等效平衡专题讲解

1、实用文档 高考化学等效平衡解题技巧一、 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（包括“相同的平衡状态”）。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：“完全相同的平衡状态” 是指在达到平衡状态时，任何组分的物质的量分数（或体积分数）对应相等，并且反应的速率等也相同，但各组分的物质的量、浓度可能不同。而“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）

2、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，（如：无论反应从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始投料是一次还是分成几次反应容器经过扩大缩小或缩小扩大的过程，）只要起始浓度相当，就达到相同的平衡状态。 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类：恒温恒容下对于反应前后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与原平衡起始态相同。 II类：恒温恒容下对于反应前后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）的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。

3、III类：恒温恒压下对于气体体系等效转化后，只要反应物（或生成物）的物质的量的比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，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 二、 例题解析 I类： 在恒温恒容下，对于化学反应前后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与原平衡相同，则两平衡等效。例1：在一定温度下，把2 mol SO2和1 mol 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态。现

4、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） II类： 在恒温恒容下，对于反应前后气体体积不变的可逆反应，只要反应物（或生成物）的物质的量之比与原平衡相同，则两平衡等效。 例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

5、加入1 mol H2和2 mol 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的体积分数不变，对下列编号的状态，填写下表中的空白。 III类： 在恒温恒压下，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，达到平衡状态后与原平衡等效。例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：（1）保持上述反应温度不变，设a、b、c分别代表

6、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。 若需规定起始时反应向逆反应方向进行，则c的取值范围是_。（2）在上述装置中，若需控制平衡后混合气体为6.5体积，则可采取的措施是_，原因是_。例4：（一）恒温、恒压下，在一个容积可变的容器中发生如下反应：（1）若开始时放入1 mol A和1 mol 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3 mol A和3 mol B，达到平衡后，生成C的物质的量为_m

7、ol。 （3）若开始时放入x mol A、2 mol B和1 mol 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2 mol （乙）等于2 mol （丙）小于2 mol （丁）可能大于、等于或小于2 mol（4）若在（3）的平衡混合物中再加入3 mol C，待再次达到平衡后，C的物质的量分数是_。 （二）若维持温度不变，在一个与（一）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1 mol A和1 mol B到达平衡后生成b mol C。将b与（1）小题中的a进行比较_（填编号）。甲）ab（

8、乙）ab（丙）a=b（丁）不能比较a和b的大小作出此判断的理由是_。 例5、有两个密闭容器A和B，A容器内有一个移动的活塞能使容器内保持恒压，B容器能保持恒容。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 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

9、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） 练习提高1、在一个固定体积的密闭容器中，加入2mol A和1mol B，发生反应：2A(g)B(g) 3C(g)D(g) 达平衡时，c(C)w mol/L。若维持容器内体积和温度不变，按下列四种配比作起始物质，达平衡后，C浓度仍为w mol/L的是（ ）A. 1mol A0.5mol B1.5mol C0.5 D B. 2mol A1mol B3mol C1mol DC. 3mol C1mol D1mol B D. 3mol C1mol D2、在一固定体积的密闭容器中加入2 mol A和1 mol B发生反应2A(g)+B

10、(g) 4C(g)+D(s)，达到平衡时C的浓度为w molL-1，若维持容器的体积和温度不变，按下列五种配比方案作为反应物，达平衡后，使C的浓度仍为w molL-1的配比是（ ）A4 mol A+2 mol B B4 mol C+1 mol D+2mol A+1 mol BC4mol C+1 mol D+1 mol B D4 mol C+1.5 mol D E. 4 mol C+0.8mol D3、在一定温度下保持压强相等的密闭容器中，充入1molA、2molB发生A(g)+B(g) 2C(g)+D(g)，达到平衡时A的含量为w，下列物质组合充入该容器中，A的含量仍为w的是（ ）A. 2mo

11、lC+1molD B. 1molB+2molC+1molDC. 1molA+1molB D. 1molA+4molB+4molC+2molD 4、将2.0 mol SO2气体和2.0 mol SO3气体混合于固定体积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)，达到平衡时SO3为n mol。在相同温度下，分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时SO3等于n mol的是( )A. 1.6 mol SO20.3 mol O20.4 mol SO3 B. 4.0 mol SO21.0 mol O2C. 2.0 mol SO21.0 mol O22.0 mol

12、 SO3 D. 3.0 mol SO20.5 mol O21.0 mol SO35、在一定容密闭容器中，加入m mol A，n mol B发生下列反应：mA(气) +nB(气) pC(气)，平衡时C的浓度为w molL-1，若维持容器体积和温度不变，起始加入a molA,b molB，c molC，要使平衡后C的浓度仍为w molL-1，则：a、b、c必须满足的关系是( ) A a:b:c=m:n:p B a:b=m:n； ap/m+c=p C mc/p+a=m；nc/p+b=n D a=m/3；b=n/3; c=p/36、某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A（g）+B（g）2C（g）达到

13、平衡时，A、B和C的物质的量分别为4mol、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 mol7、在一个真空固定体积的密闭容器内，充入10molN2和30molH2，发生合成氨反应： N23H22NH3，在一定温度下达到平衡，H2的转化率为25%。若在同一容器中充入NH3，欲达到平衡时的各成份的百分含量与上述平衡时相同，则起始时充入的NH3的物质的量和达到平衡时NH3的转化率是（ ）A15mol 25% B20mol 50% C20mol 75% D40mol 80%8、一定温度下可

14、逆反应：A(s)2B(g)2C(g)D(g)；DH0。现将1 mol A和2 mol B加入甲容器中，将4 mol C和2 mol D加入乙容器中，此时控制活塞P，使乙的容积为甲的2倍，t1时两容器内均达到平衡状态(如图1所示，隔板K不能移动)。下列说法正确的是( )4 图1 图2 图3 (A)保持温度和活塞位置不变，在甲中再加入1 mol A和2 mol B，达到新的平衡后，甲中C的浓度是乙中C的浓度的2倍(B)保持活塞位置不变，升高温度，达到新的平衡后，甲、乙中B的体积分数均减少(C)保持温度不变，移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到新的平衡后，乙中C的体积分数是甲中C的体积分数的2倍(D

15、)保持温度和乙中的压强不变，t2时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后，甲、乙中反应速率变化情况分别如图2和图3所示(t1前的反应速率变化已省略)链接高考1（2005年江苏）一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g) + B(g) 3C(g)，若反应开始时充入2 mol A和2 mol B，达平衡后A的体积分数为a %。其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a %的是A2 mol C B2 mol A、1 mol B和1 mol He（不参加反应）C1 mol B和1 mol C D2 mol A、3 mol B和3 mol C2. （2004年北京卷）在一

16、定温度下，一定体积的密闭容器中有如下平衡： 已知H2和I2的起始浓度均为时，达平衡时HI的浓度为。若H2和I2的起始浓度均变为，则平衡时H2的浓度（）是 A. 0.16 B. 0.08 C. 0.04 D. 0.023（08全国卷）在相同温度和压强下，对反应CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验，实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表CO2H2COH2O甲amolamol0mol0mol乙2amolamol0mol0mol丙0mol0molamolAmol丁amol0molamolAmol上述四种情况达到平衡后，n(CO)的大小顺序是( ) A乙丁丙甲B乙丁

17、甲丙C丁乙丙甲D丁丙乙甲4(2004年全国)某温度下在密闭容器中发生如下反应： 2E（g）若开始时只充入2mol E（g），达平衡时，混合气体的压强比起始时增大了20%；若开始时只充入2mol M和1mol N 的混合气体达平衡时M的转化率为（ ）A20%B40%C60%D80%参考答案一、例题讲解1、解析：通过化学方程式：可以看出，这是一个化学反应前后气体分子数不等的可逆反应，在定温、定容下建立的同一化学平衡状态。起始时，无论怎样改变的物质的量，使化学反应从正反应开始，还是从逆反应开始，或者从正、逆反应同时开始，它们所建立起来的化学平衡状态的效果是完全相同的，即它们之间存在等效平衡关系。我们

18、常采用“等价转换”的方法，分析和解决等效平衡问题。 （1）若a=0，b=0，这说明反应是从逆反应开始，通过化学方程式可以看出，反应从2 mol SO3开始，通过反应的化学计量数之比换算成和的物质的量（即等价转换），恰好跟反应从2 mol SO2和1 mol O2的混合物开始是等效的，故c=2。 （2）由于a=0.52，这表示反应从正、逆反应同时开始，通过化学方程式可以看出，要使0.5 mol SO2反应需要同时加入0.25 mol O2才能进行，通过反应的化学计量数之比换算成SO3的物质的量（即等价转换）与0.5 mol SO3是等效的，这时若再加入1.5 mol SO3就与起始时加入2 mo

19、l SO3是等效的，通过等价转换可知也与起始时加入2 mol SO2和1 mol O2是等效的。故b=0.25，c=1.5。 （3）题中要求2 mol SO2和1 mol O2要与a mol SO2、b mol O2和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和等效，即是说，和与a mol SO2、b mol O2和c mol SO3等效，那么也就是与2 mol SO2和1 mol O2等效。故有2、解析：在定温、定容下，建立起化学平衡状态，从化学方程式可以看出，这是一个化学反应前后气体分子数相等的可逆反应。根据“等价转换”法，通过反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的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）=2 mol，n（Br2起始）=4 mol，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）=0.5 mol，n（Br2起始）=1 mol，n（HBr起始）=0 mol。而现在的起