等效平衡得三种题型及解法

1、等效平衡得三种题型及解法等效平衡归纳为以下三种题型 :完全等效平衡 ,这类等效平衡问题得特征就是在同T 、P、V 得条件下 ,同一化学反应经过不同得反应过程最后建立得平衡相同。 解决这类问题得方法就就是构建相同得起始条件。 下面瞧 例题一 :【例题一】 :温度一定 ,在一个容器体积恒定密闭容器内 ,发生合成氨反应 :N23H2 2NH3 。若 充入 1molN2 与 3molH2, 反应达到平衡时 NH3 得体积百分含量为 W% 。若改变开始时投入原 料得量 ,加入 amolN2,bmolH2,cmolNH3, 反应达到平衡时 ,NH3 得体积百分含量仍为 W%, 则: 若 a=b=0, c=

2、 若 a=0、 75, b= , c=若温度、压强恒定 ,则 a、b、c 之间必须满足得关系就是分析 :通过阅读题目 ,可以知道建立平衡后两次平衡之间满足同T、P、V,所以可以断定就是完全等效平衡 ,故可以通过构建相同得起始条件来完成。N2 3H2 2NH3起始条件 : 1mol 3mol 0起始条件 : amol bmol cmol( 可以把 cmolNH3 全部转化为 N2,H2) 转化 : 0、 5cmol 1 、 5cmol cmol构建条件 : (a+0 、 5c)mol (b+1 、 5c)mol 0 要使起始条件与起始条件建立得平衡一样,那么必须就是起始条件与构建条件完全相同。则

3、有 :(a+0、5c)mol = 1mol (b+1 、 5c)mol = 3mol其实这两个等式就就是得答案 ,得答案就就是代入数值计算即可。不完全等效平衡 ,这类等效平衡问题得特征就是在同T、P不同 V 得条件下 ,同一化学反应经过不同得反应过程最后建立得平衡中各成分得含量相同。 解决这类问题得方法就就是构建相 似得起始条件 ,各量间对应成比例。下面瞧例题二:【例题二】 :恒温恒压下 ,在一个可变容积得容器中发生中下反应:A(g)+B(g) = C(g)(1) 若开始时放入 1molA 与 1molB,到达平衡后 ,生成 a molC,这时 A 得物质得量为 mol。(2) 若开始时放入

4、3molA 与 3molB,到达平衡后 ,生成 C 得物质得量为 mol。(3) 若开始时放入 xmolA 、 2molB 与 1molC,到达平衡后 ,A 与 C 得物质得量分别就是 y mol 与 3a mol,则 x= ,y= ,平衡时 ,B 得物质得量 (选填一个编号 )甲: 大于 2mol 乙 :等于 2mol 丙 :小于 2mol 丁 :可能大于 ,等或小于 2mol 作出判断得理由就是 。(4) 若在(3)得平衡混合物中再加入 3molC,待到达平衡后 ,C 得物质得量分数就是 。 分析:通过阅读题目 ,可以知道建立平衡后两次平衡之间满足同T、P不同 V,所以可以断定就是不完全等

5、效平衡 ,故可以通过构建相似得起始条件各量间对应成比例来完成。解答过程如 下:A(g) + B(g) = C(g)(1) 起始条件 : 1mol 1mol 0平衡 : (1-a )mol (1-a )mol amol(2) 起始条件 : 3mol 3mol 0平衡 : 3(1-a )mol 3(1-a )mol 3amol( 各量间对应成比例 )(3) 起始条件 : x mol 2mol 1 mol平衡 : 3(1-a )mol 3(1-a )mol 3amol可见 ,起始条件与起始条件建立得就是完全等效平衡,因此可通过构建相同得起始条件求 得 x 得值。 A(g) + B(g) = C(g)

6、 起始条件 : 3mol 3mol 0 起始条件 : x mol 2mol 1 mol 转化 : 1mol 1mol 1 mol 构建条件 :(1+ x)mol (1+2)mol 0 即 (1+ x)mol = 3mol x =2 平衡时 ,B 得物质得量 丁 (选填一个编号 ) 甲: 大于 2mol 乙 :等于 2mol 丙 :小于 2mol 丁 :可能大于 ,等或小于 2mol 作出判断得理由就是 a 取值得不确定决定得 。(4) 若在 (3)得平衡混合物中再加入 3molC,待再次到达平衡后 ,与(1)、(2)、(3)建立得平衡就是 等效得 ,所以与 (1)中得含量一样为 a /(2-a

7、)。特殊等效平衡 ,这类等效平衡问题得特征就是对于反应前后气体体积不变得反应在同T 得条件下 ,同一化学反应经过不同得反应过程最后建立得平衡中各成分得含量相同。解决这类问 题得方法就就是构建相似得起始条件 ,各量间对应成比例。下面瞧例题三 :【例题三】 :在一个固定体积得密闭容器内 ,保持一定得温度发生以下反应 :H2+Br2 2HBr 。已 知加入 1molH2 与 2molBr2 时,达到平衡状态生成 amolHBr 。在相同条件下 ,且保持平衡时得 各物质得百分含量相同 ,则填写下列空白 :编号 起始状态 (mol) 平衡时 HBr 物质得量 (mol)H2 Br2 HBr 已知 1 2

8、 0 a 2 4 0 1 0 、 5a m n(n 2m) 分析 :通过阅读题目 ,可以知道建立平衡后两次平衡之间满足反应前后气体体积不变得并且在 相同 T 下进行 ,所以可以断定就是特殊等效平衡 ,故可以通过构建相似得起始条件各量间对应 成比例来完成。解答过程如下 :H2 + Br2 2HBr 平衡时 HBr 得量 起始条件 : 1mol 2mol 0 amol 起始条件 : 2mol 4mol 0 2amol 起始条件 : xmol ymol 1mol 转化 : 1mol 1mol 1mol 构建条件 : (x+1)mol (y+1)mol 0 0 、 5amol 因各量间对应成比例 0、

9、5(x+1)=1 0 、 5(y+1)=2 则 x=1 y=3 起始条件 : m mol n mol p mol 转化 : p mol p mol p mol 构建条件 : (m+p)mol (n+p)mol 0 因各量间对应成比例 (m+p):(n+p)= 1 :2 则 p=n-2m 代入得 构建条件 : (n-m)mol 2(n-m)mol 0 则平衡时 HBr 得量为 a(n-m)mol 综上所述 ,解决等效平衡问题得关键就是先根据题意(一般会指出含量或体积分数相同)判断就是否为等效平衡问题 ,然后结合以上三类等效平衡得特征归类,这时离解答出来已经不远了。化学平衡小结 等效平衡问题一、概

10、念 在一定条件 (恒温恒容或恒温恒压 )下 ,同一可逆反应体系 ,不管就是从正反应开始 ,还就是从逆 反应开始 ,在达到化学平衡状态时 ,任何相同组分得百分含量 (体积分数、物质得量分数等 )均 相同 ,这样得化学平衡互称等效平衡 (包括 “全等等效与相似等效 ”。)概念得理解 :(1) 只要就是等效平衡 ,平衡时同一物质得百分含量 (体积分数、物质得量分数等 )一定相同(2) 外界条件相同 :通常可以就是恒温、恒容 ,恒温、恒压。(3) 平衡状态只与始态有关 ,而与途径无关 ,(如 :无论反应从正反应方向开始 ,还就是从逆反应 方向开始投料就是一次还就是分成几次反应容器经过扩大 缩小或缩小

11、扩大得过程 ,) 比较时都运用 “一边倒 ”倒回到起始得状态进行比较。二、等效平衡得分类 在等效平衡中比较常见并且重要得类型主要有以下二种 :I 类:全等等效 不管就是恒温恒容还就是恒温恒压。 只要“一边倒 ”倒后各反应物起始用量 就是一致得就就是全等等效“全等等效 ”平衡除了满足等效平衡特征 转化率相同 ,平衡时百分含量 (体积分数、 物质得量分 数 )一定相等 外还有如下特征 “一边倒 ”后同物质得起始物质得量相等 ,平衡物质得量也一定 相等。拓展与延伸 :在解题时如果要求起始 “物质得量相等 ”或 “平衡物质得量相等 ”字眼得肯定就是 等效平衡这此我们只要想办法让起始用量相等就行例 1.

12、 将 6molX 与 3molY 得混合气体置于密闭容器中 ,发生如下反应 :2X (g)+Y(g) 2Z (g), 反应 达到平衡状态 A 时,测得 X 、Y、 Z气体得物质得量分别为 1、 2mol 、 0、 6mol 与4、8mol。 若 X、Y、Z 得起始物质得量分别可用 a、b、c表示,请回答下列问题 :(1) 若保持恒温恒容 ,且起始时 a=3、2mol,且达到平衡后各气体得体积分数与平衡状态A 相同,则起始时 b、c 得取值分别为, 。(2) 若保持恒温恒压 ,并要使反应开始时向逆反应方向进行,且达到平衡后各气体得物质得量与平衡 A 相同 ,则起始时 c 得取值范围就是。答案 :

13、(1)b=1 、6mol c=2、 8mol (2)4、 8mol<c<6mol分析 :(1) 通过题意我们可以瞧出问题该反应就是反应前后气体系数不等得反应,题中给出保持恒温恒容 ,且达到平衡后各气体得体积分数与平衡状态A 相同可以瞧出该平衡应与原平衡形成全等等效 ,故一定要使一边倒后得 X 得物质得量为 6mol 而 Y 得物质得量为 3mol 。 2X (g) + Y(g) 2Z (g)问题 (1)得物质得量 /mol a=3、 2b=?c=?从 Z 向 X 、 Y 转化得量 /mol x(1/2)xx从上述关系可得 :3、2+x=6 x=2、8 ; b+(1/2)x =3 b

14、=1、6c=2、8(2)通过达到平衡后各气体得物质得量与平衡 A 相同 ,可以知道这就是一个全等等效得问题 , 由于三者平衡时得关系为 :2X (g) + Y(g) 2Z (g)平衡物质得量 /mol 1、 2mol 0、 6mol4、 8mol从上述平衡时各物质得量可以瞧出当 Z 得物质得量超过 4、 8mol 时该反应一定向逆方向进 行,故 c>4 、8mol, 又由于就是一个全等等效得问题 ,所以其最大值一定就是起始就是a、b 等于0,只投入 c,即 c 等于 6mol 值最大、II 类:相似等效 相似等效分两种状态分别讨论1.恒温恒压下对于气体体系通过 “一边倒 ”得办法转化后

15、,只要反应物 (或生成物 )得物质得量 得比例与原平衡起始态相同 ,两平衡等效。恒温恒压下得相似等效平衡得特征就是:平衡时同一物质转化率相同 ,百分含量 (体积分数、 物质得量分数 )相同 ,浓度相同2.恒温恒容下对于反应前后气体总物质得量没有变化得反应来说,通过“一边倒 ”得办法转化后,只要反应物 (或生成物 )得物质得量得比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。恒温恒容下得相似等效平衡得特征就是:平衡时同一物质转化率相同 ,百分含量 (体积分数、 物质得量分数 )相同 ,浓度不相同 拓展与延伸 :属于相似等效得问题 ,我们只要想办法让物质得量得比例与原平衡起始态相同起 始用量相等就行例 2.

16、将 6molX 与 3molY 得混合气体置于容积可变得密闭容器中,在恒温恒压发生如下反应:2X (g)+Y(g) 2Z (g), 反应达到平衡状态 A 时,测得 X、Y、Z 气体得物质得量分别为 1、2mol 、 0、 6mol 与 4、 8mol 。若 X、Y、Z 得起始物质得量分别可用 a、b、c 表示 ,若起始时 a=3、 2mol, 且达到平衡后各气体得体积分数与平衡状态A 相同 ,则起始时 b、c 得取值分别为 , 。答案 : b=1、6mol c 为任意值分析 :通过题意达到平衡后各气体得体积分数与平衡状态A 相同,且反应就是在恒温恒压下 ,可以瞧出二者属于相似等效 ,故起始加量

17、只要满足物质得量得比例与原平衡起始态相同即可,从上述反应我们可以瞧出生成物只有一种,故 c为任何值时都能满足比例故 C 可不瞧 ,只要 a:b能满足 2:1 即可 ,故 b=1 、6mol【总结】 通过上述分析等效平衡得问题解题得关键就是:读题时注意勾画出这些条件 ,分清类别 ,用相应得方法 (使起始物质量相等或起始物质得量比相等)求解。我们常采用 “一边倒 ”又(称等价转换 )得方法 ,分析与解决等效平衡问题例 3: 在一定温度下 ,把 2mol SO2 与 1mol O2 通入一定容积得密闭容器中 ,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态。现在该容器中维持温

18、度不变,令 a、b、c 分别代表初始时加入得得物质得量 (mol), 如果 a、b、c取不同得数值 ,它们必须满足一定 得相互关系 ,才能保证达到平衡状态时 ,反应混合物中三种气体得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 得取值必须满足得一般条件就是 , 。(请用两个方程式表示 , 其中一个只含 a 与 c,另一个只含 b 与 c)解析 :通过化学方程式 :可以瞧出 ,这就是一个化学反应前后气体分子数不等得可逆反应,在定温、定容下建立得同一化学平衡状态。起始时,无论怎样改变得物质得量 ,使化

19、学反应从正反应开始 ,还就是从逆反应开始 ,或者从正、 逆反应同时开始 ,但它们所建立起来得化学平衡状态 得效果就是完全相同得 ,即它们之间存在等效平衡关系。我们常采用“等价转换 ”得方法 ,分析与解决等效平衡问题。(1) 若a=0,b=0,这说明反应就是从逆反应开始 ,通过化学方程式 可以瞧出 ,反应从 2mol SO3 开 始,通过反应得化学计量数之比换算成与 得物质得量 (即等价转换 ),恰好跟反应从 2mol SO2与 1mol O2 得混合物开始就是等效得 ,故 c=2 。(2) 由于 a=0、5<2,这表示反应从正、 逆反应同时开始 ,通过化学方程式 可以瞧出 ,要使 0、5

20、 mol SO2反应需要同时加入 0、25mol O2 才能进行 ,通过反应得化学计量数之比换算成SO3得物质得量(即等价转换 )与 0、5 mol SO3 就是等效得 ,这时若再加入 1、5 mol SO3 就与起始时加 入 2 mol SO3 就是等效得 ,通过等价转换可知也与起始时加入2 mol SO2 与 1mol O2 就是等效得。故 b=0、 25,c=1、5。(3)题中要求 2mol SO2 与 1mol O2 要与 a mol SO2、b mol O2 与 c mol SO3 建立等效平衡。 由化学方程式 可知 ,c mol SO3 等价转换后与 c mol SO2 与 等效

21、,即就是说 , 与 与 a mol SO2、b mol O2 与 c mol SO3等效,那么也就就是与 2mol SO2 与1mol O2 等效。故有 。例 4: 在一个固定容积得密闭容器中 ,保持一定得温度进行以下反应已知加入 1mol H2 与 2mol Br2 时,达到平衡后生成 a mol HBr（ 见下表已知项 ）,在相同条件下 , 且保持平衡时各组分得体积分数不变 ,对下列编号得状态 ,填写下表中得空白。解析 :在定温、定容下 ,建立起化学平衡状态 ,从化学方程式可以瞧出 ,这就是一个化学反应 前后气体分子数相等得可逆反应。根据 “等价转换 ”法 ,通过反应得化学计量数之比换算成

22、同 一边物质得物质得量之比与原平衡相同,则达到平衡后与原平衡等效。 因为标准项中 n（ 起始 ）:n（起始 ）:n（HBr 平衡 ）=1:2:a,将 n（H2 起始 ）=2mol,n（Br2 起始 ）=4mol, 代入上式得 n（HBr 平衡 ）=2a。 参照标准项可知 ,n（HBr 平衡）=0 、5a mol,需要 n（H2 起始 ）=0、5mol,n（Br2 起始）=1mol,n（HBr 起始 ）=0mol 。而现在得起始状态 ,已有 1mol HBr,通过等价转换以后 ,就相当于起始时有 0、5 mol H2 与 0、5 mol Br2 得混合物 ,为使 n（H2 起始）:n（Br2 起

23、始 ）=1:2,则需要再加入 0、5 mol Br2 就可以达到了。故起始时 H2 与 Br2 得物质得量应为 0mol 与 0、5mol 。 设起始时 HBr 得物质得量为 x mol, 转换成 H2 与 Br2 后,则 H2 与 Br2 得总量分别为 （）mol 与（ ）mol, 根据 ,解得 。设平衡时 HBr 得物质得量为 y mol, 则有 ,解得 。例 5:如图所示 ,在一定温度下 ,把 2体积 N2 与 6体积 H2 通入一个带有活塞得容积可变得容器 中 ,活塞得一端与大气相通 ,容器中发生以下反应 :（正反应放热 ）,若反应达到平衡后 ,测得混合 气体得体积为 7 体积。据此回

24、答下列问题 :（1）保持上述反应温度不变 ,设 a、b、c 分别代表初始加入得 N2 、H2 与 NH3 得体积 ,如果反应 达到平衡后混合气体中各气体得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。若需规定起始时反应向逆反应方向进行,则 c 得取值范围就是 。（2）在上述装置中 ,若需控制平衡后混合气体为 6、5 体积 ,则可采取得措施就是 ,原因就是 。解析 :（1）化学反应 : 在定温、 定压下进行 ,要使平衡状态与原平衡状态等效 ,只要起始时就可 以达到。已知起始时各物质得体积分别为1体积 N2、b

25、体积 H2 与 2体积。根据 “等价转换 ”法,将 2 体积 通过反应得化学计量数之比换算成 与 得体积 ,则相当于起始时有 （1+1） 体积 与 （b+3）体积 ,它们得比值为 ,解得 b=3。因反应前混合气体为 8体积,反应后混合气体为 7体积 ,体积差为 1 体积,由差量法可解出平衡 时 为 1 体积 ;而在起始时 ,得体积为 c=2 体积 ,比平衡状态时大 ,为达到同一平衡状态 , 得体积 必须减小 ,所以平衡逆向移动。若需让反应逆向进行 ,由上述所求出得平衡时 得体积为 1 可知 , 得体积必须大于 1,最大 值则为 2体积 与 6体积 完全反应时产生得得体积 ,即为 4体积 ,则

26、。（2）由 6、5<7 可知 ,上述平衡应向体积缩小得方向移动,亦即向放热方向移动 ,所以采取降温措施。例 6:（一 ）恒温、恒压下 ,在一个容积可变得容器中发生如下反应:（1）若开始时放入 1mol A 与 1mol B, 达到平衡后 ,生成 a mol C, 这时 A 得物质得量为 mol。（2）若开始时放入 3mol A 与 3mol B, 达到平衡后 ,生成 C 得物质得量为 mol 。（3）若开始时放入 x mol A 、2mol B 与 1mol C,达到平衡后 ,A 与 C 得物质得量分别为 y mol 与3a mol, 则 x=,y= 。平衡时 ,B 得物质得量 (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)得平衡混合物中再加入 3mol