等效平衡詳細講解

1、窗體底端-百度知道 教育/科學 理工學科 化學 等效平衡詳細講解 一、 等效平衡概念化學平衡狀態(tài)與條件息息相關，而與建立平衡的途徑無關。對于同一可逆反應，在一定條件（恒溫恒容或恒溫恒壓）下，以不同投料方式（即從正反應、逆反應或從中間狀態(tài)開始）進行反應，只要達到平衡時相同組分在各混合物中的百分數(shù)（體積、物質(zhì)的量或質(zhì)量分數(shù)）相等，這樣的化學平衡即互稱為等效平衡。切記的是組分的百分數(shù)相同，包括體積分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)或質(zhì)量百分數(shù)，而不僅僅是指濃度相同，因為同一組分百分數(shù)相同時其濃度不一定相等。二、等效平衡規(guī)律規(guī)律：恒溫恒容條件下1. 恒溫恒容時，對一般的可逆反應，不同的投料方式如果根據(jù)化學方程式中計量

2、系數(shù)比換算到同一邊時，反應物（或生成物）中同一組分的物質(zhì)的量完全相同，則互為等效平衡。此時一般不考慮反應本身的特點，計算的關鍵是換算到同一邊后各組分要完全相同?！痉独?】定溫定容下，可逆反應N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)按下列四種不同投料方式達到平衡后，N2的體積分數(shù)都相等，請?zhí)顚懴旅娴目崭瘛?N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡時n（NH3）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 3 0 a等效于（投料2）/ mol： 0 等效于（投料3）/ mol： 4/3 等效于（投料4）/ mol： a b c a、b、c取值必須滿足的一般條件是（用兩個方程式表示，其中一個

3、只含a和c，另一個只含b和c）： 、 。【解答】換算的基本思路是：將最初的投料方式看成起始量，其它的投料方式看成由起始量經(jīng)過反應而得來。即根據(jù)已知的一個量求出各組分消耗或生成的量，然后由起始量減去消耗的量或加上生成的量，就可得到其它投料方式中各組分的值。N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡時n（NH3）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 3 0 a等效于（投料2）/ mol： 0 x1 y1 n1(平)等效于/ mol： 0y1/2 x13y1/2 0等效于（投料3）/ mol： x2 y2 4/3 n2(平)等效于/ mol： x2 y2 0等效于（投料4）/ mol：

4、a b c n3(平)等效于/ mol： ac/2 b3c/2 0根據(jù)換算到同一邊時，反應物（或生成物）中同一組分的物質(zhì)的量與起始量完全相同，得0y1/21，x13y1/23，得x10，y12，n1(平)a x22/31，y223，得x21/3，y21，n2(平)a ac/21，b3c/2 3，n3(平)a 。 所以a、b、c取值必須滿足的一般條件為：ac/21，b3c/23。2. 恒溫恒容時，對于反應前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應，不同的投料方式如果根據(jù)化學方程式中計量系數(shù)比換算到同一邊時，只要反應物（或生成物）中各組分的物質(zhì)的量的比例相同，即互為等效平衡。此時的反應特點是無體積變化，計算的關

5、鍵是換算到同一邊后各組分只需要物質(zhì)的量之比相同即可。在具體分析中，有兩種情況需要注意：最初投料方式與化學方程式計量系數(shù)比不一致時。【范例2】定溫定容下，可逆反應H2(g) + I2(g) 2HI(g)按下列四種不同投料方式達到平衡后，H2的體積分數(shù)都相等，請?zhí)顚懴旅娴目崭瘛2(g) + I2(g) 2HI(g) 平衡時n（HI）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 2 0 a等效于（投料2）/ mol： 0 1 等效于（投料3）/ mol： 0 1 等效于（投料4）/ mol： a b c a、b、c取值必須滿足的一般條件是 ?！窘獯稹縃2(g) + I2(g) 2HI(g) 平衡時n（

6、HI）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 2 0 a等效于（投料2）/ mol： 0 x 1 n1(平)等效于/ mol： 01/2 x1/2 0 等效于（投料3）/ mol： 0 1 y n2(平)等效于/ mol： 0y/2 1y/2 0 等效于（投料4）/ mol： a b c 等效于/ mol： ac/2 bc/2 0 根據(jù)換算到同一邊后只需要各組分物質(zhì)的量之比與起始量相同，得，x ； 平衡時： ，得n1(平)a/2 ，y2； 平衡時： ，得n2(平)a a、b、c取值必須滿足的一般條件是： ，得b2ac/2最初投料方式與化學方程式計量系數(shù)比一致時。【范例3】定溫定容下，可逆反應

7、H2(g) + I2(g) 2HI(g)按下列四種不同投料方式達到平衡后，H2的體積分數(shù)都相等，請?zhí)顚懴旅娴目崭瘛2(g) + I2(g) 2HI(g) 平衡時n（HI）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 1 0 a等效于（投料2）/ mol： 0 等效于（投料3）/ mol： 1.5 等效于（投料4）/ mol： 1 【解答】 H2(g) + I2(g) 2HI(g) 平衡時n（HI）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 1 0 a等效于（投料2）/ mol： 0 x1 y1 n1(平)等效于/ mol： 0y1/2 x1y1/2 0等效于（投料3）/ mol： x2 1.5 y

8、2 n2(平)等效于/ mol： x2y2/2 1.5y2/2 0等效于（投料4）/ mol： x3 y3 1 n3(平)等效于/ mol： x31/2 y31/2 0根據(jù)換算到同一邊后只需要各組分物質(zhì)的量之比與起始量相同，得，得x10，y10，平衡時： ，n1(平) ，得x21.5，y20，平衡時： ，得n2(平) ，得x3y30，平衡時： ，得n3(平) 由上述討論可知，最初投料方式與化學方程式計量系數(shù)比不一致時，各投料方式中的結(jié)果都是唯一值，而如果最初投料方式與化學方程式計量系數(shù)比一致時，各投料方式中的結(jié)果不一定是唯一值?！痉独?】在恒容的密閉容器中，充入2molA和1molB的氣體后發(fā)

9、生反應：2A(g)+B(g) xC(g)。達到平衡后，C的體積分數(shù)為W；若維持容器體積和溫度不變，按0.6molA、0.3molB和1.4molC為起始物質(zhì)的量，達到平衡后，C的體積分數(shù)仍為W。則x值可能為（ ）A 1 B 2 C 3 D 4【解答】此題關鍵是分析要全面。若反應前后體積不相等，則兩種投料方式換算到同一邊后各組分應完全相同（即恒溫恒容時一般可逆反應的等效平衡換算）：2A(g) + B(g) xC(g)起始量/mol： 2 1 0等效于/mol： 0.6 0.3 1.4等效于/mol： 0.61.4 0.31.4 00.61.4 2 ， 0.31.4 1，得x2若反應前后氣體體積不

10、變（即x3），等效平衡只需要兩種投料方式換算到同一邊后各組分比例相同即可（恒溫恒容時分子總數(shù)不變的可逆反應的等效平衡換算）。而1.4molC換算到反應物后，A與B的物質(zhì)的量之比為 ，與起始量的投料比相同，故x3成立。選BC。規(guī)律：恒溫恒壓條件下：在恒溫恒壓時，可逆反應以不同的投料方式進行反應，如果根據(jù)化學方程式中計量系數(shù)比換算到同一邊時，只要反應物（或生成物）中各組分的物質(zhì)的量的比例相同，即互為等效平衡。此時計算的關鍵是換算到一邊后只需比例相同即可，并對反應特點沒有要求。在具體分析中亦有兩種情況需要注意：1. 最初投料方式與化學方程式計量系數(shù)比不一致時?！痉独?】在一個盛有催化劑容積可變的密閉

11、容器中，保持一定的溫度和壓強，進行以下反應：N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)。已知加入1molN2和4molH2時，達到平衡后生成amol，在相同溫度、壓強下，保持平衡時各組分的體積分數(shù)不變。請?zhí)顚懴旅娴目崭?。N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡時n（NH3）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 4 0 a等效于（投料2）/ mol： 1.5 6 0 等效于（投料3）/ mol： 1 0.5a 等效于（投料4）/ mol： m g（g4m） 【解答】 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡時n（NH3）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 4 0 a

12、等效于（投料2）/ mol： 1.5 6 0 n1(平) 等效于（投料3）/ mol： x y 1 0.5a 等效于/ mol： x1/2 y3/2 0 等效于（投料4）/ mol： m g（g4m） z n2(平)等效于/ mol： mz/2 g3z/2 0根據(jù)換算到同一邊后只需要各組分物質(zhì)的量之比與起始量相同，得，得n1(平)1.5a ， ，得x0，y0.5，得z2（g4m），平衡時： ，得n2(平)（g3m）a2. 最初投料方式與化學方程式計量系數(shù)比一致時?！痉独?】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(g) +3H2(g) 2NH3(g)。已知

13、加入1molN2和3molH2時，達到平衡后生成amol，在相同溫度、壓強下，保持平衡時各組分的體積分數(shù)不變。請?zhí)顚懴旅娴目崭?。N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡時n（NH3）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 3 0 a等效于（投料2）/ mol： 2 6 等效于（投料3）/ mol： 1 等效于（投料4）/ mol： a b c a、b、c取值要滿足的條件是： 【解答】 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡時n（NH3）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 3 0 a等效于（投料2）/ mol： 2 6 x n1(平)等效于/ mol： 2x/2 6

14、3x/2 0等效于（投料3）/ mol： y z 1 n2(平)等效于/ mol： y1/2 z3/2 0等效于（投料4）/ mol： m n q n3(平)等效于/ mol： mq/2 n3q/2 0根據(jù)換算到同一邊后只需要各組分物質(zhì)的量之比與起始量相同，得，得x0，平衡時： ，得n1(平) ，得z3y，y0，平衡時： ，得n2(平) ，得n3m，m0，q0，平衡時： ，得n3(平) a、b、c取值要滿足的條件是：n3m，m0，q0。由上述討論可知，最初投料方式與化學方程式計量系數(shù)比不一致時，各投料方式中的結(jié)果都是唯一值，而如果最初投料方式與化學方程式計量系數(shù)比一致時，各投料方式中的結(jié)果不一

15、定是唯一值?！痉独?】（2003年江蘇卷）:恒溫、恒壓下，在一個可變?nèi)莘e的容器中發(fā)生如下反應：A(g)+B(g) C(g)(1)若開始時放入1molA和1molB，達到平衡后，生成a molC，這時A的物質(zhì)的量為 mol(2)若開始時放入3molA和3molB，到達平衡后，生成C的物質(zhì)的量為 mol(3)若開始時放入x molA、2 molB和1 molC，到達平衡后，A和C的物質(zhì)的量分別是ymol和3amol，則x mol，y mol。平衡時，B的物質(zhì)的量 。甲：大于2mol 乙：等于2mol丙：小于2mol ?。嚎赡艽笥凇⒌扔诨蛐∮?mol做出此判斷的理由是 (4)若在(3)的平衡混合物中

16、再加入3molC，待再次達到平衡后C的物質(zhì)的量分數(shù)是 。：若維持溫度不變，在一個與（）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1molA和1molB到達平衡后生成bmolC。將b與(1)小題中的a進行比較 。甲：ab 乙：ab丙：ab ?。翰荒鼙容^a和b的大小做出此判斷的理由是 ?！窘馕觥亢銣睾銐合拢?A(g) + B(g) C(g) 平衡時n（C）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 1 0 a等效于（投料2）/ mol： 3 3 0 x （1）根據(jù)方程式可算出n（A）（1a）。（2）恒溫恒壓時與（1）為等效平衡。設平衡時生成C的物質(zhì)的量為xmol，根據(jù) ，得

17、x3a。（3） A(g) + B(g) C(g) 平衡時n（C）/mol起始量（投料3）/ mol： x 2 1 3a等效于/ mol： x1 21 0 3a等效于（投料2）/ mol： 3 3 0 3a平衡時 33a 33a 3a故x13，x2。平衡時A的物質(zhì)的量y33a，B的物質(zhì)的量也為33a，由于不知道a的大小，所以無法判斷33a與2的大小關系，故選丁。（4）恒溫恒壓時再投入3molC，換算至反應物后各組分的比值沒變，與前面的（1）、（2）、（3）都互為等效平衡，C的物質(zhì)的量分數(shù)不變，即可用最簡潔的（1）中投料方式計算C的物質(zhì)的量分數(shù)：（5）起始量A、B的物質(zhì)的量雖與（1）中相同，但（1）是恒壓情況，該反應又是體積