选修4等效平衡与转化率

1、第四讲 等效平衡与转化率一、等效平衡原理在一定条件下（恒温恒容或恒温恒压），对于同一可逆反应，起始时投料方式不同，不管从正反应开始，还是从逆反应开始，只要达到平衡状态时，各组分在混合物中的百分含量相同，这样的化学平衡就互称为等效平衡。如：恒温恒压下，对可逆反应：2SO2 + O2 2SO3 2mol 1mol 0mol 0mol 0mol 2mol 0.5mol 0.25mol 1.5mol从正反应开始，从逆反应开始，从正逆反应同时开始，由于、三种情况如果按方程式的计量关系换算成同边的物质，对应各组分的百分含量均相等，因此三者互为等效平衡。2、 等效平衡规律 根据反应条件(恒温恒容或恒温恒压)

2、以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否相等)，可将等效平衡问题分成三类： 恒温恒容时，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应，用“一边倒”的方法将各种投料方式换算为同一边的物质，若各物质的物质的量相等，则两平衡等效。 此种情况下，两等效平衡状态中，各组分的百分含量 ，物质的量 ，物质的量浓度 。 【例1】恒温恒容时，判断哪些是等效平衡？ （ ） N2 + 3H2 2NH3 (A) 2mol 6mol 0mol (B) 0mol 0mol 4mol (C) 0.5mol 1.5mol 1mol (D) 1mol 3mol 2mol【例2】将2molSO2 (g)和2molSO3 (g)混合于某

3、固定体积的容器中，在一定条件下达平衡，平衡时SO3(g)为w mol，同温下，分别按下列配比在相同体积的容器中反应，达平衡时SO3 (g)的物质的量仍为w mol的是（ ）A2molSO2(g)+1mol O2(g) B4mol SO2(g)+ 1mol O2(g)C2mol SO2(g)+ 1mol O2(g)+ 2mol SO3(g) D3mol SO2(g)+1.5mol O2(g)+ 1mol SO3(g)【例3】在一个固定容积的密闭容器中加入2 mol A和1 mol B，发生反应2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)，达到平衡时，C的浓度为w mol/L。若维持容器的容积和温度

4、不变，按下列情况配比为开始浓度，达到平衡后C的浓度仍为w mol/L的是（ ）A4molA+2molB B2molA+1molB+3molC+1molD C3molC+1molD+1molB D3molC+1molD E1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD【例4】在一定温度下，把2 mol SO2和1 mol O2通入固定容积的密闭容器里，发生如下反应： 2SO2O2  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，如果a、b、c取不同的数值，它们必须满

5、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=_，c= _。（3）a、b、c取值必须满足的一般条件是 ， 。 恒温恒容时，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，用“一边倒”的方法将各种投料方式换算为同一边的物质，若各物质的物质的量成比例，则两平衡等效。 此种情况下，两等效平衡状态中，各组分的百分含量 ，物质的量 ，物质的量浓度 。 【例1】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1 mol H2和

6、2 mol Br2时，达到平衡后生成a mol HBr（见表）。在相同条件下，且保持平衡时各组分的百分含量不变，对下列编号的状态，填写：编号起始状态(mol)平衡时HBr物质的量(mol)H2Br2HBr已知120a1240200.50.5a3mn（n2m）【例2】在恒温恒容条件下，有下列气体反应2A(g) + 2B(g) C(g) + 3D(g)，现分别从两条途径建立平衡：(I) A、B的起始浓度均为2 mol/L， (II) C、D的起始浓度分别为2 mol/L 和6 mol/L，下列叙述正确的是（ ） AI、II两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成相同BI、II两途径最终达到平

7、衡时，体系内混合气体的百分组成不同C达到平衡时I途径的v(A)等于II途径的v(A)D达到平衡后，I途径混合气体密度为II途径混合气体密度的二分之一【例3】将装有1 mol HI的容器密封并加热，部分HI分解成H2和I2 (g)并达到化学平衡，此时I2 (g)的体积分数为x%，若在该容器中加入2 mol HI后密封，加热到相同温度使之达到平衡，设此时I2的体积分数为y%，则x与y的关系为（ ）A B C D 恒温恒压时，对于所有的可逆反应，用“一边倒”的方法将各种投料方式换算为同一边的物质，若各物质的物质的量成比例，则两平衡等效。 此种情况下，两等效平衡状态中，各组分的百分含量 ，物质的量 ，

8、物质的量浓度 。 【例1】恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：（气）（气）（气）(1) 若开始时放入1 mol A和1 mol B，到达平衡后，生成a mol C，这时的物质的量为 mol；(2) 若开始时放入3 mol A和3 mol B，到达平衡后，生成的物质的量为 mol；(3) 若开始时放入x mol A、2 mol B和1 mol C，到达平衡后，A和C的物质的量分别是y mol和3a mol，则x= mol，y= mol。平衡时，B的物质的量 （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作出此判断的理由是 (4) 若

9、在(3)的平衡混合物中再加入3 molC，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()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 （甲）a<b （乙）a>b （丙）a=b （丁）不能比较a和b的大小作出此判断的理由是 【例2】将3 mol A和1 mol B混合于一体积可变的密闭容器中，以此时的温度、压强和体积作为起始条件，发生了如下反应： 3A(g)+B(g) 2 C(g)+D(g)达到平衡时C的浓度为w mol·L-1。回答下列

10、问题：(1) 保持温度和压强不变，按下列四种配比充入容器中，平衡后C的浓度仍为w mol·L-1的是( ) A6 mol A+2 mol B B3 mol A+1 mol B十2 mol C，C2 mol C+1 mol B+1 mol D D1 mol C+2mol D(2) 保持原起始温度和体积不变，要使平衡后C的浓度仍为w mol·L-1，应按下列哪种配比向容器中充入有关物质( ) A3 mol A+1 mol B B4 mol C十2 mol D C1.5 mol A+0.5mol B+1 mol C +0.5 mol D D以上均不能满足条件(3) 保持原起始温度

11、和体积不变，若仍按3 mol A和1 mol B配比在容器中发生反应，则平衡时C的浓度和w mol·L-1的关系是( ) Aw B w C= w D不能确定 (4) 将2 mol C和2 mol D按起始温度和压强充入容器中，保持温度和体积不变，平衡时C的浓度为V mol·L-1，V与w的关系是( ) AVw BVw CV=w D无法比较(5) 维持原起始温度和体积不变，按下列哪种配比充入容器可使平衡时C的浓度为 V mol·L-1 ( ) A1 mol C+0.5 mo1 D B3 mol A+2 mol B C3 mol A+1 mol B+1 mol D D

12、以上均不能满足条件小结等效条件结 果恒温恒容(n(g)0) 投料换算成一边物质表示时，各物质的物质的量相同 两次平衡时各组分百分量、c、n均相同（绝对等效） 恒温恒容(n(g)=0) 投料换算成一边物质表示时，各物质的物质的量成比例 两次平衡时各组分百分量相同，c、n成比例变化 恒温恒压 投料换算成一边物质表示时，各物质的物质的量成比例 两次平衡时各组分百分含量、c相同，n成比例变化综合训练1在一个体积固定的密闭容器中加入2 mol A和1 mol B，发生反应：2A(g)B(g)3C(g)D(g)，达到平衡时C的浓度为a mol&#

13、183;L1。若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，C的浓度仍为a mol·L1的是（ ） A4molA2molB B2molA1molB3molC1molD C3molC1molD1molB D3molC1molD2在一个体积固定的密闭容器中加入2 mol A和2mol B，发生反应：2A(g)2B(g)3C(g)D(g)，达到平衡时C的浓度为a mol·L1。若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，C的浓度仍为a mol·L1的是（ ） A4molA4molB B2molA2molB3molC1molD C

14、3molC1molD1molB D3molC1molD3体积相同的甲、乙两个容器中，分别充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：2SO2O22SO3并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p%，则乙容器中SO2的转化率为（ ） A等于p% B大于p% C小于p% D无法判断4 在一定温度下，向密闭容器中充入1.0molN2和3.0molH2，反应达到平衡时测得NH3的物质的量为0.6mol。若在该容器中开始时充入2.0 molN2和6.0molH2，则平衡时NH3的物质的量为 若为定容容器，n(NH3)=1.2mol ； 若为定容容

15、器，n(NH3)>1.2mol； 若为定压容器，n(NH3)=1.2mol ； 若为定压容器，n(NH3)<1.2mol，下列选项正确的是（ ） A B C D5在450、5.05×107Pa时，如果把1体积N2和3体积H2的混合物通入一个装有催化剂的密闭容器中，反应达到平衡时得到含NH3 52%（体积分数）的混合气体。在同温同压下向密闭容器中通入2体积N2和6体积H2，达到平衡时NH3的体积分数为（ ） A大于52% B等于52% C小于52% D不能确定6可逆反应A(g)B(g)2C(g)在固定容积的容器中进行，如果向容器中充入1molA和1mol B，在某温度下达到

16、平衡时，C的体积分数为m%；若向容器中充入1molC，在同样的温度下达到平衡时，C的体积分数为n%，则m和n的关系正确的是（ ） Am>n Bm<nCm=n D无法比较7在一密闭的容器中充入2mol A和1mol B发生反应：2A(g)B(g)xC(g)，达到平衡后，C的体积分数为w；若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量A：0.6mol、B：0.3mol、C：1.4mol充入容器，达到平衡后，C的体积分数仍为w，则x的值为（ ） A只能为2B只能为3 C可能为2，也可能为3 D无法确定8将2molSO2和2molSO3气体混合于容积一定的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2S

17、O2O22SO3，达平衡时SO3为n mol。在相同温度下，按下列配比在该容器中放入起始物质，达平衡时，SO3的物质的量将大于n mol的是（ ） A2molSO2和1molO2 B3molSO2、1molO2和1molSO3 C4molSO2和1molO2 D1molSO2、1molO2和1molSO39在相同温度下，有相同体积的甲、乙两容器，甲容器中充入1g N2和1g H2，乙容器中充入2g N2和2g H2。下列叙述中，错误的是（ ） A化学反应速率：乙甲 B平衡后N2的浓度：乙甲 CH2的转化率：乙甲 D平衡混合气中H2的体积分数：乙甲10在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中，保持一

18、定温度和压强，进行以下反应：N23H22NH3。已知加入1mol N2和4mol H2时，达到平衡后生成a mol NH3（见下表已知项）。在相同温度、压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变。对下列编号的状态，填写表中空白。已知编号起始状态物质的量 n/mol平衡时NH3的物质的量n/molN2H2NH3140a1.56010.5amg(g4m)SO2 O2 SO311如右图所示，将4 mol SO2和2 mol O2置于体积可变的等压容器中，在一定温度下发生反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H0，该反应达到平衡状态A时，测知气体的物质的量为4.2 mol，SO2、O2、SO3的

19、起始物质的量分别以现a、b、c表示(1) 向达到平衡状态A的容器中通入少量O2，体系中SO2的体积分数 (填“增大”或“减小”或“不变")要使SO2的体积分数再变到与平衡状态A相同，可采取的措施是 或 。(2)若起始时a=1.2 mol，B=0.6 mol，且达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A相同，则起始时c的取值为 。(3)要使反应开始时向逆反应方向进行，且达到平衡后各气体的物质的量与平衡状态A相同，则起始时c的取值范围为 。2、 转化率在恒温恒压的密闭容器中：1、 若充入amolN2和bmolH2，反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡后，再向容器中充入amol

20、N2和bmolH2，重新平衡后，N2、H2的转化率如何变化？ 2、 若充入amolSO3，反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) (g)达到平衡后，再向容器中充入amolSO3，重新平衡后，SO3的转化率如何变化？3、 若充入amolH2和bmolBr2(g)，反应H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)达到平衡后，再向容器中充入amolH2和bmolBr2(g)，重新平衡后，H2、Br2的转化率如何变化？在恒温恒容的密闭容器中：1、 若充入amolN2和bmolH2，反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡后，再向容器中充入amolN2和bmolH2，重新平衡后，N2、H2

21、的转化率如何变化？2、 若充入amolSO3，反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) (g)达到平衡后，再向容器中充入amolSO3，重新平衡后，SO3的转化率如何变化？3、 若充入amolH2和bmolBr2(g)，反应H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)达到平衡后，再向容器中充入amolH2和bmolBr2(g)，重新平衡后，H2、Br2的转化率如何变化？规律整理平衡移动与转化率的关系：(1) 若改变温度或压强导致平衡正向移动，则各反应物的转化率 (2) 对可逆反应 mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 恒温恒容时，若只增大A的浓度，则(A) ，(B) 恒温恒容时，若等比

22、例增大A、B的浓度： m+n>p+q (A) ，(B) m+n=p+q (A) ，(B) m+n<p+q (A) ，(B) (3) 对分解反应 aA(g)bB(g)+cC(g)，恒温恒容时，若增大A的浓度： a>b+c (A) a=b+c (A) a<b+c (A) 对应练习1 在一个恒温恒容的密闭容器中，充入a mol N2和b mol H2，反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡后，（1）若再向容器中充入a mol N2，重新平衡后，N2的转化率如何变化？（2） 若再向容器中充入a mol N2和c mol H2 (cb)，重新平衡后，N2的转化率如何

23、变化？2在原容积相同的甲、乙两个密闭容器中，分别充入2molSO2和1molO2，发生反应：2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)，在相同温度下达到平衡，若甲容器始终保持体积不变，乙容器始终保持压强不变，达平衡时甲容器中SO2的转化率为30，则乙容器中SO2的转化率可能是( ) A25% B30% C35% D以上都不可能3相同容积的甲、乙、丙、丁4个密闭容器中进行同样的可逆反应：2A(g) + B(g) 3C(g) + D(g)，起始时4个容器所盛A、B的量分别为： 甲中：2molA、1molB ； 乙中：1molA、1molB ； 丙中：2molA、2molB ； 丁中：1molA、2molB在相同温度下建立平衡时，A和B的转化率大小关系正确的是( ) A(A)：甲丙乙丁 B(A)：甲乙丙丁 C(B)：甲丙乙丁 D(B)：丁乙丙甲4已知反应：2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)，现有甲、乙两个容积相同的恒容容器，在500和有催化剂存在的条件下，向甲中加入2molSO2和1molO2，向乙中加入2molSO3，并同时开始反应。当两个容器反应分别达到平衡后，则 平衡时，甲中SO2的转化率一定等于乙中SO3的分解率 从开始反应到平衡，甲中反应放出的热量与乙中反应吸收的热量数值上一定相等 平衡时，甲、乙两个容器中混合气体的平均相对分子质量一定相等 从反应开始到刚好