等效平衡问题及解题技巧.docx
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等效平衡问题及解题技巧
专题
等效平衡问题
1、定义:
在相同条件下(定温定容或定温定压),对同一可逆反应,由于起始
有关物质的量“相当”,无论从正反应幵始还是从逆反应幵始,均可达到平衡,
且任何组分的含量(通常为百分含量)相同,这样的平衡互称为等效平衡
2、等效平衡的类型及建立等效平衡的条件
规律一:
恒温恒容条件下,对于任何(无论反应前后气体分子数是否相同)
可逆反应,如果起始加入物质的物质的量不同,按化学方程式中的化学计量关
系换算成同一方向的物质(即“一边倒”)后,各组分的物质的量与原平衡相同
则两平衡等效,平衡时,同种组分的体积分数、物质的量浓度、物质的量均相同
(也可叫全等平衡)。
mA(g)+nB(g)—pC(g)+qD(g)
起始①mmolnmol00
起始②00Pmolqmol
上述两种情况投料不同,但是将②中投料“左边倒”后,四种物质的物质的
量均同①相同,
因此两种情况可达到等效平衡,平衡时,同种组分(如A)的体积分数、物质
的量浓度、物质的量均相同。
例1.在一固定体积的密闭容器中通入2molA和ImolB发生反应
2A(g)+B(g)=l3C(g)+D(g)
反应达到平衡时,测得C的物质的量浓度为wmol/L.若维持容器的容积不
变,按下列四种配比做起始浓度,达平衡后,C的浓度仍维持wmol/L的是
2C(g)达到平衡时,C的质量分数为co%,在相同条件下按下列情况充入物质达到
平衡时C的质量分数仍为o%勺是()
2molB,2molC
例3、在一个固定体积的密闭容器中,保持一定浓度,进行以下反应:
4A(g)+5B(g)
—=4C(g)+6D(g),已知加入4molA和5molB时,反应进行到一定程度时,反应
a,b,c,d分别代表
混合物就处于平衡状态,现在该容器中,保持温度不变,令
初始加入的A,B,C,D的物质的量,如果a,b,c,d取不同的数值,它们必须满足
定关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中几种物质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,贝yc=,d=.
(2)若a=1,则b=,c=,d=
(3)a,b,c,d取值必须满足的一般条件是(请用方程式表示,其中一个只含和c,另一个只含b和c):
规律二:
恒温恒压条件下,对于任何(无论反应前后气体分子数是否相同
可逆反应,如果起始加入物质的物质的量不同,按化学方程式中的化学计量关
系“一边倒”后,各组分的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效,平衡
时,同种组分的体积分数、物质的量浓度相同,但物质的量不同。
起始②00
起始③
A)的体积
A(g)+B(g)
上述三种情况投料不同,但②③两种情况“左边倒”后,n(A)和n(B)的比值均同①相同,因此三种情况可达到等效平衡,平衡时,同种组分(如分数、物质的量浓度相同,但物质的量不同。
例4.恒温恒压下,在一个可变容积的密闭容器中发生如下反应:
I=C(g)
开始时放入ImolA和ImolB,达到平衡后,生成amolC.
(1)若开始时放入3molA和3molB,达到平衡后,生成C的物质的量为mol
⑵若开始时放入xmolA、3molB和ImolC,达到平衡后,A和C的物质的量分别是
ymol和3amolx=,y=
规律三:
恒温恒容条件下,对于反应前后气体分子数相同的可逆反应,如
果起始加入物质的物质的量不同,按化学方程式中的化学计量关系“一边倒”
后,各组分的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效,平衡时,同种组分的
体积分数相同,但物质的量浓度、物质的量不同。
上述三种情况投料不同
,但将②中投料“左边倒”后三种情况下n(H2)和
n(I2)的比值相同,②可认为①容积减半(压强加倍)得到,③可认为容积加
倍(压强减半)得到,压强改变平衡不移动,所以三种情况可达等效平衡。
三
种情况达到平衡时,同种组分(如Hb)的体积分数相同,物质的量及物质的量
浓度不相同。
例5.有甲、乙两个容积相等的恒容密闭容器,向甲容器中通入6molA和
2molB,向乙容器中通入、和3molC,将两容器的温度恒定在770K,使反应
3A(g)+B(g)—xC(g)达到平衡,此时测得甲、乙两容器中C的体积分数都
是,试回答下列有关问题:
(1)
x=;若
(填“相
若平衡时,甲、乙两容器中A的物质的量不相等,则
平衡时甲、乙两容器中A的物质的量不相等,则x=
(2)平衡时,甲、乙两容器中A、B的物质的量之比是否相等
等”或“不相等”),平衡时甲中A的体积分数为
(3)若平衡时两容器中的压强不相等,贝ffi容器中压强之比为
3、等效平衡的解题思路
(3)选择建立平衡的条件(极值法)
练习
A(g)+B(g)[=C(g)+2D(g).达到平衡时C的含量m%保持温度不变,若按下列配
比将物质放入容器中,达到平衡时,C的含量仍为m%勺是()
2.在一定条件下,
向一带活塞的密闭容器内充入2molSO和ImolQ,发生下列反
应:
2SO(g)+O2(g)丨=2SO(g),达到平衡后改变下列条件,SO气体平衡浓度不改变
的是()
A.保持温度和容器体积不变,充入1molSO3B.保持温度和容器压强不变,
充入1molSO3C.保持温度和容器压强不变,充入1molO2D.保持温度和
2mol/L和6mol/L,下列叙述错误的是
D.平衡时,
途径I所得混合气体密度为途径II所得混合气体密度的一半
IxC(g)达到
3.在一恒定的容器中充入2molA和1molB发生反应:
2A(g)+B(g)I
平衡后,C的体积分数为a%;若维持容器的容积和温度不变,按起始物质的量A
为,B为,C为充入容器中,达到平衡后,C的体积分数仍为a%则x的值为()
A.只能为2B.只能为3C.可能为2,也可能为3D.任意值
4.I.在一个固定体积的密闭容器中2molA和ImolB发生反应2A(g)+B(g)=l3C(g)
+D(g),达到平衡时,C的浓度为Wmol/L维持容器体积和温度不变,按下列四种
配比作为起始物质,达到平衡后,若C的浓度仍为Wmol/L,该配比是()
+2molB+1molD+1molB+2molA+1molD+1molB+1molD
n.①若题中改为1molA,,,作为起始物质,达到平衡后,C的浓度是否仍为
Wmol/L
②若题中A为L,B为,则C为mol,D为mol作为起始物质时,达到平衡
后,C的浓度仍为Wmol/L.
③若题中改为amolA,bmolB,cmolC,dmolD作为起始物质,达到平衡后,C的浓
度如果仍为Wmol/L,则a与c,b与d分别满足什么关系:
I—C(g)
为mol.
ymol和3amol,贝Ux=mol,y=mol.
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
(1)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次到达平衡后,C的物质
的量分数是
n.若维持温度不变在一个与
(1)反应前起始体积相同、且容积固定的容器中
发生上述反应。
(2)幵始时放入ImolA和ImolB到达平衡后生成bmolC,将b与
(1)小题中
的d进行比较
(选一个编号)(甲)ab(丙)a=b(丁)
不能比较a和b的大小
作出判断的理由是
专题二、化学平衡问题的解题技巧及规律
、当外界条件改变引起多方面因素发生改变时,可以通过构造一个中间状态
區柚戳虑仰黑薦职.中间欢奁(菲平》状盍»平幽穫动F平a状喜
例1:
一真空密闭容器中盛有1molPCI5,加热到20C时发生如下反应:
PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)反应达到平衡时,PCh所占体积分数为M%若在同
一温度和同一容器中最初投入的是2molPCI5,反应达到平衡时PCI5所占的体积
分数为N%则M和N的正确关系是()
例2:
一定温度下,在容积固定的密闭容器中发生可逆反应2A(g)|=B(g)并达
到平衡,在相同条件下,若分别再向容器中通入一定量的气体A或气体B,重新
达到平衡后,容器内A的体积分数与原平衡相比()
A.都减小B.前者增大,后者减小C.都增大D.前者减小,后者增大
练习1:
某温度下,在固定容积的密闭中,可逆反应A(g)+3B(g)丨=l2C(g)达到
平衡,测得平衡时A,B,C物质的量之比n(A):
n(B):
n(g)=2:
2:
1,若温度保持不变,
以2:
2:
1的物质的量之比再充入A,B和C,下列判断中正确的是()
A.平衡向逆反应方向移动B.平衡不发生移动
C.C的质量分数增大D.C的质量可能减小
衡时,A,B,C的物质的量分别为4mol,2mol和4mol,保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整,可使平衡右移的是(
A.均减半B.均加倍C.均增加1molD.均减少1mol练习3:
在一密闭容器中,反应aA(g)1=bB(g)达平衡后,保持温度不变,将容器
体积增大一倍,当达到新的平衡时B的浓度是原来的60%,则()
C.物质B的质量分数增加了>b
2:
1的SG和Q
练习4:
有两只密闭容器A和B,A容器有一个可移动活塞使容器内保持恒压,B
容器保持恒容,起始时向两只容器中分别充入等量的体积比为的混合气体,并使A和B容积相等.在保持400C条件下使之发生反应:
2SQ2+Q=2SQ,填写下列空白:
(1)达到平衡所需时间A比B_^A中的SQ转化率比B
(2)达到
(1)所述平衡后,若向两容器通入数量不多的等量氩气,A容器的化学平
衡移动,B容器的化学平衡移动.
(3)达到
(1)所述平衡后,向两容器中通入等量的原反应气体,达到平衡后,A中的
SQ体积分数__L增大、减小、不变),B中的SQ体积分数
练习5:
在373K,把气体通入体积为500ml的真空密闭容器中立即出现红棕色,反
应进行到2s时,NQ2含量为,进行到60s时,达到平衡,此时容器内混合气体的密度是氢气密度的倍,则下列叙述中正确的是()
A.幵始2s内C(NbQ)的变化表示的反应速率为?
L-1?
s-1
B.达到平衡时体系内压强是幵始时的倍
C.平衡时C(NbC4)为?
L-1
D.平衡后若压缩容器,减小体积,则再达平衡时NQ浓度下降
二、平衡正向移动与反应物的转化关系
1.由于温度或压强改变而引起平衡正向移动时,反应物的转化率必定增大。
2.由于增加反应物浓度引起平衡正向移动时,有以下几种情况:
2+3H=|2NH,
⑴对于反应物(不考虑固体反应物)不只一种的可逆反应,如平衡时增加一种反应物浓度,平衡正向移动,另一种反应物的转化率增大,而自身的转化率却减小。
,若反应前后
(2)对于反应物只有一种的可逆反应(并规定起始时只有反应物)
气体分子数不变,如2HI(g)丨=H(g)+I2(g),则无论增大或减小HI的浓度,HI
NO的浓度,NO的转化率增大;若反应后气体分子数增大,如2NH=N+3H,则
增大NH3的浓度,NH的转化率减小。
专题三、化学平衡图象题的解法
1.
步骤:
①一看面(即纵坐标与横坐标的意义),二看线(即线的走向和趋势)
三看点(即起点、折点、交点、终点),四看辅助线(如等温线、等压线、平
衡线等),五看量的变化(如浓度变化,温度变化,转化率变化等)。
②想规
③作判断:
律:
联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。
根据图象中表现的关系与所学规律相比较,作出符合题目要求的判断。
回答下列问题:
(1)处于平衡状态的时间段是
⑶下列各时间段时,氨的体积分数最高的是()
A.t0~t1B.t2~t3C.t3~t4D.t5~t6
例(g)+nB(g)—IqC(g)反应在密闭容器中进行,如图表示反应过程中温度T,压
强P与B%(气体B在混合气体中的百分含量)的关系曲线由曲线分析,下列结论正确的是()
+n>q正反应为放热反应
+n>q
正反应为吸热反应
+nvq正反应为放热反应
+nvq
正反应为吸热反应
例3.某一达到化
学平衡
状态的可逆反
mA(g)+nB(g)—pC(g)+qD(g),如图表示A的转化率
a(A)
温度,压强的关系,分析该图示可以得出的结论是(
""g与
卯与
[-
JIB比
A.正反应吸热,m+n>p+qB.正反应吸热,m+nvp+q
C.正反应放热,m+n>p+qD.正反应放热,m+nvp+q
例4.可逆反应nX(g)+Y(g)=lmZ(g)(正反应为放热反应
x%(x%为x混合气体中的体积分数)与温度关系如右图所示,
图中曲线上a,d点是代表平衡时X%与温度关系的两点,b,c
两点是反应混合物未平衡时的两点,若研究与密闭容器中以定压进行反应,当V
正>v逆时,贝y在右图中,表示此种情况下的点是
点。
例5.反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),幵始充入A,B或C,D,下图一,图二分
别表示反应达到平衡后,改变温度、压强对反应速率及平衡的影响,下列判断正
确的是()
A.幵始时充入
B,m+n>p+q,正反应为放
反应速率O
■:
-"7*-bbjT------一逆/•正
-
B.
幵始时充入
B,m+nvp+q,正反应为吸
C.
幵始时充入
C、
D,m+n>p+q,正反应为放热反应
D.
幵始时充入
D,m+nvp+q,正反应为吸热反应
庚应速率正,逆rV
P—T—一
逆j正
例6.可逆反应
mA(g)+nB(g)=eC(g)+fD(g),
它条件不变时,C的体积分数©C与温度T、压
关系如图1和如图2所示,下列说法正确的
A.达平衡后使用催化剂,C的体积分数变大
B.达平衡后升温,平衡左移
C.方程式系数m+n>e+f
D.达平衡后增加A的量有利于平衡向正反应方向移动
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