等效平衡的解题方法

1、“等效平衡等效平衡” ” 的解题方法的解题方法金陵中学 陈益 高三化学复习基础回顾基础回顾教材教材P39-40CO+ H2O(g) CO2+H2将将0.01 molCO和和0.01 mol H2O(g)通入容积为通入容积为1L的的密闭容器里，在催化剂存在的条件下加热到密闭容器里，在催化剂存在的条件下加热到800，结，结果生成了果生成了0.005 mol CO2和和0.005 mol H2，而反应物，而反应物CO和和H2O(g)各剩余各剩余0.005 mol。如果温度不变，反应无论。如果温度不变，反应无论进行多长时间，容器里混合气体中各种气体的浓度都进行多长时间，容器里混合气体中各种气体的浓度都

2、不再发生变化。不再发生变化。实验证明，如果不是从实验证明，如果不是从CO和和H2O(g)开始反应，而开始反应，而是各取是各取0.0l molCO2和和0.0l mol H2，以相同的条件进行，以相同的条件进行反应，生成反应，生成CO和和H2O(g)，当达到化学平衡状态时，反，当达到化学平衡状态时，反应混合物里应混合物里CO、H2O(g)、CO2、H2各为各为0.005 mol，其，其组成与前者完全相同。组成与前者完全相同。催化剂催化剂高温高温CO+ H2O(g) CO2+H2催化剂催化剂高温高温起始起始(mol)0.01 CO0.01 H2O(g)0.00CO20.00 H2平衡平衡(mol)

3、0.05 CO0.05 H2O(g)0.05CO20.05 H2800，1L:起始起始(mol)0.00 CO0.00 H2O(g)0.01CO20.01 H20.05 CO0.05 H2O(g)0.05CO20.05 H2化学平衡的建立与途径无关，即可逆化学平衡的建立与途径无关，即可逆反应从反应物方向开始，还是从生成物方反应从反应物方向开始，还是从生成物方向开始，只要条件不变，都可以达到同一向开始，只要条件不变，都可以达到同一平衡状态。平衡状态。在一定条件下在一定条件下(定温、定容或定温、定定温、定容或定温、定压压)的可逆反应，当达到化学平衡时，同种的可逆反应，当达到化学平衡时，同种物质的浓

4、度相同，这样的平衡称为物质的浓度相同，这样的平衡称为等同等同平平衡；同种物质的含量（物质的量或气体体衡；同种物质的含量（物质的量或气体体积或质量百分数）相同，这样的平衡称为积或质量百分数）相同，这样的平衡称为等效等效平衡。平衡。例在一定温度下，把例在一定温度下，把2 mol SO2和和1 mol O2通入一通入一个 一 定 容 积 的 密 闭 容 器 里 ， 发 生 如 下 反 应 ：个 一 定 容 积 的 密 闭 容 器 里 ， 发 生 如 下 反 应 ：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，当此反应进行到一定程度，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。现在该容器中时

5、，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，维持温度不变，令a、b、c分别代表初始加入的分别代表初始加入的SO2、O2和和SO3的物质的量。如果的物质的量。如果a、b、c取不同的值，它取不同的值，它们必须满足一定的关系，才能保证达到平衡时，反应们必须满足一定的关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的混合物中三种气体的物质的量物质的量仍与上述平衡时仍与上述平衡时完全相完全相同同。填写下列空白：。填写下列空白： （1）若）若a=0,b=0,则则c= 。（2）若）若a=0.5，则，则b= ,c= 。（3）a、b、c取值满足的一般条件是（用两个方程式取值满足的一般条件是（用

6、两个方程式表示，其中一个只含表示，其中一个只含a和和c，另一个只含，另一个只含b和和c） 、 。2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)起始起始(mol)2 SO21 O20.00 SO3平衡平衡(mol)x SO2y O2 zSO3T，VL:起始起始(mol)0 SO20 O22 SO3x SO2y O2 zSO3起始起始(mol)0.5 SO2? O2 ? SO32SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)T，VL:起始起始 (mol)a SO2，b O2 ，c SO32SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)abc0b+c/2a+c212SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)abca+

7、c002b+c222SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)T，VL:a+c=2(S守恒守恒)2a+2b+3c=2 2+1 2 (O守恒守恒)a+c=22b+c=2 对于一般可逆反应，在定温定容条件下，对于一般可逆反应，在定温定容条件下，只改变起始时加入物质的物质的量，如通只改变起始时加入物质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一过可逆反应的化学计量数之比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同，则半边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等同。两平衡等同。 转化思想：转化思想：把各物质都有的起始状态转化为只把各物质都有的起始状态转化为只有反应物或只有生成物的起始状态有反应物或

8、只有生成物的起始状态 ，从，从而使问题变得单一和明了。而使问题变得单一和明了。 练习练习1 将将2 mol SO2和和2 mol SO3气体混合于某固气体混合于某固定体积的密闭容器中，在一定条件下反应：定体积的密闭容器中，在一定条件下反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达平衡。平衡时达平衡。平衡时SO3为为w mol。相同温度下，分别按下列配比在相同。相同温度下，分别按下列配比在相同体积的容器中反应，反应达平衡时，体积的容器中反应，反应达平衡时，SO3物质的物质的量仍为量仍为w mol的是（的是（ ）A.2 mol SO2+1 mol O2 B. 4 mol SO2+1 mol O

9、2C. 2 mol SO2+1 mol O2+2 mol SO3 D. 3 mol SO2+1.5 mol O2+1 mol SO32 mol SO2+2 mol SO3 4 mol SO2+1 mol O2 B.4 mol SO2+1 mol O2 D. 3 mol SO2+1.5 mol O2+1 mol SO3 4 mol SO2+2 mol O2 C. 2 mol SO2+1 mol O2+2 mol SO3 4 mol SO2+2 mol O2 A.2 mol SO2+1 mol O2 练习练习2 某恒温恒压下，向可变容积的密闭容器某恒温恒压下，向可变容积的密闭容器中充入中充入3 L

10、 A和和2 L B，发生如下反应：，发生如下反应：3A(g)+2B(g) xC(g)+yD(g)达到平衡时，达到平衡时，C的体积分数为的体积分数为w%，若维持温度，若维持温度、压强不变，将、压强不变，将0.6 L A、0.4 L B，4 L C、0.8 L D作为起始物质充入密闭容器中，达到平衡时作为起始物质充入密闭容器中，达到平衡时C的体积分数仍为的体积分数仍为w%，则，则x，y的值分别为（的值分别为（ ）A.x=3,y=1 B.x=4,y=1 C.x=5,y=1 D.x=2,y=3 假设假设4 L C和和0.8 L D完全转化为完全转化为A、B，转，转化生成的化生成的A、B加上加入的加上加

11、入的A、B等于最初加入的等于最初加入的A、B： 1524 . 028 . 024 . 0241536 . 038 . 036 . 034yxyxyxyx或或例例2 （2004北京理综）北京理综）在一定温度下，一在一定温度下，一定体积的密闭容器中有如下平衡：定体积的密闭容器中有如下平衡： H2(g)+I2(g) 2HI(g) 已知已知H2和和I2的起始浓度均为的起始浓度均为0.10 molL1时，达平衡时时，达平衡时HI的浓度为的浓度为0.16 molL1。若。若H2和和I2的起始浓度均变为的起始浓度均变为0.20 molL1，则平衡时，则平衡时H2的浓度（的浓度（molL1）是是 A. 0.1

12、6 B. 0.08 C. 0.04 D. 0.02解析解析 若若H2和和I2的起始浓度均为的起始浓度均为0.10 molL1时时 H2(g) + I2(g) 2HI(g) 起始：起始：0.10 molL1 0.10 molL1 0 变化：变化：0.08molL1 0.08molL1 0.16molL1 平衡：平衡： 0.02molL1 0.02molL1 0.16molL1c(H2)=0.10c(I2)=0.10c(H2)=0.20c(I2)=0.20c(H2)=0. 02c(I2)=0. 02c(HI)=0.16c(H2)=0. 04c(I2)=0. 04c(HI)=0.32起始起始体积体积

13、平衡平衡体积体积起始起始2体积体积1/2平衡平衡2体积体积1/2H2(g) + I2(g) 2HI(g) 若若H2和和I2的起始浓度均增加一倍，即为的起始浓度均增加一倍，即为0.02molL1时，则平衡时时，则平衡时H2和和I2的的浓度也应的的浓度也应增加一倍，即为：增加一倍，即为：0.02molL12=0.04molL1。故选。故选C。答案答案 C 例例3 （2004天津理综）天津理综）一定条件下，向一带一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入活塞的密闭容器中充入2molSO2和和1mol O2，发，发生下列反应：生下列反应：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）达到平衡后改变下述条件，）

14、达到平衡后改变下述条件，SO3气体平衡浓气体平衡浓度度不改变不改变的是的是A. 保持温度和容器体积不变，充入保持温度和容器体积不变，充入1mol SO3（g）B. 保持温度和容器内压强不变，充入保持温度和容器内压强不变，充入1mol SO3（g）C. 保持温度和容器内压强不变，充入保持温度和容器内压强不变，充入1mol O2（g）D. 保持温度和容器内压强不变，充入保持温度和容器内压强不变，充入1mol Ar（g）n(SO2)=2n(O2)=1起始起始体积体积平衡平衡体积体积起始起始2体积体积1.5平衡平衡2体积体积1.5n(SO2)=xn(O2)=yn(SO3)=zn(SO2)=3n(O2)

15、=1.5n(SO2)=1.5xn(O2)=1.5yn(SO3)=1.5z平衡平衡体积体积2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g) n(SO2)1.5xn(O2)1.5zA. 保持温度和容器体积不变，充入保持温度和容器体积不变，充入1mol SO3（g）恒压恒压恒压恒压压缩压缩n(SO2)=2n(O2)=1起始起始体积体积平衡平衡体积体积起始起始2体积体积1.5平衡平衡2体积体积1.5n(SO2)=xn(O2)=yn(SO3)=zn(SO2)=3n(O2)=1.5n(SO2)=1.5xn(O2)=1.5yn(SO3)=1.5z2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g) B. 保持温度和容器

16、内压强不变，充入保持温度和容器内压强不变，充入1mol SO3（g）恒压恒压恒压恒压n(SO2)=xn(O2)=yn(SO3)=z平衡平衡体积体积2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g) C. 保持温度和容器内压强不变，充入保持温度和容器内压强不变，充入1mol O2（g）n(SO2)=xn(O2)=yn(SO3)=z平衡平衡体积体积2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g) D. 保持温度和容器内压强不变，充入保持温度和容器内压强不变，充入1mol Ar（g）n(SO2)xn(O2)yn(SO3)0，达到平衡，达到平衡时，时，VA=1.2aL。则：。则： (1)反应开始时，反应开始时，

17、B容器中化学反应速率容器中化学反应速率_A容器容器中的化学反应速率中的化学反应速率(填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)；(2)A容器中容器中X的转化率为的转化率为_，且，且B容器中容器中X的的转化率转化率_A容器中容器中X的转化率；的转化率；(填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)； (3)打开打开K一段时间达到新平衡时，一段时间达到新平衡时，A的体积为的体积为_(连通管中气体体积不计连通管中气体体积不计) 。ABX(g)+Y(g) 2Z(g)+W (g)； H 0，起始： 1molX，1molY2molX，2molY( 1 ) 反 应 开 始 时 ，反 应 开 始 时

18、 ， B 容 器 中 化 学 反 应 速 率容 器 中 化 学 反 应 速 率_A容器中的化学反应速率容器中的化学反应速率(填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)；大于大于ABX(g)+Y(g) 2Z(g)+W (g)； H 0，起始： 1molX，1molY2molX，2molY平衡：AB1.2aL(2)A容器中容器中X的转化率为的转化率为_，且，且B容器容器中中X的转化率的转化率_A容器中容器中X的转化率；的转化率；(填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)； 40大于大于ABX(g)+Y(g) 2Z(g)+W (g)； H 0，起始： 1molX，1molY2molX，

19、2molY平衡：AB3.6aL (3)打开打开K一段时间达到新平衡时，一段时间达到新平衡时，A的体积为的体积为_(连通管中气体体积不计连通管中气体体积不计) 。2.6L练习练习 （2003全国化学）全国化学）I恒温、恒压下，在一个可变容积恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下发应：的容器中发生如下发应：A（气）（气）B（气）（气） C（气）（气）（1）若开始时放入）若开始时放入1molA和和1molB，到达平衡后，生成，到达平衡后，生成a molC，这时，这时A的物质的量为的物质的量为 mol。（2）若开始时放入）若开始时放入3molA和和3molB，到达平衡后，生成，到达平衡后，生成C

20、的物质的物质的量为的量为 mol。（3）若开始时放入）若开始时放入x molA，2molB和和1molC，到达平衡后，到达平衡后，A和和C的物质的量分别是的物质的量分别是y mol和和3a mol，则，则x mol，y mol。平衡时，平衡时，B的物质的量的物质的量 （选填一个编号）（选填一个编号）（甲）大于（甲）大于2 mol （乙）等于（乙）等于2 mol（丙）小于（丙）小于2 mol （丁）可能大于、等于或小于（丁）可能大于、等于或小于2mol作出此判断的理由是作出此判断的理由是 。（4）若在（）若在（3）的平衡混合物中再加入）的平衡混合物中再加入3molC，待再次到达平衡，待再次到达平

21、衡后，后，C的物质的量分数是的物质的量分数是 。n(A)=1n(B)=1等温（等温（T）等压（等压（p）n(A)=1-an(B)=1-an(C)=a起始起始平衡平衡n(A)=3n(B)=3n(A)=3-3an(B)=3-3an(C)=3a等温（等温（T）等压（等压（p）起始起始平衡平衡A(g)+B(g) C(g)（3）到达平衡后，）到达平衡后，C的物质的量是的物质的量是3a mol，则当，则当C起始起始物质的量为物质的量为0时，时，A、B起始物质的量应分别为起始物质的量应分别为3mol。 A（气）（气） B（气）（气） C（气）（气） 开始开始(mol) x 2 1 开始开始(mol) x1=

22、3 3 0 平衡平衡(mol) y 33a 3a即即x=2，y=33a 提示：将（提示：将（2）的结论逆用，平衡时）的结论逆用，平衡时C为为3a mol，即，即相当于开始时放入相当于开始时放入3molA和和3molB。若若3a1，B的物质的量小于的物质的量小于2mol；若，；若，B的物质的量的物质的量等于等于2mol；若；若3a1，B的物质的量大于的物质的量大于2mol，故选丁，故选丁。（4）在（）在（3）的平衡混合物中再加入）的平衡混合物中再加入3molC，平衡状态与（，平衡状态与（1）、（）、（2）、（）、（3）相同，相同，C的物质的量分数可由（的物质的量分数可由（1）计算，）计算，得得 。 aa2II若维持温度不变，在一个与（若维持温度不变，在一个与（1）反应前起）反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。应。（5）开始时放入）开始时放入1molA和和1molB到达平衡后生