高中化學(xué)專題—等效平衡詳解

1、高中化學(xué)專題等效平衡詳解一、概念。在一定條件（恒溫恒容或恒溫恒壓）下，同一可逆反應(yīng)體系，不管是從正反應(yīng)開(kāi)始，還是從逆反應(yīng)開(kāi)始，在達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，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“全等等效和相似等效”）。理解：（1）只要是等效平衡，平衡時(shí)同一物質(zhì)的百分含量（體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等）一定相同（2）外界條件相同：通?？梢允呛銣亍⒑闳?，恒溫、恒壓。 （3）平衡狀態(tài)只與始態(tài)有關(guān)，而與途徑無(wú)關(guān)，（如：無(wú)論反應(yīng)從正反應(yīng)方向開(kāi)始，還是從逆反應(yīng)方向開(kāi)始投料是一次還是分成幾次反應(yīng)容器經(jīng)過(guò)擴(kuò)大縮小或縮小擴(kuò)大的過(guò)程，）比較時(shí)都運(yùn)用“一邊倒”倒回到起始的狀

2、態(tài)進(jìn)行比較。二、分類（一）全等等效和相似等效1、全等等效：一邊倒后要和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)數(shù)值完全相同才能等效，達(dá)到平衡后，w%（百分含量，如質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等）、n（物質(zhì)的量）、m（質(zhì)量）、V（體積）等量完全相同。2、相似等效：一邊倒后和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)數(shù)值成比例就可以等效，達(dá)到平衡后，w%一定相同，但n、m、V等量不一定相同但一定成比例。（二）具體分析方法針對(duì)反應(yīng)mA（g） +n B（g） pC（g） + qD（g），1、若m + n p + q，則無(wú)論恒溫恒容還是恒溫恒壓，都滿足相似等效。例：對(duì)于反應(yīng)H2（g）+ I2（g） 2HI（g），在某溫度下，向某一密閉容器中加入1molH2和1mo

3、lI2，平衡時(shí)HI的濃度為a，HI的物質(zhì)的量為b，則（1）若保持恒溫恒容，開(kāi)始時(shí)投入_molHI，與上述情況等效（2）若保持恒溫恒壓，開(kāi)始時(shí)投入_molHI，與上述情況等效（3）若保持恒溫恒容，開(kāi)始時(shí)投入0.5molH2，還需要加入_mol I2和_molHI，與上述情況等效（4）若保持恒溫恒壓，開(kāi)始時(shí)投入4molHI，則平衡時(shí)，HI的濃度為_(kāi)，物質(zhì)的量為_(kāi)2、若m + n p + q，（1）若恒溫恒容，則滿足全等等效；（2）若恒溫恒壓，則滿足相似等效。例：對(duì)于反應(yīng)H2（g）+ 3N2（g） 2NH3（g），在某溫度下，向某一密閉容器中加入1molH2和3molN2，平衡時(shí)NH3的濃度為a，N

4、H3的物質(zhì)的量為b，則（1）若保持恒溫恒容，開(kāi)始時(shí)投入_mol NH3，與上述情況等效，平衡時(shí)NH3的濃度為_(kāi)，NH3的物質(zhì)的量為_(kāi)； 若保持恒溫恒容，開(kāi)始時(shí)投入0.5molH2，還需要加入_mol N2和_mol NH3與上述情況等效，平衡時(shí)NH3的濃度為_(kāi)，NH3的物質(zhì)的量為_(kāi)； 若保持恒溫恒容，為了達(dá)到與上述情況等效，NH3的物質(zhì)的量的取值范圍為_(kāi)，平衡時(shí)NH3的濃度為_(kāi)，NH3的物質(zhì)的量為_(kāi)（2）若保持恒溫恒壓，開(kāi)始時(shí)投入_mol NH3，與上述情況等效；若保持恒溫恒容，開(kāi)始時(shí)投入0.5molH2，還需要加入_mol N2和_mol NH3與上述情況等效；若保持恒溫恒壓，開(kāi)始時(shí)投入4m

5、olNH3，平衡時(shí)NH3的濃度為_(kāi)，NH3的物質(zhì)的量為_(kāi)三、典型例題例1、將6molX和3molY的混合氣體置于密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：2X (g)+Y(g) 2Z (g)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)A時(shí)，測(cè)得X、Y、Z氣體的物質(zhì)的量分別為1.2mol、0.6mol和4.8mol。若X、Y、Z的起始物質(zhì)的量分別可用a、b、c表示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）若保持恒溫恒容，且起始時(shí)a=3.2mol，且達(dá)到平衡后各氣體的體積分?jǐn)?shù)與平衡狀態(tài)A相同，則起始時(shí)b、c的取值分別為 ， 。（2）若保持恒溫恒壓，并要使反應(yīng)開(kāi)始時(shí)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，且達(dá)到平衡后各氣體的物質(zhì)的量與平衡A 相同，則起始時(shí)c的取值范圍是 。例2、

6、將6molX和3molY的混合氣體置于容積可變的密閉容器中，在恒溫恒壓發(fā)生如下反應(yīng)：2X (g)+Y(g) 2Z (g)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)A時(shí)，測(cè)得X、Y、Z氣體的物質(zhì)的量分別為1.2mol、0.6mol和4.8mol。若X、Y、Z的起始物質(zhì)的量分別可用a、b、c表示，若起始時(shí)a=3.2mol，且達(dá)到平衡后各氣體的體積分?jǐn)?shù)與平衡狀態(tài)A相同，則起始時(shí)b、c的取值分別為 ， 。四、鞏固練習(xí)1、在1L的密閉容器中通入2molNH3，在一定溫度下發(fā)生下列反應(yīng)：2NH3N2+3H2，達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)N2的百分含量為a%。若維持容器的體積和溫度都不變，分別通入下列初始物質(zhì)，達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)N2的百分含

7、量也為a的是（ ）A3molH2+1molN2 B2molNH31molN2C2molN2+3molH2 D0.1molNH30.95molN2+2.85molH22、在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2SO2+O2 2SO3(g)，起始時(shí)SO2和O2分別為20mol 和 10mol，達(dá)到平衡時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率為80%。若從SO3開(kāi)始進(jìn)行反應(yīng)，在相同的條件下，欲使平衡時(shí)各成分的體積分?jǐn)?shù)與前者相同，則起始時(shí)SO3的物質(zhì)的量及SO3的轉(zhuǎn)化率分別為（ ）A 、10mol 10%       B 、20mol 20%    &

8、#160;  C 、20mol 40%       D 、30mol 80%3、在一密閉的容器中充入2 mol A和1 mol B發(fā)生反應(yīng)：2A(g)B(g)= xC(g)，達(dá)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：0.6 mol、B：0.3 mol、C：1.4 mol充入容器，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)仍為w%，則x的值為()A只能為2 B只能為3 C可能為2，也可能為3 D無(wú)法確定4、在溫度、容積相同的3個(gè)密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下

9、w_w w. k#s5_u.c o*m（已知 kJ·mol）：容器甲乙丙反應(yīng)物投入量1mol N2、3mol H22mol NH34mol NH3平衡時(shí)NH3的濃度（mol·L）c1c2c3反應(yīng)的能量變化放出akJ吸收bkJ吸收ckJ體系壓強(qiáng)（Pa）p1p2p3反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率下列說(shuō)法正確的是（ ）A B C D5、在一定溫度下，把2mol SO2和1mol O2通入一定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)，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)平衡狀態(tài)。現(xiàn)在該容器中維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始時(shí)加入的的物質(zhì)的量（mol），如果a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定

10、的相互關(guān)系，才能保證達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡完全相同。請(qǐng)?zhí)羁眨海?）若a=0，b=0，則c=_。（2）若a=0.5，則b=_，c=_。（3）a、b、c的取值必須滿足的一般條件是_，_。（請(qǐng)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）6、如圖所示，在一定溫度下，把2體積N2和6體積H2通入一個(gè)帶有活塞的容積可變的容器中，活塞的一端與大氣相通，容器中發(fā)生以下反應(yīng)：（正反應(yīng)放熱），若反應(yīng)達(dá)到平衡后，測(cè)得混合氣體的體積為7體積。據(jù)此回答下列問(wèn)題：（1）保持上述反應(yīng)溫度不變，設(shè)a、b、c分別代表初始加入的N2、H2和NH3的體積，如果反應(yīng)達(dá)到平衡后混合氣體中

11、各氣體的體積分?jǐn)?shù)仍與上述平衡相同，那么：若a=1，c=2，則b=_。在此情況下，反應(yīng)起始時(shí)將向_（填“正”或“逆”）反應(yīng)方向進(jìn)行。若需規(guī)定起始時(shí)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，則c的取值范圍是_。（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_。7、（一）恒溫、恒壓下，在一個(gè)容積可變的容器中發(fā)生如下反應(yīng)：（1）若開(kāi)始時(shí)放入1mol A和1mol B，達(dá)到平衡后，生成a mol C，這時(shí)A的物質(zhì)的量為_(kāi) mol。（2）若開(kāi)始時(shí)放入3mol A和3mol B，達(dá)到平衡后，生成C的物質(zhì)的量為_(kāi)mol。（3）若開(kāi)始時(shí)放入x mol A、2mol B和1mol C，達(dá)到平衡后，A和C的物質(zhì)的量分別為y mol和3a mol，則x=_，y=_。平衡時(shí)，B的物質(zhì)的量_（填編號(hào)）。（甲）大于2mol （乙）等于2mol （丙）小于2mol （丁）可能大于、等于或小于2mol（4）若在（3）的平衡混合物中再