等效平衡的解題方法

1、“等效平衡等效平衡” ” 的解題方法的解題方法金陵中學(xué) 陳益 高三化學(xué)復(fù)習(xí)基礎(chǔ)回顧基礎(chǔ)回顧教材教材P39-40CO+ H2O(g) CO2+H2將將0.01 molCO和和0.01 mol H2O(g)通入容積為通入容積為1L的的密閉容器里，在催化劑存在的條件下加熱到密閉容器里，在催化劑存在的條件下加熱到800，結(jié)，結(jié)果生成了果生成了0.005 mol CO2和和0.005 mol H2，而反應(yīng)物，而反應(yīng)物CO和和H2O(g)各剩余各剩余0.005 mol。如果溫度不變，反應(yīng)無論。如果溫度不變，反應(yīng)無論進(jìn)行多長時(shí)間，容器里混合氣體中各種氣體的濃度都進(jìn)行多長時(shí)間，容器里混合氣體中各種氣體的濃度都

2、不再發(fā)生變化。不再發(fā)生變化。實(shí)驗(yàn)證明，如果不是從實(shí)驗(yàn)證明，如果不是從CO和和H2O(g)開始反應(yīng)，而開始反應(yīng)，而是各取是各取0.0l molCO2和和0.0l mol H2，以相同的條件進(jìn)行，以相同的條件進(jìn)行反應(yīng)，生成反應(yīng)，生成CO和和H2O(g)，當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，反，當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)混合物里應(yīng)混合物里CO、H2O(g)、CO2、H2各為各為0.005 mol，其，其組成與前者完全相同。組成與前者完全相同。催化劑催化劑高溫高溫CO+ H2O(g) CO2+H2催化劑催化劑高溫高溫起始起始(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化學(xué)平衡的建立與途徑無關(guān)，即可逆化學(xué)平衡的建立與途徑無關(guān)，即可逆反應(yīng)從反應(yīng)物方向開始，還是從生成物方反應(yīng)從反應(yīng)物方向開始，還是從生成物方向開始，只要條件不變，都可以達(dá)到同一向開始，只要條件不變，都可以達(dá)到同一平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)。在一定條件下在一定條件下(定溫、定容或定溫、定定溫、定容或定溫、定壓壓)的可逆反應(yīng)，當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，同種的可逆反應(yīng)，當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的濃

4、度相同，這樣的平衡稱為物質(zhì)的濃度相同，這樣的平衡稱為等同等同平平衡；同種物質(zhì)的含量（物質(zhì)的量或氣體體衡；同種物質(zhì)的含量（物質(zhì)的量或氣體體積或質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）相同，這樣的平衡稱為積或質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）相同，這樣的平衡稱為等效等效平衡。平衡。例在一定溫度下，把例在一定溫度下，把2 mol SO2和和1 mol O2通入一通入一個(gè) 一 定 容 積 的 密 閉 容 器 里 ， 發(fā) 生 如 下 反 應(yīng) ：個(gè) 一 定 容 積 的 密 閉 容 器 里 ， 發(fā) 生 如 下 反 應(yīng) ：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度，當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，反應(yīng)混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)?，F(xiàn)在該容器中時(shí)

5、，反應(yīng)混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)。現(xiàn)在該容器中，維持溫度不變，令，維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始加入的分別代表初始加入的SO2、O2和和SO3的物質(zhì)的量。如果的物質(zhì)的量。如果a、b、c取不同的值，它取不同的值，它們必須滿足一定的關(guān)系，才能保證達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)們必須滿足一定的關(guān)系，才能保證達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)混合物中三種氣體的混合物中三種氣體的物質(zhì)的量物質(zhì)的量仍與上述平衡時(shí)仍與上述平衡時(shí)完全相完全相同同。填寫下列空白：。填寫下列空白： （1）若）若a=0,b=0,則則c= 。（2）若）若a=0.5，則，則b= ,c= 。（3）a、b、c取值滿足的一般條件是（用兩個(gè)方程式取值滿足的一般條件是（用

6、兩個(gè)方程式表示，其中一個(gè)只含表示，其中一個(gè)只含a和和c，另一個(gè)只含，另一個(gè)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 對(duì)于一般可逆反應(yīng)，在定溫定容條件下，對(duì)于一般可逆反應(yīng)，在定溫定容條件下，只改變起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，如通只改變起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，如通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成同一過可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成同一半邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同，則半邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同，則兩平衡等同。兩平衡等同。 轉(zhuǎn)化思想：轉(zhuǎn)化思想：把各物質(zhì)都有的起始狀態(tài)轉(zhuǎn)化為只把各物質(zhì)都有的起始狀態(tài)轉(zhuǎn)化為只有反應(yīng)物或只有生成物的起始狀態(tài)有反應(yīng)物或

8、只有生成物的起始狀態(tài) ，從，從而使問題變得單一和明了。而使問題變得單一和明了。 練習(xí)練習(xí)1 將將2 mol SO2和和2 mol SO3氣體混合于某固氣體混合于某固定體積的密閉容器中，在一定條件下反應(yīng)：定體積的密閉容器中，在一定條件下反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)達(dá)平衡。平衡時(shí)達(dá)平衡。平衡時(shí)SO3為為w mol。相同溫度下，分別按下列配比在相同。相同溫度下，分別按下列配比在相同體積的容器中反應(yīng)，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，體積的容器中反應(yīng)，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，SO3物質(zhì)的物質(zhì)的量仍為量仍為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 練習(xí)練習(xí)2 某恒溫恒壓下，向可變?nèi)莘e的密閉容器某恒溫恒壓下，向可變?nèi)莘e的密閉容器中充入中充入3 L

10、 A和和2 L B，發(fā)生如下反應(yīng)：，發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g)+2B(g) xC(g)+yD(g)達(dá)到平衡時(shí)，達(dá)到平衡時(shí)，C的體積分?jǐn)?shù)為的體積分?jǐn)?shù)為w%，若維持溫度，若維持溫度、壓強(qiáng)不變，將、壓強(qiáng)不變，將0.6 L A、0.4 L B，4 L C、0.8 L D作為起始物質(zhì)充入密閉容器中，達(dá)到平衡時(shí)作為起始物質(zhì)充入密閉容器中，達(dá)到平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)仍為的體積分?jǐn)?shù)仍為w%，則，則x，y的值分別為（的值分別為（ ）A.x=3,y=1 B.x=4,y=1 C.x=5,y=1 D.x=2,y=3 假設(shè)假設(shè)4 L C和和0.8 L D完全轉(zhuǎn)化為完全轉(zhuǎn)化為A、B，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)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北京理綜）北京理綜）在一定溫度下，一在一定溫度下，一定體積的密閉容器中有如下平衡：定體積的密閉容器中有如下平衡： H2(g)+I2(g) 2HI(g) 已知已知H2和和I2的起始濃度均為的起始濃度均為0.10 molL1時(shí)，達(dá)平衡時(shí)時(shí)，達(dá)平衡時(shí)HI的濃度為的濃度為0.16 molL1。若。若H2和和I2的起始濃度均變?yōu)榈钠鹗紳舛染優(yōu)?.20 molL1，則平衡時(shí)，則平衡時(shí)H2的濃度（的濃度（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的起始濃度均為的起始濃度均為0.10 molL1時(shí)時(shí) H2(g) + I2(g) 2HI(g) 起始：起始：0.10 molL1 0.10 molL1 0 變化：變化：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起始起始體積體積

13、平衡平衡體積體積起始起始2體積體積1/2平衡平衡2體積體積1/2H2(g) + I2(g) 2HI(g) 若若H2和和I2的起始濃度均增加一倍，即為的起始濃度均增加一倍，即為0.02molL1時(shí)，則平衡時(shí)時(shí)，則平衡時(shí)H2和和I2的的濃度也應(yīng)的的濃度也應(yīng)增加一倍，即為：增加一倍，即為：0.02molL12=0.04molL1。故選。故選C。答案答案 C 例例3 （2004天津理綜）天津理綜）一定條件下，向一帶一定條件下，向一帶活塞的密閉容器中充入活塞的密閉容器中充入2molSO2和和1mol O2，發(fā)，發(fā)生下列反應(yīng)：生下列反應(yīng)：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）達(dá)到平衡后改變下述條件，）

14、達(dá)到平衡后改變下述條件，SO3氣體平衡濃氣體平衡濃度度不改變不改變的是的是A. 保持溫度和容器體積不變，充入保持溫度和容器體積不變，充入1mol SO3（g）B. 保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入1mol SO3（g）C. 保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入1mol O2（g）D. 保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入1mol Ar（g）n(SO2)=2n(O2)=1起始起始體積體積平衡平衡體積體積起始起始2體積體積1.5平衡平衡2體積體積1.5n(SO2)=xn(O2)=yn(SO3)=zn(SO2)=3n(O2)

15、=1.5n(SO2)=1.5xn(O2)=1.5yn(SO3)=1.5z平衡平衡體積體積2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g) n(SO2)1.5xn(O2)1.5zA. 保持溫度和容器體積不變，充入保持溫度和容器體積不變，充入1mol SO3（g）恒壓恒壓恒壓恒壓壓縮壓縮n(SO2)=2n(O2)=1起始起始體積體積平衡平衡體積體積起始起始2體積體積1.5平衡平衡2體積體積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. 保持溫度和容器

16、內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入1mol SO3（g）恒壓恒壓恒壓恒壓n(SO2)=xn(O2)=yn(SO3)=z平衡平衡體積體積2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g) C. 保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入1mol O2（g）n(SO2)=xn(O2)=yn(SO3)=z平衡平衡體積體積2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g) D. 保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入1mol Ar（g）n(SO2)xn(O2)yn(SO3)0，達(dá)到平衡，達(dá)到平衡時(shí)，時(shí)，VA=1.2aL。則：。則： (1)反應(yīng)開始時(shí)，反應(yīng)開始時(shí)，

17、B容器中化學(xué)反應(yīng)速率容器中化學(xué)反應(yīng)速率_A容器容器中的化學(xué)反應(yīng)速率中的化學(xué)反應(yīng)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的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為_，且，且B容器中容器中X的的轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率_A容器中容器中X的轉(zhuǎn)化率；的轉(zhuǎn)化率；(填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)； (3)打開打開K一段時(shí)間達(dá)到新平衡時(shí)，一段時(shí)間達(dá)到新平衡時(shí)，A的體積為的體積為_(連通管中氣體體積不計(jì)連通管中氣體體積不計(jì)) 。ABX(g)+Y(g) 2Z(g)+W (g)； H 0，起始： 1molX，1molY2molX，2molY( 1 ) 反 應(yīng) 開 始 時(shí) ，反 應(yīng) 開 始 時(shí)

18、 ， B 容 器 中 化 學(xué) 反 應(yīng) 速 率容 器 中 化 學(xué) 反 應(yīng) 速 率_A容器中的化學(xué)反應(yīng)速率容器中的化學(xué)反應(yīng)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的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為_，且，且B容器容器中中X的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率_A容器中容器中X的轉(zhuǎn)化率；的轉(zhuǎn)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)打開打開K一段時(shí)間達(dá)到新平衡時(shí)，一段時(shí)間達(dá)到新平衡時(shí)，A的體積為的體積為_(連通管中氣體體積不計(jì)連通管中氣體體積不計(jì)) 。2.6L練習(xí)練習(xí) （2003全國化學(xué)）全國化學(xué)）I恒溫、恒壓下，在一個(gè)可變?nèi)莘e恒溫、恒壓下，在一個(gè)可變?nèi)莘e的容器中發(fā)生如下發(fā)應(yīng)：的容器中發(fā)生如下發(fā)應(yīng)：A（氣）（氣）B（氣）（氣） C（氣）（氣）（1）若開始時(shí)放入）若開始時(shí)放入1molA和和1molB，到達(dá)平衡后，生成，到達(dá)平衡后，生成a molC，這時(shí)，這時(shí)A的物質(zhì)的量為的物質(zhì)的量為 mol。（2）若開始時(shí)放入）若開始時(shí)放入3molA和和3molB，到達(dá)平衡后，生成，到達(dá)平衡后，生成C

20、的物質(zhì)的物質(zhì)的量為的量為 mol。（3）若開始時(shí)放入）若開始時(shí)放入x molA，2molB和和1molC，到達(dá)平衡后，到達(dá)平衡后，A和和C的物質(zhì)的量分別是的物質(zhì)的量分別是y mol和和3a mol，則，則x mol，y mol。平衡時(shí)，平衡時(shí)，B的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量 （選填一個(gè)編號(hào)）（選填一個(gè)編號(hào)）（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（?。┛赡艽笥?、等于或小于2mol作出此判斷的理由是作出此判斷的理由是 。（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，待再次到達(dá)平衡，待再次到達(dá)平

21、衡后，后，C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是 。n(A)=1n(B)=1等溫（等溫（T）等壓（等壓（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等溫（等溫（T）等壓（等壓（p）起始起始平衡平衡A(g)+B(g) C(g)（3）到達(dá)平衡后，）到達(dá)平衡后，C的物質(zhì)的量是的物質(zhì)的量是3a mol，則當(dāng)，則當(dāng)C起始起始物質(zhì)的量為物質(zhì)的量為0時(shí)，時(shí)，A、B起始物質(zhì)的量應(yīng)分別為起始物質(zhì)的量應(yīng)分別為3mol。 A（氣）（氣） B（氣）（氣） C（氣）（氣） 開始開始(mol) x 2 1 開始開始(mol) x1=

22、3 3 0 平衡平衡(mol) y 33a 3a即即x=2，y=33a 提示：將（提示：將（2）的結(jié)論逆用，平衡時(shí)）的結(jié)論逆用，平衡時(shí)C為為3a mol，即，即相當(dāng)于開始時(shí)放入相當(dāng)于開始時(shí)放入3molA和和3molB。若若3a1，B的物質(zhì)的量小于的物質(zhì)的量小于2mol；若，；若，B的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量等于等于2mol；若；若3a1，B的物質(zhì)的量大于的物質(zhì)的量大于2mol，故選丁，故選丁。（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，平衡狀態(tài)與（，平衡狀態(tài)與（1）、（）、（2）、（）、（3）相同，相同，C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)可由（的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)可由（1）計(jì)算，）計(jì)算，得得 。 aa2II若維持溫度不變，在一個(gè)與（若維持溫度不變，在一個(gè)與（1）反應(yīng)前起）反應(yīng)前起始體積相同、且容積固定的容器中發(fā)生上述反始體積相同、且容積固定的容器中發(fā)生上述反應(yīng)。應(yīng)。（5）開始時(shí)放入）開始時(shí)放入1molA和和1molB到達(dá)平衡后生