高三化学 等效平衡专题练习 新人教版选修4

化学等效平衡解题技巧化学等效平衡解题技巧 一、概念一、概念 在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开 始，还是从逆反应开始，在达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量百分含量（体积分数、 物质的量分数等）均相同，这样的化学平衡互称等效平衡互称等效平衡。 概念的理解：概念的理解： （1）外界条件相同：通常可以是恒温、恒容，恒温、恒压。 （2） “等效平衡”与“完全相同的平衡状态”不同： “等效平衡”只要求平衡混合物中 各组分的物质的量分数（或体积分数）对应相同，反应的速率、压强等可以不同。 （3）平衡状态只与始态有关，而与途径无关，只要物料相当，就达到相同的平衡状态。 二、等效平衡的分类二、等效平衡的分类 在等效平衡中比较常见并且重要的类型主要有以下三种： I I 类：恒温恒容下类：恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化气体体积发生变化的反应来说（即V0 的体系）： 等价转化后，对应各物质起始投料的物质的量物质的量与原平衡起始态相同相同。 IIII 类：恒温恒容下类：恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化气体体积没有变化的反应来说（即V=0 的体系）： 等价转化后，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等 效。 IIIIII 类：恒温恒压下类：恒温恒压下对于气体体系等效转化后，要反应物（或生成物）的物质的量的比物质的量的比 例例与原平衡起始态相同，两平衡等效。 解题的关键，读题时注意勾画出这些条件，读题时注意勾画出这些条件，分清类别，用相应的方法求解。我们常采 用“等价转换”的方法，分析和解决等效平衡问题 三、例题解析三、例题解析 I I 类：类： 在恒温恒容下恒温恒容下，对于化学反应前后气体体积发生变化气体体积发生变化的可逆反应，只改变起始 加入物质的物质的量，如果通过可逆反应的化学计量数之比换算成化学方程式的同一边物 质的物质的量量与原平衡相同相同，则两平衡等效。 例例 1 1：在一定温度下，把 2mol SO2和 1mol O2通入一定容积的密闭容器中，发生如下 反应，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 22 OSO2 3 SO2 态。现在该容器中维持温度不变，令 a、b、c 分别代表初始时加入的的物 322 SOOSO、 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 到平衡状态时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡完全相同。请填空： （1）若 a=0，b=0，则 c=_。 （2）若 a=0.5，则 b=_，c=_。 （3）a、b、c 的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：（1）c=2 （2）b=0.25，c=1.5 （3）a+c=2 b+c/2=1（或 2b+c=2） 。 IIII 类：类： 在恒温恒容下恒温恒容下，对于反应前后气体体积不变气体体积不变的可逆反应，只要反应物（或生 成物）的物质的量之比比与原平衡相同相同，则两平衡等效。 例例 2 2：在一个固定容积的密闭容器中，保持一定的温度进行以下反应： 已知加入 1mol H2和 2mol Br2时，达到平衡后生成 a )g(Br)g(H2)g(HBr2 mol HBr（见下表已知项） ，在相同条件下，且保持平衡时各组分的体积分数不变，对下列 编号的状态，填写下表中的空白。 起始状态时物质的量 n（mol） H2 Br2 HBr 平衡时 HBr 的物质的量 n（mol） 已知 编号 1 2 0 a 2 4 0 1 0.5a m g(g2m) 解析： 2a 0mol、0.5mol 、。)m2g(2x)mg(ay IIIIII 类：类： 在恒温恒压下恒温恒压下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学计量数之比比换 算成化学方程式的同一边物质的物质的量之比与原平衡相同相同，达到平衡后与原平衡等效。 例例 3 3：如图所示，在一定温度下，把 2 体积 N2和 6 体积 H2通入一个带有活塞的容积可 变的容器中，活塞的一端与大气相通，容器中发生以下反应：（正反 22 H3N 3 NH2 应放热） ，若反应达到平衡后，测得混合气体的体积为 7 体积。据此回答下列问题： N2 2 体积 H2 6 体积 保持上述反应温度不变，设 a、b、c 分别代表初始加入的 N2、H2和 NH3的体积，如果 反应达到平衡后混合气体中各气体的体积分数仍与上述平衡相同，那么：若 a=1，c=2， 则 b=_。在此情况下，反应起始时将向_（填“正”或“逆” ）反应方向进行。 解析：b=3、平衡逆向移动 例例 4 4：恒温、恒压下，在一个容积可变的容器中发生如下反应： )g(B)g(A)g(C （1）若开始时放入 1mol A 和 1mol B，达到平衡后，生成 a mol C，这时 A 的物质的量为 _ mol。 （2）若开始时放入 3mol A 和 3mol B，达到平衡后，生成 C 的物质的量为 _mol。 （3）若开始时放入 x mol A、2mol B 和 1mol C，达到平衡后，A 和 C 的物质的量分 别为 y mol 和 3a mol，则 x=_，y=_。平衡时，B 的物质的量_（填编 号） 。 （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）的平衡混合物中再加入 3mol C，待再次达到平衡后，C 的物质的量分 数是_。 例例 5 5：如图所示，温度不变下某容器分隔成 A、B 两部分，A 容器固定不变，B 有可 移动的活塞，现在 A 中充入 2molSO2和 1molO2，在 B 中充入 2 molSO3和 1molN2，在相 同条件下发生可逆反应： 2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)，根据下列要求填空： (1)固定活塞位置在 3 处不动，达到平衡后，设 A 中 压 强为 PA，B 中压强为 PB，则 PA与 PB的压强是 PA PB (填“” 、 “” 、 “”)。 (2)若要使 A 中与 B 中平衡状态相同，可移动活塞的位置应在 处。 (3)若活塞右移到 5 处，达到平衡后，B 中 SO3为 x mol，A 中 SO3为 y mol，则 x y 的(填“” 、 “” 、 “”)，理由是 。 针对训练：针对训练： 1 1、在 t时，向 2L2L 密闭容器密闭容器中放入 1molA 和 1molB，发生下列反应： A（g）+B（g） C（g）+2D（g） ，平衡时 C 的含量为 m%，保持其他条件不变，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%的是 （ ） A、2molA 和 1molB B、2molD 和 A、B、C 各 1mol C、1molC 和 2molD D、1molC 和 1molD 2 2、某温度下，在一容积可变的容器中，反应 2A(g) + B(g)2C(g)达到平衡时，A、B 和 C 的物质的量分别为 4 mol、2 mol 和 4 mol。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 1 mol D均减少 1 mol 3 3、在一恒温恒容恒温恒容密闭容器中，A、B 气体可建立如下平衡： 2A(g)+2B(g) C(g)+3D(g) 现分别从两条途径建立平衡：. A、B 的起始量均为 2mol；. C、D 的起始量分别为 2mol 和 6mol。下列叙述不正确的是： （ ） A、两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成相同 B、两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成不同 C、达到平衡时，途径的 和途径体系内混合气体平均相对分子质量相同 D、达到平衡时，途径的气体密度为途径密度的 1/2 4 4、在恒温、恒压恒温、恒压的条件下，向可变容积的密闭容器中充入 3LA 和 2LB，发生如下反应： 3A（气）+2B（气） xC（气）+yD(气)达到平衡时，C 的体积分数为 m%。若维持温度压 强不变，将 0.6LA 、0.4LB、4LC、0.8LD 作为起始物质充入密闭容器中,达到平衡时 C 的 体积分数仍为 m%,则 X、Y 的值分别为 （ ） A、x=3 y=1 B、x=4 y=1 C、x=5 y =1 D、x=10 y=2 5 5、在一固定容积固定容积的密闭容器中充入 2molA 和 1molB，发生反应：2A(气)+B(气) xC(气), 达到平衡后，C 的体积分数为 W%。若维持容器体积和温度不变，按 0.6molA、0.3molB 和 1.4molC 为起始物质，达到平衡后，C 的体积分数仍为 W%，则 x 值为 （ ） A、1 B、2 C、3 D、4 6、在一个 1L1L 的密闭容器的密闭容器中，加入 2molA 和 1molB ，发生下述反应：2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)达到平衡时，C 的浓度为 1.2mol/L , C 的体积分数为 a% 。维持容器的体积和 温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，C 的浓度仍是 1.2mol/L 的是（ ） A、3mol C+1mol D B、1mol A +1.5mol C+0.5mol D AB 3 2 1 0 1 2 3 4 5 C、1mol A+0.5mol B+1.5mol C D、4mol A+2mol B 7 7、在一个容积固定容积固定的密闭容器中充入 1molHI，建立如下平衡：H2（g）+I2 （g） 2HI（g） ，测得 HI 的转化率为 a%。其他条件不变，在上述平衡体系中再充入 1molHI， 待平衡建立时 HI 的转化率为 b%，则 a、b 的关系为 （ ） A.ab B.ab C.a=b D.无法确定 8 8、一个真空密闭恒容容器恒容容器中盛有 1molPCl5，加热到 200发生如下反应： PCl5(g) PCl3 (g)+Cl2 (g) ，反应达到平衡时，混合气体中 PCl5，所占体积分数为 M%， 。若同一温度的同一容器中，最初投入 2 molPCl5，反应达平衡时，混合气体中 PCl5，所占体积分数为 N%。则 M 和 N 的关系是 ( ) (A) MN (B) M=N (C) M N (D)无法确定 9 9、已知甲为恒温恒压甲为恒温恒压容器，乙为恒温恒容乙为恒温恒容容器。两容器中均充入 2mol SO2、1mol O2，初 始时两容器的温度体积相同。一段时间后反应达到平衡，为使两容器中的 SO2在平衡 混合物的物质的量分数相同，下列措施中可行的是 （ ） A向甲容器中充入一定量的氦气 B向乙容器中充入一定量的 SO3气体 C升高乙容器的温度 D增大甲容器的压强 1010、有两个密闭容器 A 和 B，A A 容器内有一个移动的活塞能使容器内保持恒压恒压，B B 容器能保 持恒容恒容。起始时向这两个容器中分别充入等量的体积比为 2：1 的 SO2和 O2的混合气体，并使 A 和 B 的容积相等。在保持 4000C 的条 件下使之发生如下反应：2 SO2+O2 2 2SO3。 （1）达到平衡时所需要的时间 A 容器比 B 容器 ，A 容 器中 SO2的转化率比 B 容器 。 （2）达到（1）所述平衡后，若向两容器中通入数量不多的等 量氩气，A 容器化学平衡 移动，B 容器化学平衡 移 动。 （3）达到（1）所述平衡后，若向两容器中通入等量的原反应气体，达到平衡时，A 容 器 SO3物质的量分数 ；B 容器中 SO3的物质的量分数 。 （填增大、减小、不变） 1111、向一体积不变的密闭容器中加入 2mol A、0.6molC 和一定量的 B 三种气体。一定条件 下发生反应，各物质浓度随时间变化如附图一所示。附图二为 t2时刻后改变反应条件，平 衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件。已知 t3-t4 阶段为使用催化剂；图一中 t0-t1阶段 c（B）未画出。 （1）若 t1=15min，则 t0-t1阶段以 C 浓度变化表示的反应速率为v(C) = 。 （2）t4-t5阶段改变的条件为 ，B 的起始物质的量为 。 图一 图二 c moll-1 t t1 t0 t2 0.3 0.4 0.6 0.8 1.0 c(A) c(C) c(B) v t6t2 t1 t3 v(正) v(逆)