第二章第二節(jié) 化學平衡- 等效思想解答化學平衡應(yīng)用題 專題 講義 2022-2023學年高二上學期化學人教版（2019）選擇性必修1

山西省榆次第一中學校李金虎選擇性必修1化學反應(yīng)原理第二章第二節(jié)化學平衡專題“等效思想”解答化學平衡應(yīng)用題點評筆記從反應(yīng)物開始和從生成物開始建立等效平衡時，要注意反應(yīng)產(chǎn)生熱量并不相等注意條件：恒溫恒容、恒溫恒壓、絕熱恒容、絕熱恒壓點評筆記從反應(yīng)物開始和從生成物開始建立等效平衡時，要注意反應(yīng)產(chǎn)生熱量并不相等注意條件：恒溫恒容、恒溫恒壓、絕熱恒容、絕熱恒壓模型建構(gòu)條件等效條件（一邊倒）結(jié)果恒溫恒容（非等體變化）投料換算成相同物質(zhì)表示時物質(zhì)的量相同兩平衡各組分百分含量均相同（n、c相同）全等平衡（等同平衡）恒溫恒容（等體變化）投料換算成相同物質(zhì)表示時物質(zhì)的量成比例兩平衡各組分百分含量均相同（n、c按比例變化）等比平衡（相似平衡）恒溫恒壓投料換算成相同物質(zhì)表示時物質(zhì)的量成比例兩平衡各組分百分含量均相同（c相同，n按比例變化）等比平衡（相似平衡）在一定條件（恒溫恒在一定條件（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)開始，還是從逆反應(yīng)開始，在達到化學平衡狀態(tài)時，任何相同組分的百分含量（體積分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)等）均相同，這樣的化學平衡互稱等效平衡。一、看“等效概念”一、看一、看“等效概念”二、看“反應(yīng)條件”恒溫恒容（二、看“反應(yīng)條件”恒溫恒容（恒T恒V）或恒溫恒壓（恒T恒P）三、看“反應(yīng)類型三、看“反應(yīng)類型”非等體變化（ΔV(g)≠0）或等體積變化（ΔV(g)=0）點評筆記極值轉(zhuǎn)化法（一邊倒）點評筆記極值轉(zhuǎn)化法（一邊倒）無論平衡從哪個方向建立，在判斷時都可根據(jù)題給條件和反應(yīng)計量系數(shù)把生成物全部推算為反應(yīng)物或把反應(yīng)物全部推算成生成物，再與原平衡加入的物質(zhì)的量相比較，若物質(zhì)的量“相當”則為等效平衡。四四、看“極值轉(zhuǎn)化”全等等效（等同等效）或等比等效（相似等效）全等等效（等同等效）或等比等效（相似等效）五、看“五、看“等效判斷”模型示例【模型典例】在一定溫度下，把2molSO2和1molO2通入一固定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)，2SO2+O22SO3，當此反應(yīng)進行到一定程度時反應(yīng)混合物就處于化學平衡狀態(tài)。現(xiàn)在該容器中維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始時加入的SO2、O2、SO3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，才能保證達到平衡狀態(tài)時，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?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___________，___________。（請用兩個方程式表示，其中一個只含a和c，另一個只含b和c）【模型思路】第一招看條件（恒溫恒容）第二招看反應(yīng)類型[非等體積變化（△V(g)≠0）]第三招極值轉(zhuǎn)化法（一邊倒）第四招判斷等效列等式【模型快解】（1）恒溫恒容條件下反應(yīng)前后體積改變的反應(yīng)判斷方法：投料換算成相同物質(zhì)表示時物質(zhì)的量相同即等效。例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)①2mol1mol0②002mol③0.5mol0.25mol1.5mol④amolbmolcmol上述①②③三種配比，按化學方程式的化學計量關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，則SO2均為2mol，O2均為1mol，三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。④中a、b、c三者的關(guān)系滿足：c＋a＝2，eq\f(c,2)＋b＝1，即與上述平衡等效?！敬鸢浮浚?）c=2（2）b=0.25，c=1.5（3）c＋a＝2，eq\f(c,2)＋b＝1（或2b+c=2）。解題筆記模型解題筆記1．在t℃時，向2L恒容密閉容器中放入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)放入容器中達到平衡時，C的含量仍為m%的是()A．2molA和1molBB．2molD和A、B、C各1molC．1molC和2molDD．1molC和1molD2．某溫度下，在一容積可變的容器中，反應(yīng)2A(g)+B(g)2C(g)達到平衡時，A、B和C的物質(zhì)的量分別為4mol、2mol和4mol。保持溫度和壓強不變，對平衡混合物中三者的物質(zhì)的量做如下調(diào)整，可使平衡右移的是()A．均減半B．均加倍C．均增加1molD．均減少1mol3．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：Ⅰ.A、B的起始量均為2mol；Ⅱ.C、D的起始量分別為2mol和6mol。下列敘述不正確的是()

A．Ⅰ、Ⅱ兩途徑最終達到平衡時，體系內(nèi)混合氣體的百分組成相同

B．Ⅰ、Ⅱ兩途徑最終達到平衡時，體系內(nèi)混合氣體的百分組成不同

C．達到平衡時，途徑Ⅰ的和途徑Ⅱ體系內(nèi)混合氣體平均相對分子質(zhì)量相同

D．達到平衡時，途徑Ⅰ的氣體密度為途徑Ⅱ密度的1/2

4．在一個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HI的轉(zhuǎn)化率為b%，則a、b的關(guān)系為()A．a(chǎn)＞bB．a(chǎn)＜bC．a(chǎn)=bD．無法確定5．一個真空密閉恒容容器中盛有1molPCl5，加熱到200℃發(fā)生如下反應(yīng)：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)，反應(yīng)達到平衡時，混合氣體中PCl5所占體積分數(shù)為M%，。若同一溫度的同一容器中，最初投入2molPCl5，反應(yīng)達平衡時，混合氣體中PCl5所占體積分數(shù)為N%。則M和N的關(guān)系是()A．M＞NB．M＜NC．M=ND．無法確定6．把晶體N2O4放入一固定容積的密閉容器中氣化并建立N2O4(g)2NO2(g)平衡，然后保持溫度不變，再通入與起始時等量的N2O4氣體，反應(yīng)再次達平衡，則新平衡N2O4的轉(zhuǎn)化率與原平衡比()A．變小B．變大C．不變D．無法確定7．一定條件下存在反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，其正反應(yīng)放熱。圖1、圖2表示起始時容器甲、丙體積都是V，容器乙、丁體積都是V/2；向甲、丙內(nèi)都充入2amolSO2和amolO2并保持恒溫；向乙、丁內(nèi)都充入amolSO2和0.5amolO2并保持絕熱(即與外界無熱量交換)，在一定溫度時開始反應(yīng)。下列說法正確的是()A．圖1達平衡時，濃度c(SO2)：甲＝乙B．圖1達平衡時，平衡常數(shù)K：甲<乙C．圖2達平衡時，所需時間t：丙＜丁D．圖2達平衡時，體積分數(shù)φ(SO3)：丙＞丁解題筆記8．一定溫度下，在三個容積相同的恒容密閉容器中按不同方式投入反應(yīng)物，發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(正反應(yīng)放熱)，測得反應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下。下列說法正確的是()解題筆記容器1容器2容器3反應(yīng)溫度T/K700700800反應(yīng)物投入量2molSO2、1molO24molSO32molSO2、1molO2平衡v正(SO2)/(mol·L－1·s－1)v1v2v3平衡c(SO3)/(mol·L－1)c1c2c3平衡體系總壓強p/Pap1p2p3物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率αα1(SO2)α2(SO3)α3(SO2)平衡常數(shù)KK1K2K3A．v1＜v2，c2＜2c1B．K1＞K3，p2＞2p3C．v1＜v3，α1(SO2)＞α3(SO2)D．c2＞2c3，α2(SO3)＋α3(SO2)>19．在一個固定容積的密閉容器中，保持一定的溫度進行以下反應(yīng)：H2(g)+Br2(g)2HBr(g)已知加入1molH2和2molBr2時，達到平衡后生成amolHBr（見下表已知項），在相同條件下，且保持平衡時各組分的體積分數(shù)不變，對下列編號①～③的狀態(tài)，填寫下表中的空白。已知編號起始狀態(tài)時物質(zhì)的量n(mol)平衡時HBr的物質(zhì)的量n(mol)H2Br2HBr120a①240②10.5a③mg(g≥2m)答案：1．解析：選C利用極值轉(zhuǎn)化法（一邊倒）可進行判斷。2．解析：選C在容積可變的情況下，從對平衡混合物中三者的物質(zhì)的量對各物質(zhì)的量的濃度影響角度思考．在“均減半”或“均加倍”時，相當于A、B、C三種物質(zhì)的濃度都沒有改變，“均增加1mol”時相當于A、C物質(zhì)的濃度減小，B物質(zhì)的濃度增大，平衡右移；“均減小1mol”時相當于A、C物質(zhì)的濃度增大，B物質(zhì)的濃度減小，平衡左移。3．解析：選B2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g)Ⅰ2mol

2mol

Ⅱ2mol

6mol

Ⅱ所加物質(zhì)完全轉(zhuǎn)化為A、B時，可生成4molA、4molB，與Ⅰ物質(zhì)的量比值相等，由反應(yīng)可知，反應(yīng)前后氣體的化學計量數(shù)相等，壓強對平衡移動沒有影響，則Ⅰ、Ⅱ為等效平衡狀態(tài)，體系內(nèi)混合氣體的百分組成相同，混合氣體平均相對分子質(zhì)量相同，由于容器體積相等，Ⅱ氣體質(zhì)量是Ⅰ氣體質(zhì)量的2倍，則達到平衡時，途徑Ⅰ的氣體密度為途徑Ⅱ密度的12，則B、C、D正確，A錯誤。

4．解析：選C在平衡體系中再充入1molHI，相當于加壓，由反應(yīng)可知，反應(yīng)前后氣體的化學計量數(shù)相等，加壓平衡不移動，HI的轉(zhuǎn)化率不變。5．解析：選B最初投入2molPCl5，在恒溫恒容條件下，相當于回加壓，平衡左移，PCl5所占體積分數(shù)增大。6．解析：選A過程假設(shè)：思維程序：第①步兩容器平衡后狀態(tài)一模一樣。第②步撤去隔板沒有任何變化。第③步壓縮時平衡逆向移動，故N2O4的轉(zhuǎn)化率變小。7．解析：選C容器Ⅰ中從正反應(yīng)開始到達平衡，該反應(yīng)為放熱，容器Ⅱ中從逆反應(yīng)開始到達平衡，該反應(yīng)為吸熱，無法比較Q1與Q2的大小，故A錯誤；容器Ⅲ中相當于在容器Ⅰ中平衡的基礎(chǔ)上再加入1molCO和1molH2O，壓強不影響該化學平衡，但容器Ⅲ中反應(yīng)的物質(zhì)量大，放熱多，到達平衡時溫度更高，該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高平衡逆向移動，則容器Ⅲ中CO的轉(zhuǎn)化率低，CO的百分含量高，故B錯誤；容器Ⅱ中所到達的平衡狀態(tài)，相當于在容器Ⅰ中平衡的基礎(chǔ)上降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，則容器Ⅱ中反應(yīng)的平衡常數(shù)大于容器Ⅰ，C正確，溫度相同時，容器Ⅰ中CO的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率之和等于1，容器Ⅱ中所到達的平衡狀態(tài)，相當于在容器Ⅰ中平衡的基礎(chǔ)上降低溫度，平衡向正反應(yīng)移動，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率比兩容器相同溫度對容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率低，故容器Ⅰ中CO的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率之和小于1，故D錯誤。8．解析：選C比較容器1、2，容器2中投料相當于容器1中的2倍，相當于容器2中起始壓強是1中的2倍，所以平衡時用2中各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率均大于1中；由于2中壓強大，更有利于反應(yīng)正向移動，故平衡時c2＞2c1，A錯誤。比較容器1、3,3中溫度高，由正反應(yīng)放熱可知，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)減小，所以K1＞K3；比較容器2、3中投料，2中投料相當于3中2倍，3中溫度高，且平衡逆向移動，所以一定有p2＜2p3，B錯誤。比較容器1、3，只有溫度不同，3中溫度高，反應(yīng)速率快