等效平衡問題及解題技巧

4/6專題一、等效平衡問題定義：在相同條件下（定溫定容或定溫定壓），對同一可逆反應，由于起始有關物質(zhì)的量“相當”，無論從正反應開始還是從逆反應開始，均可達到平衡，且任何組分的含量（通常為百分含量）相同，這樣的平衡互稱為等效平衡。等效平衡的類型及建立等效平衡的條件規(guī)律一:恒溫恒容條件下,對于任何(無論反應前后氣體分子數(shù)是否相同)可逆反應,如果起始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同,按化學方程式中的化學計量關系換算成同一方向的物質(zhì)(即“一邊倒”)后,各組分的物質(zhì)的量與原平衡相同,則兩平衡等效,平衡時,同種組分的體積分數(shù)、物質(zhì)的量濃度、物質(zhì)的量均相同（也可叫全等平衡）。如:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)起始=1\*GB3①mmolnmol00起始=2\*GB3②00pmolqmol上述兩種情況投料不同,但是將=2\*GB3②中投料“左邊倒”后,四種物質(zhì)的物質(zhì)的量均同=1\*GB3①相同,因此兩種情況可達到等效平衡，平衡時，同種組分（如A）的體積分數(shù)、物質(zhì)的量濃度、物質(zhì)的量均相同。例1.在一固定體積的密閉容器中通入2molA和1molB發(fā)生反應2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)反應達到平衡時，測得C的物質(zhì)的量濃度為wmol/L.若維持容器的容積不變，按下列四種配比做起始濃度，達平衡后，C的濃度仍維持wmol/L的是（）A、4molA+2molBB、2molA+1molB+3molC+1molDC、3molC+1molD+1molBD、3molC+1molD例2、在固定體積的密閉容器中，加入2molA,1molB,發(fā)生反應：A(g)+B(g)2C(g)達到平衡時，C的質(zhì)量分數(shù)為ω%,在相同條件下按下列情況充入物質(zhì)達到平衡時C的質(zhì)量分數(shù)仍為ω%的是（）A.2molCB.3molCC.4molA,2molBD.1mola,2molC例3、在一個固定體積的密閉容器中，保持一定濃度，進行以下反應：4A(g)+5B(g)4C(g)+6D(g),已知加入4molA和5molB時，反應進行到一定程度時，反應混合物就處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)在該容器中，保持溫度不變，令a,b,c,d分別代表初始加入的A,B,C,D的物質(zhì)的量，如果a,b,c,d取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定關系，才能保證達到平衡時，反應混合物中幾種物質(zhì)的百分含量仍跟上述平衡時完全相同，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝海?）若a=0,b=0,則c=,d=.（2）若a=1,則b=,c=,d=（3）a,b,c,d取值必須滿足的一般條件是（請用方程式表示，其中一個只含a和c,另一個只含b和c）:,.規(guī)律二:恒溫恒壓條件下,對于任何(無論反應前后氣體分子數(shù)是否相同)可逆反應,如果起始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同,按化學方程式中的化學計量關系“一邊倒”后,各組分的物質(zhì)的量之比與原平衡相同,則兩平衡等效，平衡時,同種組分的體積分數(shù)、物質(zhì)的量濃度相同，但物質(zhì)的量不同。如:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)起始=1\*GB3①mmolnmol00起始=2\*GB3②000.5pmol0.5qmol起始=3\*GB3③0.1mmol0.1nmol0.2pmol0.2qmol上述三種情況投料不同,但=2\*GB3②=3\*GB3③兩種情況“左邊倒”后,n(A)和n(B)的比值均同=1\*GB3①相同，因此三種情況可達到等效平衡，平衡時，同種組分（如A）的體積分數(shù)、物質(zhì)的量濃度相同，但物質(zhì)的量不同。例4．恒溫恒壓下，在一個可變?nèi)莘e的密閉容器中發(fā)生如下反應：A(g)+B(g)C(g)開始時放入1molA和1molB,達到平衡后，生成amolC.(1)若開始時放入3molA和3molB,達到平衡后，生成C的物質(zhì)的量為mol(2)若開始時放入xmolA、3molB和1molC,達到平衡后，A和C的物質(zhì)的量分別是ymol和3amolx=,y=規(guī)律三:恒溫恒容條件下,對于反應前后氣體分子數(shù)相同的可逆反應，如果起始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，按化學方程式中的化學計量關系“一邊倒”后,各組分的物質(zhì)的量之比與原平衡相同,則兩平衡等效，平衡時,同種組分的體積分數(shù)相同，但物質(zhì)的量濃度、物質(zhì)的量不同。如：H2(g)+I2(g)2HI(g)起始=1\*GB3①1mol1mol0起始=2\*GB3②004mol起始=3\*GB3③0.5mmol0.5nmol0上述三種情況投料不同,但將=2\*GB3②中投料“左邊倒”后三種情況下n(H2)和n(I2)的比值相同，=2\*GB3②可認為=1\*GB3①容積減半（壓強加倍）得到，=3\*GB3③可認為容積加倍（壓強減半）得到，壓強改變平衡不移動，所以三種情況可達等效平衡。三種情況達到平衡時，同種組分（如H2）的體積分數(shù)相同，物質(zhì)的量及物質(zhì)的量濃度不相同。例5.有甲、乙兩個容積相等的恒容密閉容器，向甲容器中通入6molA和2molB,向乙容器中通入1.5molA、0.5molB和3molC,將兩容器的溫度恒定在770K，使反應3A(g)+B(g)xC(g)達到平衡，此時測得甲、乙兩容器中C的體積分數(shù)都是0.2，試回答下列有關問題：（1）若平衡時，甲、乙兩容器中A的物質(zhì)的量不相等，則x=；若平衡時甲、乙兩容器中A的物質(zhì)的量不相等,則x=.（2）平衡時，甲、乙兩容器中A、B的物質(zhì)的量之比是否相等？（填“相等”或“不相等”），平衡時甲中A的體積分數(shù)為（3）若平衡時兩容器中的壓強不相等，則兩容器中壓強之比為等效平衡的解題思路（1）分析是否屬于等效平衡問題（2）屬何種類型的等效平衡（3）選擇建立平衡的條件（極值法）練習1.在t℃時，向一容積不變的密閉容器內(nèi)放入1molA和1molB，發(fā)生如下反應：A(g)+B(g)C(g)+2D(g).達到平衡時C的含量m%,保持溫度不變，若按下列配比將物質(zhì)放入容器中，達到平衡時，C的含量仍為m%的是（）A.1molA和2molBB.2molD,1molA和1molBC.1molC和2molDD.1molC和1molD2.在一定條件下，向一帶活塞的密閉容器內(nèi)充入2molSO2和1molO2,發(fā)生下列反應：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),達到平衡后改變下列條件，SO3氣體平衡濃度不改變的是（）二、平衡正向移動與反應物的轉(zhuǎn)化關系1.由于溫度或壓強改變而引起平衡正向移動時，反應物的轉(zhuǎn)化率必定增大。2.由于增加反應物濃度引起平衡正向移動時，有以下幾種情況：(1)對于反應物（不考慮固體反應物）不只一種的可逆反應，如N2+3H22NH3,平衡時增加一種反應物濃度，平衡正向移動，另一種反應物的轉(zhuǎn)化率增大，而自身的轉(zhuǎn)化率卻減小。(2)對于反應物只有一種的可逆反應（并規(guī)定起始時只有反應物），若反應前后氣體分子數(shù)不變，如2HI(g)H2(g)+I2(g),則無論增大或減小HI的濃度，HI的轉(zhuǎn)化率都不改變，若反應后氣體分子數(shù)減少，如2NO2(g)N2O4(g),則增大NO2的濃度，NO2的轉(zhuǎn)化率增大；若反應后氣體分子數(shù)增大，如2NH3N2+3H2,則增大NH3的濃度，NH3的轉(zhuǎn)化率減小。專題三、化學平衡圖象題的解法步驟：①一看面（即縱坐標與橫坐標的意義），二看線（即線的走向和趨勢），三看點（即起點、折點、交點、終點），四看輔助線（如等溫線、等壓線、平衡線等），五看量的變化（如濃度變化，溫度變化，轉(zhuǎn)化率變化等）。②想規(guī)律：聯(lián)想外界條件的改變對化學反應速率和化學平衡的影響規(guī)律。③作判斷：根據(jù)圖象中表現(xiàn)的關系與所學規(guī)律相比較，作出符合題目要求的判斷。原則：①“定一議二”②“先拐先平”例1.在一密閉體系中發(fā)生下列反應:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反應放熱),下圖是某一時間段中反應速率與反應進程的曲線關系圖.回答下列問題:(1)處于平衡狀態(tài)的時間段是(2)t1,t3,t4時刻體系中分別是什么條件發(fā)生了變化?t1:t3:t4:(3)下列各時間段時,氨的體積分數(shù)最高的是()A.t0~t1B.t2~t3C.t3~t4D.t5~t例2.mA(g)+nB(g)qC(g)反應在密閉容器中進行，如圖表示反應過程中溫度T,壓強P與B%（氣體B在混合氣體中的百分含量）的關系曲線由曲線分析，下列結(jié)論正確的是（）A.m+n>q正反應為放熱反應B.m+n>q正反應為吸熱反應C.m+n<q正反應為放熱反應D.m+n<q正反應為吸熱反應例3.某一達到化學平衡狀態(tài)的可逆反應：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如圖表示A的轉(zhuǎn)化率α(A)與溫度，壓強的關系，分析該圖示可以得出的結(jié)論是（）A.正反應吸熱,m+n>p+qB.正反應吸熱,m+n<p+qC.正反應放熱,m+n>p+qD.正反應放熱,m+n<p+q例4.可逆反應nX(g)+Y(g)mZ(g)(正反應為放熱反應)的x%(x%為x混合氣體中的體積分數(shù))與溫度關系如右圖所示，圖中曲線上a,d點是代表平衡時x%與溫度關系的兩點，b,c兩點是反應混合物未平衡時的兩點，若研究與密閉容器中以定壓進行反應，當V正>V逆時，則在右圖中，表示此種情況下的點是點。例5.反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),開始充入A,B或C,D,下圖一,圖二分別表示反應達到平衡后,改變溫度、壓強對反應速率及平衡的影響，下列判斷正確的是（）A.開始時充入A、B,m+n>p+q,正反應為放熱反應B.開