衡時c(A)：c（B）：c（Q）仍為1：1：2D達(dá)到新的平衡過程中，體系壓強(qiáng)先增大，后逐漸減小5、在一個真空固定體積的密閉容器內(nèi)，充入10molN2和30molH2，發(fā)生合成氨反應(yīng)：N23H22NH3，在一定溫度下達(dá)到平衡，H2的轉(zhuǎn)化率為25%

14、。若在同一容器中充入NH3，欲達(dá)到平衡時的各成份的百分含量與上述平衡時相同，則起始時充入的NH3的物質(zhì)的量和達(dá)到平衡時NH3的轉(zhuǎn)化率是（ ）A、15mol 25% B、20mol 50% C、20mol 75% D、40mol 80%6在恒溫、恒容的條件下，有反應(yīng)2A（氣）+2B（氣）C（氣）+3D（氣）,現(xiàn)從兩條途徑分別建立平衡。途徑I：A、B的起始濃度均為2molL1；途徑II：C、D的起始濃度分別為2mol/L和6mol/L；則以下下敘述正確的是：A.兩途徑最終達(dá)到平衡時，體系內(nèi)混合氣的百分組成相同B.兩途徑最終達(dá)到平衡時，體系內(nèi)混合氣的百分組成不同C.達(dá)平衡時，途徑I的反應(yīng)速率v（A）

15、等于途徑II的反應(yīng)速率v（A）D.達(dá)平衡時，途徑I所得混合氣的密度為途徑II所得混合氣密度的7在一密閉容器中進(jìn)行2SO2+O2 2SO3三氧化硫的反應(yīng)，己知反應(yīng)過程中某一時刻的數(shù)據(jù)是： SO2、O2、SO3的濃度分別是0.2mol/L、0.1mol/L、 0.2mol/L，當(dāng)達(dá)到平衡時可能數(shù)據(jù)是ASO2 0.4mol/L BSO2 0.25mol/L CSO2 SO3均為0.15mol/L DSO3 0.4mol/L 8在密閉容器中，aA(氣)bB(氣)達(dá)平衡后，保持溫度不變，將容器體積增加1倍，當(dāng)達(dá)到新平衡時，B的濃度是原來的60%，下列說法正確的是：A平衡向正反應(yīng)方向移動了； B物質(zhì)A的轉(zhuǎn)

16、化率減少了；C物質(zhì)B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加了； Dab；9在一恒定的容器中充入2molA和1molB發(fā)生反應(yīng)：2A（氣）+B（氣）xC（氣），到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)為W%：若維持容器的容積和溫度不變，按起始物質(zhì)的量A：0.6mol、B：0.3mol，C：1.4mol充入容器，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)仍為W%，則比值為：A.只能為2 B.只能為3 C.可能是2，也可能是3 D.無法確定10某溫度下1 L密閉容器中加1 mol N2和3 mol H2，使反應(yīng)N2+3H2 2NH3達(dá)到平衡，測得平衡混合氣體中N2、H2、NH3物質(zhì)的量分別為m mol、n mol、g mol。如溫度不變，只改變初始加入的物質(zhì)

17、的量，而要求m、n、g的值維持不變，則N2、H2、NH3加入的物質(zhì)的量用x、y、z表示時，應(yīng)滿足條件：（1）若x=0，y=0，則z= 。（2）若x=075 mol，則y= ，z= 。（3）x、y、z應(yīng)滿足的一般條件是(請用兩個方程式表示，其中一個含x和y，另一個只含y和z) 。(1)2 (2) 2.25 0.5 (3) y=3x 2y+3z = 6 11I恒溫、恒壓下，在一個可變?nèi)莘e的容器中發(fā)生如下反應(yīng)： A(g)+B(g) C(g)(1)若開始時放入1mol A和1 mol B，到達(dá)平衡后，生成a mol C，這時A的物質(zhì)的量為 mol。(2)若開始時放入3mol A和3 mol B，到達(dá)平

18、衡后，生成C的物質(zhì)的量為 mol。(3)若開始時放入x mol A，2mol B和1mol c，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，B的物質(zhì)的量 (選填一個編號)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 。若維持溫度不變，在一個與(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)。(5)開始時放入1mol A和1molB到達(dá)平衡后生成b mol C。將b與(1)小題中的a

19、進(jìn)行比較 。甲、ab 丙、a=b 丁、不能比較a和b的大小作出此判斷的理由是 。(1)1-a (2)3a (3)2 3(1-a) 丁 (4)a/(2-a) (5)乙12將1molCO和1molH2O（g）充入某固定容積的反應(yīng)器中，在某條件下達(dá)到平衡：CO+H2O（g）CO2+H2，此時有2/3的CO轉(zhuǎn)化為CO2。該平衡混合物中CO2的體積分?jǐn)?shù)為 若在相同條件下，向容器中充入1molCO2、1molH2和1molH2O，則達(dá)到平衡時與中平衡相比較，平衡應(yīng)向 （填“正反應(yīng)方向”、“逆反應(yīng)方向”或“不”）移動，此時平衡混合物中CO2的體積分?jǐn)?shù)可能是下列各值中的 （填編號）A22.2% B27.55%

20、 C33.3% D36.8%結(jié)合中計算結(jié)果分析若平衡向正方向移動時，則下列說法中正確的是 （填序號）生成物的產(chǎn)量一定增加；生成物的體積分?jǐn)?shù)一定增加；反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大；反應(yīng)物的濃度一定降低；正反應(yīng)速率一定大于逆反應(yīng)速率；一定使用了催化劑（1）33.3%（2）正反應(yīng)，B（3）解析：（2）中的投料相當(dāng)于投入了CO1mol，H2O1mol，增大了H2O的濃度，平衡向正方向移動，所以CO的轉(zhuǎn)化率增大。解題時可運(yùn)用極限思維的方法：若CO仍只有2/3轉(zhuǎn)化，計算可得平衡混合物中CO2的體積分?jǐn)?shù)為22.2%；若CO全部轉(zhuǎn)化，計算可得CO2的體積分?jǐn)?shù)為33.3%。因此實(shí)際情況應(yīng)介于二者之間。故選B。13在一

21、定溫度下，向一個容積不變的容器中，加入3molSO2和2molO2 及固體催化劑，使之反應(yīng)。2SO2(g) + O2 (g) 2SO3 (g) ；H=196.6kJ/mol。平衡時容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為起始時的90%。此時、加入3molSO2和2molO2 發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時，放出的熱量為 。、保持同一反應(yīng)溫度，在相同的容器中，將起始物質(zhì)的量改為amolSO2、bmolO2、cmolSO3（g），欲使平衡時SO3的體積分?jǐn)?shù)為2/9 ，達(dá)到平衡時，與放出的熱量（填序號）。A、一定相等B、前者一定小C、前者大于或等于后者a、b、c必須滿足的關(guān)系是（一個用a、c表示，另一個用b、c表示）、。欲使起始時反

22、應(yīng)表現(xiàn)為向正反應(yīng)方向進(jìn)行，a的取值范圍是： 。、 98.3kJ (2分) 、C (1分) a +c=3，2b+c=4（每式1分，共2分） 2a3（2分）14將2molH2O(g)和1molBr2(g)置于1L的密閉容器中,在一定條件下加熱至較高溫度，發(fā)生如下可逆反應(yīng)（忽略其它反應(yīng)）：2H2O(g) 2H2(g)+ O2(g) H2(g)+Br2(g) 2HBr(g) （1）當(dāng)上述系統(tǒng)達(dá)到平衡后，測得c(H2O)平=06 molL-1，c(Br2)平=06 molL-1，則平衡時c(H2)平= molL-1（2）若平衡時c(H2)平=a molL-1，c(HBr)平=b molL-1，則平衡時混

23、合氣體的密度是相同條件下H2密度的 倍。（3）當(dāng)上述系統(tǒng)達(dá)到平衡時，欲求其混合氣體的平衡組成，則至少還需知道兩種氣體的平衡濃度，但這兩種氣體不能同時是 和 ，或 和 （填化學(xué)式）。(1)1.0 (2)196/(6+a+0.5b) H2O O2 Br2 HBr15在一個盛有催化劑容積可變的密閉容器中，保持一定的溫度和壓強(qiáng)，進(jìn)行以下反應(yīng)：N2+3H2 2NH3。已知加入1molN2和4molH2時，達(dá)到平衡后生成amolNH3。有恒溫恒壓下欲保持平衡時各組分的體積分?jǐn)?shù)不變。填表（恒溫恒壓）(1)1.5a(2)0 0.5(3)2(g-4m)a(g-3m)16已知T、pkpa時，在容積為vL的密閉容器

24、內(nèi)充有1molA和1molB。保持恒溫、恒壓反應(yīng)A(g)+B(g) C(g)達(dá)到平衡時，C的體積分?jǐn)?shù)為40%。試回答有關(guān)問題。（1）欲使溫度和壓強(qiáng)在上述條件下恒定不變，在密閉容器內(nèi)充入2molA 2molB,則反應(yīng)達(dá)到平衡時，容器的容積為 ，C的體積分?jǐn)?shù)為 。（2）若另選一容積固定不變的密閉容器，仍控制溫度為T，使1molA和1molB反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，C的體積分?jǐn)?shù)仍為40%，則該密閉容器的容積為 。10/7VL 40% 5/7VL 17. 在一個固定容積的密閉容器中, 保持一定的溫度, 在一定條件下進(jìn)行以下反應(yīng): A(氣) + 2B(氣) 3C(氣), 已知加入1mol A和3mol B, 生成了amol C:(1) 達(dá)到平衡時C在反應(yīng)混合氣體中的百分含量是 _(用含有a的關(guān)系式表示)(2)在相同的實(shí)驗(yàn)條件下, 若在同一個容器中改為加入2mol A和6mol B, 達(dá)到平衡后, C的物質(zhì)的量為 _ mol, 此時C在混合氣體中的百分含量 _(填寫增大、減小或不變)(3)在相同實(shí)驗(yàn)條件下, 若在同一容器中加入2mol A和8mol B, 若要