高中化學(xué)等效平衡知識(shí)點(diǎn)及典例.doc

化學(xué)等效平衡知識(shí)點(diǎn)一、概念：在一定條件下，同一可逆反應(yīng)的兩個(gè)不同的起始狀態(tài)（一般是各組分起始加入量不同）分別達(dá)到平衡時(shí)，同種組分的含量都相同，這樣的兩個(gè)平衡叫等效平衡。二、規(guī)律：對(duì)于一般的可逆反應(yīng)，在定溫定容的條件下，只改變起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，若通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)比例換算成同一半邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量（終態(tài)假設(shè)）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(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，只要反應(yīng)物（生成物）的物質(zhì)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(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成同一半邊的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則達(dá)平衡后與原平衡等效。三、等效相同條件下，同一可逆反應(yīng)體系，不管從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，達(dá)到平衡時(shí)，任何相同物質(zhì)的含量(體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))都相同的化學(xué)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(zhuǎn)化的方法將各種情況變換成同一反應(yīng)物或生成物，然后觀察有關(guān)物質(zhì)的數(shù)量是否相當(dāng)。在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)，對(duì)同一可逆反應(yīng)，起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，達(dá)平衡時(shí)的狀態(tài)規(guī)律如下表：條件等效條件結(jié)果恒溫恒容(n(g)0)投料換算成相同物質(zhì)表示時(shí)量相同兩次平衡時(shí)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(zhì)表示時(shí)等比例兩次平衡時(shí)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(zhì)表示時(shí)等比例兩次平衡時(shí)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(duì)于反應(yīng)前后氣體體積改變的反應(yīng)：若改變起始加入情況，只要通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算成平衡時(shí)左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同，則二平衡等效。2在定T、V條件下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)：只要反應(yīng)物(或生成物)的物質(zhì)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(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算成平衡時(shí)左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比。即：對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積發(fā)生變化的可逆反應(yīng)而言，恒容容器中要想達(dá)到同一平衡狀態(tài)，投料量必須相同；恒壓容器中要想達(dá)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(duì)于反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng)而言，不管是恒容容器中，還是發(fā)生恒壓變化要想達(dá)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(yīng)2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)，達(dá)到平衡時(shí)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(yīng)物，達(dá)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(yīng)N2+3H2 2NH3達(dá)到平衡，測得平衡混合氣體中N2、H2、NH3物質(zhì)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(zhì)的量，而要求m、n、g的值維持不變，則N2、H2、NH3加入的物質(zhì)的量用x、y、z表示時(shí)，應(yīng)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(yīng)滿足的一般條件是(請用兩個(gè)方程式表示，其中一個(gè)含x和y，另一個(gè)只含y和z) 。(1)2 (2) 2.25 0.5 (3) y=3x 2y+3z = 6 例3在一個(gè)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(shí)平衡混合氣中NO2的體積分?jǐn)?shù)為x%，若再充入1mol N2O4，在溫度不變的情況下，達(dá)到新的平衡時(shí)，測得NO2的體積分?jǐn)?shù)為y%，則x和y的大小關(guān)系正確的是（ ）Axy B.x甲 B平衡后SO2的濃度：乙甲CSO2轉(zhuǎn)化率：乙甲例4在一個(gè)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(qiáng)，進(jìn)行以下反應(yīng)：N2+3H2 2NH3。已知加入1molN2和4molH2時(shí)，達(dá)到平衡后生成amolNH3。有恒溫恒壓下欲保持平衡時(shí)各組分的體積分?jǐn)?shù)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(gè)固定容積的密閉容器中，保持一定的溫度，進(jìn)行以下反應(yīng)：H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)。已知加入1molH2和2molBr2時(shí)，達(dá)到平衡后生成amolHBr。恒溫恒壓下欲保持平衡時(shí)各組分的體積分?jǐn)?shù)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(gè)可變?nèi)莘e的容器中發(fā)生如下反應(yīng)： A(g)+B(g) C(g)(1)若開始時(shí)放入1mol A和1 mol B，到達(dá)平衡后，生成a mol C，這時(shí)A的物質(zhì)的量為 mol。(2)若開始時(shí)放入3mol A和3 mol B，到達(dá)平衡后，生成C的物質(zhì)的量為 mol。(3)若開始時(shí)放入x mol A，2mol B和1mol c，到達(dá)平衡后，A和C的物質(zhì)的量分別是y mol和3a mol，則x= mol，y = mol。平衡時(shí)，B的物質(zhì)的量 (選填一個(gè)編號(hào))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(dá)平衡后，C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是 。2若維持溫度不變，在一個(gè)與(1)反應(yīng)前起始體積相同、且容積固定的容器中發(fā)生上述反應(yīng)。(5)開始時(shí)放入1mol A和1molB到達(dá)平衡后生成b mol C。將b與(1)小題中的a進(jìn)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(yīng)器中，在某條件下達(dá)到平衡：CO+H2O（g）CO2+H2，此時(shí)有2/3的CO轉(zhuǎn)化為CO2。該平衡混合物中CO2的體積分?jǐn)?shù)為 若在相同條件下，向容器中充入1molCO2、1molH2和1molH2O，則達(dá)到平衡時(shí)與中平衡相比較，平衡應(yīng)向 （填“正反應(yīng)方向”、“逆反應(yīng)方向”或“不”）移動(dòng)，此時(shí)平衡混合物中CO2的體積分?jǐn)?shù)可能是下列各值中的 （填編號(hào)）A22.2% B27.55% C33.3% D36.8%結(jié)合中計(jì)算結(jié)果分析若平衡向正方向移動(dòng)時(shí)，則下列說法中正確的是 （填序號(hào)）生成物的產(chǎn)量一定增加；生成物的體積分?jǐn)?shù)一定增加；反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大；反應(yīng)物的濃度一定降低；正反應(yīng)速率一定大于逆反應(yīng)速率；一定使用了催化劑（1）33.3%（2）正反應(yīng)，B（3）解析：（2）中的投料相當(dāng)于投入了CO1mol，H2O1mol，增大了H2O的濃度，平衡向正方向移動(dòng)，所以CO的轉(zhuǎn)化率增大。解題時(shí)可運(yùn)用極限思維的方法：若CO仍只有2/3轉(zhuǎn)化，計(jì)算可得平衡混合物中CO2的體積分?jǐn)?shù)為22.2%；若CO全部轉(zhuǎn)化，計(jì)算可得CO2的體積分?jǐn)?shù)為33.3%。因此實(shí)際情況應(yīng)介于二者之間。故選B。例7在一定溫度下，向一個(gè)容積不變的容器中，加入3molSO2和2molO2 及固體催化劑，使之反應(yīng)。2SO2(g) + O2 (g) 2SO3 (g) ；H=196.6kJ/mol。平衡時(shí)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為起始時(shí)的90%。此時(shí)、加入3molSO2和2molO2 發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，放出的熱量為 。、保持同一反應(yīng)溫度，在相同的容器中，將起始物質(zhì)的量改為amolSO2、bmolO2、cmolSO3（g），欲使平衡時(shí)SO3的體積分?jǐn)?shù)為2/9 ，達(dá)到平衡