化學(xué)選修四-等效平衡

1、化學(xué)選修四-等效平衡 在一定條件下的同一可逆反應(yīng)，只要起始濃度相當(dāng)，則達(dá)到平衡后，同一組分的體積分?jǐn)?shù)(或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))均，這樣的化學(xué)平衡互稱等效平衡。 等效平衡的含義恒溫恒容or恒溫恒壓轉(zhuǎn)化成同一邊的物質(zhì)，或等效平衡的分類全同平衡 等比平衡 1全同平衡定義： 一定條件下從不同起始投料進(jìn)行的同一可逆反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)混合物各物質(zhì)的物質(zhì)的量、質(zhì)量、體積（氣體）、以及物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)甚至化學(xué)反應(yīng)速率均相同的兩個(gè)或兩個(gè)以上的平衡狀態(tài)互稱為全同平衡狀態(tài)，簡稱全同平衡。形成條件： 相同條件下（恒溫、恒容或恒溫、恒壓），對(duì)于任意可逆反應(yīng)，無論起始投料如何，只要按化學(xué)方程式中的系數(shù)關(guān)系折算

2、成同一邊的物質(zhì)，各相同組份的物質(zhì)的 量對(duì)應(yīng)相等即可形成全同平衡。 Eg1:在一定溫度下的某體積恒定密閉容器中,從4個(gè)不同途徑建立下列可逆反應(yīng)的平衡狀態(tài): N2 + 3H2 = 2NH3 (1) 1mol 3mol 0mol (2) 0mol 0mol 2mol (3) 0.5mol 1.5mol 1mol (4) xmol ymol zmol 如果 : x+z/2=1; y+3z/2=3.Eg2:在一定溫度下的某體積恒定密閉容器 中,從4個(gè)不同途徑建立下列可逆反應(yīng)的平衡狀態(tài): H2 + I2 = 2HI (1) 1mol 1mol 0mol (2) 0mol 0mol 2mol (3) 0.5

3、mol 0.5mol 1mol (4) xmol ymol zmol 如果: x+z/2=1; y+z/2=1返回2等比平衡定義： 一定條件下從不同起始投料開始的同一可逆反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)（氣體）對(duì)應(yīng)相等，這樣的兩個(gè)或兩個(gè)以上的平衡狀態(tài)互稱為等比平衡狀態(tài)，簡稱等比平衡。等比平衡的分類類：類：形成條件： 同溫、同容（恒溫、恒容）時(shí)，對(duì)于氣體體積反應(yīng)前后不變的同一可逆反應(yīng)，無論起始投料如何，只要按系數(shù)關(guān)系折算成同一邊的物質(zhì)，同一邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比對(duì)應(yīng)相同即可形成等比平衡。如果：(x+z/2):(y+z/2)= 1:1Eg1:在一定溫度下的某體積恒定密閉容器中

4、,從4個(gè)不同途徑建立下列可逆反應(yīng)的平衡狀態(tài): H2 + I2 = 2HI(1) 1mol 1mol 0mol(2) 0mol 0mol 4mol(3) 1mol 1mol 4mol(4) xmol ymol zmol返回形成條件： 同溫、同壓（恒溫、恒壓）時(shí)，對(duì)于任意可逆反應(yīng)，無論起始投料如何，只要按系數(shù)關(guān)系折算成同一邊的物質(zhì)，同一邊的物質(zhì)物質(zhì)的量之比對(duì)應(yīng)相等，即可形成等比平衡。Eg1:在一定溫度下的某壓強(qiáng)恒定密閉容器中,從4個(gè)不同途徑建立下列可逆反應(yīng)的平衡狀態(tài):N2 + 3H2 = 2NH31mol 3mol 0mol 0mol 0mol 4mol1mol 3mol 4molX mol y

5、mol z mol如果：(x +z/2 ) :(y + 3z/2) = 1:3Eg2: 在一定溫度下的某壓強(qiáng)恒定密閉容器中,從4個(gè)不同途徑建立下列可逆反應(yīng)的平衡狀態(tài):I2 + H2 = 2HI(1) 1mol 1mol 0mol(2) 0mol 0mol 4mol(3) 1mol 1mol 4mol(4) xmol ymol zmol如果：(x+z/2):(y+z/2)=1:1經(jīng)驗(yàn)規(guī)律： 若兩個(gè)或兩個(gè)以上的平衡狀態(tài)中，只要有一種物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)（氣體）其中一個(gè)對(duì)應(yīng)相等，這樣的兩個(gè)或兩個(gè)以上的平衡狀態(tài)互稱為等效平衡，至于是等效平衡中的全同平衡還是等比平衡，可以參照全同、等比

6、平衡形成條件來判定。例題評(píng)講：例1、在一定溫度下，將2mol N2和6mol H2充入固定容積的密閉容器中，發(fā)生 N2(g)3H2(g) 2NH3(g)，達(dá)到化學(xué)平衡后，若保持溫度不變，令a、b、c分別為N2、H2、NH3的物質(zhì)的量，重新建立平衡，混合物中個(gè)物質(zhì)的量仍和上述平衡相同，填空 、若a=0，b=0，則c= 、若a=1， c =2，則 b = 、若a、 b 、 c取值必須滿足的一般條件為（用兩個(gè)式子表示，一個(gè)只含a和c，一個(gè)只含b和c 、 4 3a+c/2 = 2b+3c/2 = 6例2、在一個(gè)固定容積的密閉容器中，加入2molA和1molB，發(fā)生 2A(g)B (g) 3C(g) +

7、D(g) ，達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，C的濃度為w mol/L。若保持溫度容積不變，改變起始物質(zhì)的用量，達(dá)到平衡后，C的濃度仍為 w mol/L的是（ ）A.4molA+2molB B.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC.3molC+1molD+1molB D.3molC+1molDB、D例3、溫度壓強(qiáng)不變時(shí)，將1molN2和4molH2充入一個(gè)裝有催化劑容積可變的密閉容器中，發(fā)生N2(g)3H2(g) 2NH3(g)，達(dá)到化學(xué)平衡后生成a mol的NH3，在相同溫度和壓強(qiáng)下，保持平衡時(shí)各組分的體積分?jǐn)?shù)不變，填表： 已知 編號(hào)起始物質(zhì)的量（mol）平衡時(shí)NH3的量 molN2H

8、2NH3140a1.56010.5a m n(n4m)1.5a00.52(n-4m)(n-3m)a1.某溫度下，在一容積可變的容器中，反應(yīng)2A(g)B(g) 2C(g)達(dá)到平衡時(shí)，A、B和C的物質(zhì)的量分別為4mol、2mol和4mol。保持溫度和壓強(qiáng)不變，對(duì)平衡混合物中三者的物質(zhì)的量做如下調(diào)整，可使平衡右移的是( ) A均減半 B均加倍 C均增加1mol D均減少1molC挑戰(zhàn)題2. （98全國）體積相同的甲、乙兩個(gè)容器中，分別都充有等物質(zhì)的量的SO2和O2，在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)：2SO2+O2 2SO3，并達(dá)到平衡。在這過程中，甲容器保持體積不變，乙容器保持壓強(qiáng)不變，若甲容器中SO2的轉(zhuǎn)化率

9、為p%，則乙容器中SO2的轉(zhuǎn)化率( )A、等于p% B、大于p% C、小于p% D、無法判斷B3、在一定溫度下，把1 mol CO和2 mol H2O通入一個(gè)密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：CO(g)+H2O (g) CO2(g)+H2(g)，一定時(shí)間后達(dá)到平衡，此時(shí)，CO的含量為p%，若維持溫度不變，改變起始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，平衡時(shí)CO的含量仍為p%的是（ ） A.1molCO 、2molH B. 0.2molCO 、0.2molH 0.8molCO 、 1.8molH2O C.1molCO、1molH2O D.1molCO 、1molH 、1molH2OB、D4.將2mol SO2氣體和2mo

10、l SO3氣體混合于固定體積的密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應(yīng): 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)。達(dá)到平衡時(shí)SO3為n mol。在相同溫度下，分別按下列配比在相同密閉容器中放入起始物質(zhì)，平衡時(shí)SO3等于n mol的是( )2+0.3molO2+0.4molSO3 B.4molSO2+1molO2C.2molSO2+1molO2+2molSO3 D.3molSO2+1molO2+1molSO3B5、在一固定容積的密閉容器中，2molA和1molB在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)，達(dá)平衡時(shí)，c(C)=mol/L。若在同一容器，保持溫度不變，按下列配比

11、進(jìn)行反應(yīng)，仍可使平衡時(shí)c(C)= mol/L的是（ ）A、3molA+2molB B、3molC+1molDC、2molA+1molB+3molC+1molDD、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDD6、在一個(gè)固定體積的密閉容器內(nèi)，保持一定的溫度發(fā)生以下反應(yīng)：H2+Br22HBr。已知加入1molH2和2molBr2 時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)生成amolHBr。在相同條件下，且保持平衡時(shí)的各物質(zhì)的百分含量相同，則填寫下列空白： 編號(hào)起始狀態(tài)（mol）平衡HBr物質(zhì)的量(mol)H2Br2HBr已知120a24010.5amn（n2m）2a00.50ma7、在一固定容積的密閉容器中

12、充入2molA和1molB，發(fā)生反應(yīng)： 2A(g)+B(g) xC(g),達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?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)，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)仍為W%，則x值為（ ） A、1 B、2 C、3 D、4BC8、在恒溫、恒壓的條件下，向可變?nèi)莘e的密閉容器中充入3LA和2LB，發(fā)生如下反應(yīng)： 3A（氣）+2B（氣） xC（氣）+yD(氣）達(dá)到平衡時(shí)，C的體積分?jǐn)?shù)為m%。若維持溫度壓強(qiáng)不變，將0.6LA、0.4LB 、4LC、0.8LD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m%,則的值分別為( ) A x=3 y=

13、1 B x=4 y=1 C x=5 y =1 D x=10 y=2 CD9、在一定條件下，A B+C(A、B、C均為氣態(tài)) 可發(fā)生如下反應(yīng)：若已知平衡時(shí)所得混合氣體對(duì)H2的相對(duì)密度為4.25，則可推知A的相對(duì)分子質(zhì)量可能為（ ）A8.5 B17C16D34C10、將1mol SO2和1mol O2通入密閉容器中，在一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡，平衡體系中有SO3 0.3mol，此時(shí)若移走0.5mol O2和0.5 mol SO2，則反應(yīng)達(dá)到新平衡時(shí)SO3的物質(zhì)的量為( ) A、 0.3mol B、 0.15mol C、 小于0.15mol D、 大于0.15mol，小于0.3mol D11、在一定溫

14、度下，把2 mol SO2和1 mol O2通入一個(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，維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始加入的SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量。如果a、b、c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)混合物中三種氣體的物質(zhì)的量仍與上述平衡時(shí)完全相同。填寫下列空白： （1）若a=0,b=0,則c= 。（2）若a=0.5，則b= ,c= 。（3）a、b、c取值滿足的一般條件是（用兩個(gè)方程式表示，其中一個(gè)只含a和c，另一個(gè)只含b和c） 、 。練習(xí)1

15、將2 mol SO2和2 mol SO3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)：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)達(dá)平衡。平衡時(shí)SO3為w mol。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)，SO3物質(zhì)的量仍為w mol的是（ ）A.2 mol SO2+1 mol O2 B. 4 mol SO2+1 mol O2C. 2 mol SO2+1 mol O2+2 mol SO3 D. 3 mol SO2+1.5 mol O2+1 mol SO3練習(xí)2 某恒溫恒壓下，向可變?nèi)莘e的密閉容器中充入3 L A和2 L B，發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g)+2B(g) xC(

16、g)+yD(g)達(dá)到平衡時(shí)，C的體積分?jǐn)?shù)為w%，若維持溫度、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)C的體積分?jǐn)?shù)仍為w%，則x，y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 例2 （2004北京理綜）在一定溫度下，一定體積的密閉容器中有如下平衡： H2(g)+I2(g) 2HI(g) 已知H2和I2的起始濃度均為0.10 molL1時(shí)，達(dá)平衡時(shí)HI的濃度為0.16 molL1。若H2和I2的起始濃度均變?yōu)?.20 molL1，則平衡時(shí)H2的濃度（molL1）是（ ） A.

17、0.16 B. 0.08 C. 0.04 D. 0.02例3 （2004天津理綜）一定條件下，向一帶活塞的密閉容器中充入2molSO2和1mol O2，發(fā)生下列反應(yīng)：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）達(dá)到平衡后改變下述條件，SO3氣體平衡濃度不改變的是（ ）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1mol SO3（g）C. 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1mol Ar（g）練習(xí)如圖所示，向A中充入1mol X和lmo1 Y，向B中充入2mol X和2mol Y，起始Va=Vb=a L，

18、在相同溫度和有催化劑的條件下，兩容器中各自發(fā)生下列反應(yīng)：X(g)+Y(g) 2Z(g)+W (g)； H 0，達(dá)到平衡時(shí)，VA=1.2aL。則： (1)反應(yīng)開始時(shí)，B容器中化學(xué)反應(yīng)速率_A容器中的化學(xué)反應(yīng)速率(填“大于”、“小于”或“等于”)；(2)A容器中X的轉(zhuǎn)化率為_，且B容器中X的轉(zhuǎn)化率_A容器中X的轉(zhuǎn)化率；(填“大于”、“小于”或“等于”)； (3)打開K一段時(shí)間達(dá)到新平衡時(shí)，A的體積為_(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)，B容器中化學(xué)反應(yīng)速率_A容器中的化學(xué)反應(yīng)速率(

19、填“大于”、“小于”或“等于”)；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X的轉(zhuǎn)化率為_，且B容器中X的轉(zhuǎn)化率_A容器中X的轉(zhuǎn)化率；(填“大于”、“小于”或“等于”)； 40大于ABX(g)+Y(g) 2Z(g)+W (g)； H 0，起始：1molX，1molY2molX，2molY平衡：AB3.6aL (3)打開K一段時(shí)間達(dá)到新平衡時(shí)，A的體積為_(連通管中氣體體積不計(jì)) 。2.6L練習(xí) （2003全國化學(xué)）I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)：A（氣）B（氣） C（氣）

20、（1）若開始時(shí)放入1molA和1molB，到達(dá)平衡后，生成a molC，這時(shí)A的物質(zhì)的量為 mol。（2）若開始時(shí)放入3molA和3molB，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 molA，2molB和1molC，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2 mol （乙）等于2 mol（丙）小于2 mol （?。┛赡艽笥凇⒌扔诨蛐∮?mol作出此判斷的理由是 。（4）若在（3）的平衡混合物中再加入3molC，待再次到達(dá)平衡后，C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是 。練習(xí)5 在一密閉容器中，保持一

21、定溫度，進(jìn)行如下反應(yīng)：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。已知加入lmolN2和3mol H2，在恒壓條件下，達(dá)至平衡時(shí)生成amol NH3，見下表中編號(hào)(1)的一行；在恒容條件下，達(dá)到平衡時(shí)生成bmolNH3見下表中編號(hào)(4)的行。若相同條件下，達(dá)到平衡時(shí)混合物中各組分的百分含量不變，請(qǐng)?zhí)羁眨?例5在一定溫度下，將2mol N2和6mol H2充入固定容積的密閉容器中，發(fā)生N2(g)3H2(g) 2NH3(g)，達(dá)到化學(xué)平衡后，若保持溫度不變，令a、b、c分別為N2、H2、NH3的物質(zhì)的量，重新建立平衡，混合物中個(gè)物質(zhì)的量仍和上述平衡相同，請(qǐng)?zhí)羁眨?（1）若a=0，b=0，則c= 。

22、（2）若a=1， c =2，則 b =。 （3）若a、 b 、 c取值必須滿足的一般條件為（用兩個(gè)式子表示，一個(gè)只含a和c，一個(gè)只含b和c 、 。4 3a+c/2 = 2b+3c/2 = 6變式練習(xí)1在一個(gè)固定容積的密閉容器中，加入2molA和1molB，發(fā)生 2A(g)B (g) 3C(g) +D(g) ，達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，C的濃度為pmol/L。若保持溫度容積不變，改變起始物質(zhì)的用量，達(dá)到平衡后，C的濃度仍為pmol/L的是（ ）。A.4molA+2molB B.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC.3molC+1molD+1molA D.3molC+1molDBD變

23、式練習(xí)2在一定溫度下，把1 mol CO和2 mol H2O通入一個(gè)密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：CO(g) + H2O (g) CO2(g)+H2(g)，一定時(shí)間后達(dá)到平衡，此時(shí)，CO 的物質(zhì)的量為nmol，若維持溫度不變，改變起始加入 物質(zhì)的物質(zhì)的量，平衡時(shí)CO物質(zhì)的量仍為nmol的 是（ ）。A.1molCO 、2molH B. 0.2molCO、0.2molH、0.8molCO 、1.8molH2OC.1molCO、1molH2OD.1molCO 、1molH 、1molH2OBD2.恒溫、恒容時(shí)，反應(yīng)前后氣體體積不變（等計(jì)量系數(shù)）的可逆反應(yīng)，只要反應(yīng)物（或生成物）的物質(zhì)的量比例與起始狀態(tài)

24、相等，則二平衡等效。3.恒溫、恒壓時(shí)，改變起始加入量，只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成平衡式左右兩邊同一邊物質(zhì)的量之比與原狀態(tài)相同，則二平衡等效。例6在溫度、壓強(qiáng)不變時(shí)，將1molN2和4molH2充入一個(gè)裝有催化劑容積可變的密閉容器中，發(fā)生:N2(g)3H2(g) 2NH3(g)， 達(dá)到化學(xué)平衡后生成a mol的NH3，在相同溫度和壓強(qiáng)下，保持平衡時(shí)各組分的體積分?jǐn)?shù)不變，填表： 已知 編號(hào)起始物質(zhì)的量（mol）平衡時(shí)NH3的量 (mol)N2H2NH3140a1.5601 0.5a m n(n4m)1.5a00.52(n-4m)(n-3m)aN2 + 3H2 2NH3mn2xm+ xn+3x0:(m+

25、 x)(n +3x)=1:4n +3x = 4m+ 4xx = n - 4m2x = 2（n-4m）m + x = m + (n-4m) = n - 3m相當(dāng)于 140a平衡時(shí)NH3（m+X）a變式練習(xí)3某溫度下，向某密閉容器中加入1molN2和3molH2,使之反應(yīng)合成NH3，平衡后測(cè)得NH3的體積分?jǐn)?shù)為m。若T不變，只改變起始加入量，使之反應(yīng)平衡后NH3的體積分?jǐn)?shù)仍為m，若N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示應(yīng)滿足：（1）恒定T、V： 若X=0，Y=0，則Z= 。 若X=0.75，Y= ，Z= 。 X、Y、Z應(yīng)滿足的一般條件 是 、 。2mol2.25mol0.5molY + 3Z/2 = 3X + Z/2 = 1（2）恒定T、P： 若X=0、Y=0，則Z 。 若X=0.75,則Y ，Z 。 X、Y、Z應(yīng)滿足的一般條件是 。0=2.25mol0Y=3X，Z0變式練習(xí)5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) 若開始時(shí)放入1molA和1molB，到達(dá)平衡后，生成amolC，這時(shí)A的物質(zhì)的量為