高中化學等效平衡知識點及典例.doc

化學等效平衡知識點一、概念：在一定條件下，同一可逆反應的兩個不同的起始狀態(tài)（一般是各組分起始加入量不同）分別達到平衡時，同種組分的含量都相同，這樣的兩個平衡叫等效平衡。二、規(guī)律：對于一般的可逆反應，在定溫定容的條件下，只改變起始時加入物質的物質的量，若通過可逆反應的化學計量數比例換算成同一半邊的物質的物質的量（終態(tài)假設）與原平衡相同，這樣的平衡就是等效平衡。在定溫定容的條件上，對于反應前后氣體分子數不變的可逆反應，只要反應物（生成物）的物質的量的比例與原平衡相同，兩平衡即是等效平衡。在同溫同壓條件下，改變起始時加入物質的物質的量，只要按化學計量數換算成同一半邊的物質的量之比與原平衡相同，則達平衡后與原平衡等效。三、等效相同條件下，同一可逆反應體系，不管從正反應開始，還是從逆反應開始，達到平衡時，任何相同物質的含量(體積分數、質量分數或物質的量分數)都相同的化學平衡互稱等效平衡。可分為“全等效”平衡和“相似等效”平衡。判斷等效平衡的方法：使用極限轉化的方法將各種情況變換成同一反應物或生成物，然后觀察有關物質的數量是否相當。在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)，對同一可逆反應，起始時加入物質的物質的量不同，達平衡時的狀態(tài)規(guī)律如下表：條件等效條件結果恒溫恒容(n(g)0)投料換算成相同物質表示時量相同兩次平衡時各組分百分量、n、c均相同恒溫恒容(n(g)=0)投料換算成相同物質表示時等比例兩次平衡時各組分百分量相同，n、c同比例變化恒溫恒壓投料換算成相同物質表示時等比例兩次平衡時各組分百分量、c相同，n同比例變化一、恒溫恒容(定T、V)的等效平衡1在定T、V條件下，對于反應前后氣體體積改變的反應：若改變起始加入情況，只要通過可逆反應的化學計量數比換算成平衡時左右兩邊同一邊物質的物質的量與原平衡相同，則二平衡等效。2在定T、V條件下，對于反應前后氣體體積不變的反應：只要反應物(或生成物)的物質的量的比例與原平衡相同，則二平衡等效。二、恒溫恒壓(定T、P)的等效平衡在定T、P條件下：若改變起始加入情況，只要通過可逆反應的化學計量數比換算成平衡時左右兩邊同一邊物質的物質的量之比。即：對于反應前后氣體體積發(fā)生變化的可逆反應而言，恒容容器中要想達到同一平衡狀態(tài)，投料量必須相同；恒壓容器中要想達到同一平衡狀態(tài)，投料量可以不同，但投入的比例得相同。對于反應前后氣體體積不變的可逆反應而言，不管是恒容容器中，還是發(fā)生恒壓變化要想達到同一平衡狀態(tài)，只要按比例投料即可。例1在一固定體積的密閉容器中加入2 mol A和1 mol B發(fā)生反應2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)，達到平衡時C的濃度為w molL-1，若維持容器的體積和溫度不變，按下列四種配比方案作為反應物，達平衡后，使C的濃度仍為w molL-1的配比是（ ）A4 mol A+2 mol B B3 mol C+1 mol D+2mol A+1 mol BC3mol C+1 mol D+1 mol B D3 mol C+1 mol D例2某溫度下1 L密閉容器中加1 mol N2和3 mol H2，使反應N2+3H2 2NH3達到平衡，測得平衡混合氣體中N2、H2、NH3物質的量分別為m mol、n mol、g mol。如溫度不變，只改變初始加入的物質的量，而要求m、n、g的值維持不變，則N2、H2、NH3加入的物質的量用x、y、z表示時，應滿足條件：（1）若x=0，y=0，則z= 。（2）若x=075 mol，則y= ，z= 。（3）x、y、z應滿足的一般條件是(請用兩個方程式表示，其中一個含x和y，另一個只含y和z) 。(1)2 (2) 2.25 0.5 (3) y=3x 2y+3z = 6 例3在一個固定容積的密閉容器中充入2molNO2，一定溫度下建立如下平衡：2NO2N2O4，此時平衡混合氣中NO2的體積分數為x%，若再充入1mol N2O4，在溫度不變的情況下，達到新的平衡時，測得NO2的體積分數為y%，則x和y的大小關系正確的是（ ）Axy B.x甲 B平衡后SO2的濃度：乙甲CSO2轉化率：乙甲例4在一個盛有催化劑容積可變的密閉容器中，保持一定的溫度和壓強，進行以下反應：N2+3H2 2NH3。已知加入1molN2和4molH2時，達到平衡后生成amolNH3。有恒溫恒壓下欲保持平衡時各組分的體積分數不變。填表（恒溫恒壓）(1)1.5a(2)0 0.5(3)2(g-4m)a(g-3m)例5在一個固定容積的密閉容器中，保持一定的溫度，進行以下反應：H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)。已知加入1molH2和2molBr2時，達到平衡后生成amolHBr。恒溫恒壓下欲保持平衡時各組分的體積分數不變。填寫上表空白：(1)2a(2)0 0.5(3)2(g-2m)a(g-m)例5I恒溫、恒壓下，在一個可變容積的容器中發(fā)生如下反應： A(g)+B(g) C(g)(1)若開始時放入1mol A和1 mol B，到達平衡后，生成a mol C，這時A的物質的量為 mol。(2)若開始時放入3mol A和3 mol B，到達平衡后，生成C的物質的量為 mol。(3)若開始時放入x mol A，2mol B和1mol c，到達平衡后，A和C的物質的量分別是y mol和3a mol，則x= mol，y = mol。平衡時，B的物質的量 (選填一個編號)甲、 大于2mol 乙、等于2mol 丙、小于2mol 丁、可能大于、等于或小于2mol。作出此判斷的理由是 。(4)1.若在(3)的平衡混合物中再加入3mol C，待再次到達平衡后，C的物質的量分數是 。2若維持溫度不變，在一個與(1)反應前起始體積相同、且容積固定的容器中發(fā)生上述反應。(5)開始時放入1mol A和1molB到達平衡后生成b mol C。將b與(1)小題中的a進行比較 。甲、ab 丙、a=b 丁、不能比較a和b的大小作出此判斷的理由是 。(1)1-a (2)3a (3)2 3(1-a) 丁 (4)a/(2-a) (5)乙例6將1molCO和1molH2O（g）充入某固定容積的反應器中，在某條件下達到平衡：CO+H2O（g）CO2+H2，此時有2/3的CO轉化為CO2。該平衡混合物中CO2的體積分數為 若在相同條件下，向容器中充入1molCO2、1molH2和1molH2O，則達到平衡時與中平衡相比較，平衡應向 （填“正反應方向”、“逆反應方向”或“不”）移動，此時平衡混合物中CO2的體積分數可能是下列各值中的 （填編號）A22.2% B27.55% C33.3% D36.8%結合中計算結果分析若平衡向正方向移動時，則下列說法中正確的是 （填序號）生成物的產量一定增加；生成物的體積分數一定增加；反應物的轉化率一定增大；反應物的濃度一定降低；正反應速率一定大于逆反應速率；一定使用了催化劑（1）33.3%（2）正反應，B（3）解析：（2）中的投料相當于投入了CO1mol，H2O1mol，增大了H2O的濃度，平衡向正方向移動，所以CO的轉化率增大。解題時可運用極限思維的方法：若CO仍只有2/3轉化，計算可得平衡混合物中CO2的體積分數為22.2%；若CO全部轉化，計算可得CO2的體積分數為33.3%。因此實際情況應介于二者之間。故選B。例7在一定溫度下，向一個容積不變的容器中，加入3molSO2和2molO2 及固體催化劑，使之反應。2SO2(g) + O2 (g) 2SO3 (g) ；H=196.6kJ/mol。平衡時容器內氣體壓強為起始時的90%。此時、加入3molSO2和2molO2 發(fā)生反應，達到平衡時，放出的熱量為 。、保持同一反應溫度，在相同的容器中，將起始物質的量改為amolSO2、bmolO2、cmolSO3（g），欲使平衡時SO3的體積分數為2/9 ，達到平衡