等效平衡（原卷版）

PART33等效平衡一．等效平衡的含义在一定条件下(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，还是正、逆反应同时投料，达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量(物质的量分数或体积分数等)均相同。二．等效平衡的判断方法（一）1恒温、恒容条件下反应前后体积改变的反应判断方法：极值等量即等效（“一边倒”）。恒温、恒容条件下，对于化学反应前后气体分子数改变的可逆反应，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。例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)①2mol1mol0②002mol③0.5mol0.25mol1.5mol④amolbmolcmol上述①②③三种配比，按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则SO2均为2mol，O2均为1mol，三者建立的平衡状态完全相同。④中a、b、c三者的关系满足：c＋a＝2，eq\f(c,2)＋b＝1，即与上述平衡等效。注意：“全等效平衡”：浓度c相同，物质的量n相同。（一）2恒温、恒容条件下反应前后体积不变的反应判断方法：极值等比即等效（“一边倒”）恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，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。例如：H2(g)＋I2(g)2HI(g)①1mol1mol0②2mol2mol1mol③amolbmolcmol①②两种情况下，n(H2)∶n(I2)＝1∶1，故互为等效平衡。③中a、b、c三者关系满足eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(c,2)＋a))∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(c,2)＋b))＝1∶1或a∶b＝1∶1，c≥0，即与①②平衡等效。注意：“相似等效平衡”：浓度c成比例，物质的量n成比例,体积分数相同。◆◆构建恒温恒容平衡思维模式新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。催化剂催化剂Δ【1】在一个1L的密闭容器中，加入2molA和1molB,发生：2A(g)+B(g)3C(g)+D(s)，平衡时c浓度为1.2mol/L,维持容器体积和温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡时，c的浓度仍为1.2mol/L的是（）ΔA.0.3molC+0.1molDB.1.6molA+0.8molB+0.6molC+0.2molDC.3molC+1molD+1molBD.4molA+2molB延伸Q:D项浓度是？【2】在一个1L的密闭容器中，加入2molA和1molB,发生：2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，平衡时c体积分数为a%,维持容器体积和温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡时，c体积分数仍为a%（）A.3molC+1molDB.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC.1molA+0.5molB+1.5molCD.4molA+2molB【3】一个固定容积密闭容器，充入2molA、1molB反应：2A(g)+B(g)xC(g),达平衡后C的体积分数为a%。若维持容器体积、温度不变，按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始物质。达平衡后，C的体积分数为a%。则X的值为（）A.只能为2B.只能为3C.both【4】固定体积容器，加2molA、1molB反应：A(g)+B(g)2C(g)，达平衡后C的质量分数为w，则相同T、V下，按下列情况，充入物质达到平衡时，C的质量分数仍为w的是（）A.2molCB.3molCC.4molA+2molBD.1molA+2molC【5】某温度下，在2L的密闭容器中，加入1molX(g)和2molY(g)发生反应：X(g)＋mY(g)3Z(g)平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1molZ(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是()A．m＝2B．两次平衡的平衡常数相同C．X与Y的平衡转化率之比为1∶1D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4mol·L－1【6】在恒温、恒容下，发生如下反应：2A(g）+2B(g）C(g）+3D(g），现从两条途径分别建立平衡，途径Ⅰ：A、B的起始浓度均为2mol·L—1途径Ⅱ:C、D的起始浓度分别为2mol·L—1和6mol·L—1，以下叙述正确的是（）A、达到平衡时，途径I的反应速率等于途径Ⅱ的反应速率B、达到平衡时，途径I所得混合气体的压强等于途径Ⅱ所得混合气体的压强C、两途径最终达到平衡时，体系内各组分的百分含量相同D、两途径最终达到平衡时，体系内各组分的百分含量不相同【7】T、V相同3个容器，按不同方式投入反应物，保持恒T、恒V，测数据如下：已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=92.4kJ/mol容器甲乙丙投入量1molN2+3molH22molNH34molNH3NH3浓度C1C2C3能量变化放出akJ吸收bkJ吸收ckJ体系压强P1P2P3反应物转换率a1a2a3下列正确（）A.a1+a3＜1B.a+b＞92.4C.2P2＜P3D.2C1＞C3【8】一定温度下，在3个容积均为1.0L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是()容器温度/K物质的起始浓度/mol·L－1物质的平衡浓度/mol·L－1c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)Ⅰ4000.200.1000.080Ⅱ4000.400.200Ⅲ500000.100.025A．该反应的正反应吸热B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍D．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大【9】（2018长郡高二）一定条件下存在反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH<0，现有三个相同的1L恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1molH2和1molI2(g)，在Ⅱ中充入2molHI(g)，在Ⅲ中充入2molH2和2molI2(g)，700℃条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是（）A．容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同B．容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同C．容器Ⅰ中的气体颜色比容器Ⅱ中的气体颜色深D．容器Ⅰ中H2的转化率与容器Ⅱ中HI的转化率之和等于1（二）恒温、恒压条件下的反应判断方法：极值等量/等比即等效。恒温、恒压条件下，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与原平衡相同，或者比例相同，则达到平衡状态后与原平衡等效。例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)①2mol3mol0②1mol1.5mol2mol③amolbmolcmol按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则①②中eq\f(nSO2,nO2)＝eq\f(2,3)，故互为等效平衡。③中a、b、c三者关系满足：eq\f(c＋a,\f(c,2)＋b)＝eq\f(2,3)，或c+a=2,+b=3,即与①②平衡等效。◆◆构建恒温恒压平衡思维模式新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。注意：“相似等效平衡”(等量)/“相似等效平衡”（等比）：浓度相同，各组分体积分数相同，物质的量n相同/成比例。【1】在一个密闭容器中，加入2molA和1molB,发生：2A(g)+B(g)3C(g)+D(s)，平衡时c浓度为1.2mol/L,维持容器压强和温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡时，c浓度仍为1.2mol/L（）A.0.3molC+0.1molDB.1.6molA+0.8molB+0.6molC+0.2molDC.3molC+1molD+1molBD.4molA+2molB【2】在一个的密闭容器中，加入2molA和1molB,发生：2A(g)+B(g)3C(g)+D(s)，平衡时c体积分数为a%,维持容器压强和温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡时，c体积分数仍为a%（）A.3molC+1molDB.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC.1molA+0.5molB+1.5molCD.4molA+2molB【3】1．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4mol、2mol和4mol，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1molD．均减少1mol【4】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物质物质的量实验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>甲＝丙B．甲>乙>丙>丁C．乙＝甲>丁＝丙D．丁>丙>乙>甲【5】已知：t℃时，2H(g)＋Y(g)2I(g)ΔH＝－196.6kJ·mol－1，t℃时，在一压强恒定的密闭容器中，加入4molH和2molY反应，达到平衡后，Y剩余0.2mol。若在上面的平衡体系中，再加入1mol气态的I物质，t℃时达到新的平衡，此时H物质的物质的量n(H)为（）A．0.8mol B．0.6mol C．0.5mol D．0.2mol【6】在恒温恒压下，向密闭容器中充入4molSO2和2molO2，发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0，2min后，反应达到平衡，生成SO3为1.4mol，同时放出热量QkJ。则下列分析正确的是()A．在该条件下，反应前后的压强之比为6∶5.3B．若反应开始时容器体积为2L，则v(SO3)＝0.35mol/(L·min)C．若把“恒温恒压下”改为“恒压绝热条件下”反应，平衡后n(SO3)<1.4molD．若把“恒温恒压下”改为“恒温恒容下”反应，达平衡时放出热量大于QkJ【7】为探究外界条件对反应：mA(g)+nB(g)⇌cZ(g)△H的影响，以A和B物质的量之比为m：n开始反应，通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数．实验结果如图所示，下列判断正确的是()A．△H＞0，m+n＞cB．升温，正、逆反应速率都增大，平衡常数减小C．增大压强，Z的含量减小D．在恒温恒容下，向已达到平衡的体系中加入少量Z，达到平衡后Z的含量减小【8】如图所示，一定条件下将lmolA气体和3molB气体充入一个体积可变的密闭容器中，可滑动活塞的位置图1所示。在恒温恒压下发生A(g)+3B(g)2C(g)，当反应达到平衡时，活塞位置如图2所示，则平衡时A的转化率为（）A．20%B．40%C．50%D．无法确定【9】利用CO和H2在催化剂的作用下合成甲醇，发生如下反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。在体积一定的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如右图所示。下列结论正确的是A．该反应的ΔH>0B．平衡常数：K(C)<K(D)C．压强：p1>p2D．达到平衡时，反应速率：v(A)>v(B)（三）恒T.V&恒T.P综合【1】A:197＞Q1＞Q2 B:Q1＞2Q3C:Q1=Q4 D.Q3＜Q4【2】如图所示，容器A左侧是可平行移动的活塞。向A中充入1molX和1molY，向B中充入2molX和2molY，起始时V(A)=V(B)=aL。在相同温度和有催化剂存在的条件下，两容器各自发生：X(g)+Y(g)Z(g)+2W(g)，达到平衡时V(A)=1.2aL。试回答：⑴A中X的转化率为。⑵A、B中X转化率大小关系为AB（填“＞”、“＜”、“=”）⑶打开K，一段时间后又达到新的平衡时，A的体积为L（连通管中气体体积不计）【3】一定温度下，有可逆反应：2A（g）＋2B（g）C（g）＋3D