等效平衡练习题

例谈等效平衡试题的类型例谈等效平衡试题的类型 何谓等效平衡 一般是指一定条件下的几个密闭容器中发生同一可逆反应 起始情况 不同 达到平衡时各容器中对应组分的体积 或质量 或物质的量 百分含量相等的平衡 体系 在这些平衡体系中 又存在如下三种情况 1 平衡体系中不仅同种物质的百分含量相等 而且物质的量浓度 物质的量也分别相等 即 三等型 等效平衡 2 平衡体系中同种物 质的百分含量相等 且物质的量浓度也相等 即 二等型 等效平衡 3 平衡体系中仅同 种物质的百分含量相等 即 一等型 等效平衡 现结合近几年来的高考试题分析这三类 等效平衡构建条件的差异 一 三等型 等效平衡 在定温 T 定容 V 条件下 对于一般可逆反应 建立建立 的两平衡体系中不仅同种物质的百分含量相等 而且物质的量浓度 物质的量也分别相等的两平衡体系中不仅同种物质的百分含量相等 而且物质的量浓度 物质的量也分别相等 若只改变起始加入量情况 则只要通过可逆反应的化学计量数比换算 极限假设转换 成 反应方程式左 或右 的同一边物质的物质的量与原平衡相同即可 例 1 1993 年全国高考题 在一定温度下 把 2molSO2和 1molO2通入一个一定容积 的密闭容器里 发生如下反应 2SO2 O2 2SO3 当此反应进行到一定程度时 反应混合 物就处于化学平衡状态 现在该容器中 维持温度不变 令 a b c 分别代表初始加入的 SO2 O2和 SO3的物质的量 mol 如果 a b c 取不同的数值 它们必须满足一定的相 互关系 才能保证达到平衡时 反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全 相同 请填写下列空白 1 若 a 0 b 0 则 c 2 若 a 0 5 则 b 和 c 3 a b c 取值必须满足的一般条件是 请用两个方程式表示 其中 一个只含 a 和 c 另一个只含 b 和 c 解析 本题是在定温 T 定容 V 条件下 建立的两平衡体系中不仅同种物质的 百分含量相等 而且物质的量浓度 物质的量也分别相等 根据改变起始加入量情况 则 只要通过可逆反应的化学计量数比换算 极限假设转换 成反应方程式左 或右 的同一 边物质的物质的量与原平衡相同即可 得答案如下 1 2molSO3相当于 2molSO2和 1molO2 故 c 2mol 2 0 5molSO2和 0 25molO2反应 可生成 0 5molSO3 故当 a 0 5mol 时 b 0 25mol c 1 5mol 3 当 SO2和 SO3的物质的量之和为 2mol 时 才能保证反应初始 SO2的物质的量为 2mol 即 a c 2mol 此时要求 O21mol 那么就有 b 0 5c 1mol 满足此两条件方可使平衡与题说 平衡完全相同 二 二等型 等效平衡 在定温 T 定压 P 条件下 对于一般可逆反应 建立建立 的两平衡体系中同种物质的百分含量相等 且物质的量浓度也相等 的两平衡体系中同种物质的百分含量相等 且物质的量浓度也相等 若只改变起始加入量 情况 则只要通过可逆反应的化学计量数比换算 极限假设转换 成反应方程式左 或右 的同一边物质的物质的量之比与原平衡相同即可 例 2 2003 年全国新课程卷高考题 I 恒温 恒压下 在一可变容积的容器中发生 如下反应 A g B g C g 1 若开始时放入 1molA 和 1molB 到达平衡后 生成 amolC 这时 A 的物质的量为 mol 2 若开始时放入 3molA 和 3molB 到达平衡后 生成 C 的物质的量为 mol 3 若开始时放入 xmolA 2molB 和 1molC 到达平衡后 A 和 C 的物质的量分别是 ymol 和 3amol 则 x mol y mol 平衡时 B 的物质的量 选填一个 编号 A 大于 2mol B 等于 2mol C 小于 2mol D 可能大于 等于或小于 2mol 作出此判断的理由是 4 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 II 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 5 开始时放入 1molA 和 1molB 到达平衡后生成 bmolC 将 b 与 1 小题中的 a 进行比 较 选填一个编号 甲 aB 丙 a b 丁 不能比较 作出此判断的理由是 解析 本题是在定温 T 定压 P 条件下 建立的两平衡体系中同种物质的百分 含量相等 且物质的量浓度也相等 根据改变起始加入量情况 则只要通过可逆反应的化 学计量数比换算 极限假设转换 成反应方程式左 或右 的同一边物质的物质的量之比 与原平衡相同即可 1 由反应 A g B g C g 可知 生成 amolC 必消耗 amolA 则 n A 平 1 a mol 2 因 2 与 1 为恒温恒压条件下的等效平衡 且 2 开始时 A 和 B 的物质的量为 1 开始时 A 和 B 物质的量的 3 倍 则达到平衡后 2 生成 C 的物质的量为 1 生成 C 的物质的量的 3 倍 故生成 C 的物质的量为 3amol 3 因 3 与 2 为恒温恒压条件下的等效平衡 若 1molC 全部生成 A 和 B 则可得到 1molA 和 1molB 则 xmol 1mol 3mol 解得 x 2 又因 A g B g C g 开始物质的量 mol 2 2 1 转化物质的量 mol 3a 1 3a 1 3a 1 平衡物质的量 mol 3 3a 3 3a 3a 从而可得 y 3 3a n B 平 3 3a mol 由此可知 若 3a 1 则 B 的物质的量小于 2mol 若 3a 1 则 B 的物质的量等于 2mol 若 3ab 故正确答案为 1 1 a 2 3a 3 2 3 3a D 若 3a 1 B 的物质的量小于 2mol 若 3a 1 B 的物质的量等于 2mol 若 3ab 三 一等型 等效平衡 在定温 T 定容 V 条件下 对于反应前后气体分子数对于反应前后气体分子数 不变的可逆反应 建立的两平衡体系中仅同种物质的百分含量相等不变的可逆反应 建立的两平衡体系中仅同种物质的百分含量相等 若只改变起始加入量 情况 则只要通过可逆反应的化学计量数比换算 极限假设转换 成反应方程式左 或右 的同一边物质的物质的量之比与原平衡相同即可 例 3 1996 年化学试测题 在一个固定体积的密闭容器中 保持一定温度 进行以 下反应 H2 g Br2 g 2HBr g 已知加入 1molH2和 2molBr2时 达到平衡后生 成 amolHBr 在相同条件下 且保持平衡时各组分的百分含量不变 对下列编号 1 3 的状态 填写表中的空白 起始状态 mol 编号 H2Br2HBr 平衡时 HBr 的 物质的量 mol 已知120a 1 240 2 10 5a 3 mn n m 解析 本题是在定温 T 定容 V 条件下 对于反应前后气体分子数不变的可逆反 应 建立的两平衡体系中仅同种物质的百分含量相等 根据只改变起始加入量情况 则只 要通过可逆反应的化学计量数比换算 极限假设转换 成反应方程式左 或右 的同一边 物质的物质的量之比与原平衡相同即可 由 二 可知 1molH2 2molBr2 在 P Pa TK 时于容积为 V 的容器中达到的平衡 与 2molH2 4molBr2 在 P Pa TK 时于容积为 2V 的容器中达到的平衡 是 同种物 质的百分含量相等 且物质的量浓度也相等 的等效平衡 加压时平衡 H2 g Br2 g 2HBr g 不移动 所以 1molH2 2molBr2 与 kmolH2 2kmolBr2 在同温同压下一定 可达 等百分含量型 等效平衡而与密闭容器的体积无关 且后者在平衡时必生成了 kamolHBr 1 即 k 2 故生成 2amolHBr 2 即 k 0 5 需 0 5molH2 1molBr2 把 1molHBr 0 5molH2 0 5molBr2 则有 0 5molH2 1molBr2 0molH2 0 5molBr2 1molHBr 3 设最初是 mmolH2 nmolBr2 xmolHBr 把 xmolHBr 0 5xmolH2 0