等效平衡 專題(知識(shí)點(diǎn)+經(jīng)典例題講評(píng))

等效平衡專題【教學(xué)目標(biāo)】1.理解等效平衡的定義；2.熟悉等效平衡的條件；3.學(xué)以致用?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)】等效平衡的判斷?！局R(shí)點(diǎn)+例題講評(píng)】一、什么是等效平衡在一定條件下，對(duì)一可逆反應(yīng)，起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，而達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的含量相同，這兩個(gè)平衡叫做等效平衡。具體分析如下：1、一定條件指一定的溫度、壓強(qiáng)、體積以及反應(yīng)前后氣體總體積是否變化。關(guān)于等效平衡的條件有以下幾種情況：（1）ΔV≠0，恒溫恒容，極值等量即等效。（2）ΔV≠0，恒溫恒壓，極值等比即等效。（3）ΔV=0，恒溫恒容或恒溫恒壓，極值等比即等效。ΔV≠0是指反應(yīng)前后氣體總體積發(fā)生變化的反應(yīng)。ΔV=0是指反應(yīng)前后氣體總體積不發(fā)生變化的反應(yīng)。2、含量相同指質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同、體積分?jǐn)?shù)相同。百分含量，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)換算為百分?jǐn)?shù)。3、等效指效果相同，起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，而達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的含量相同。具體有下面三種情況：①兩平衡中同種物質(zhì)百分含量相同、物質(zhì)的量相同、物質(zhì)的量濃度相同。②兩平衡中同種物質(zhì)百分含量相同、物質(zhì)的量濃度相同，物質(zhì)的量與反應(yīng)物同比例。③兩平衡中同種物質(zhì)百分含量相同，物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度分別與反應(yīng)物同比例。4、等效平衡研究的對(duì)象：有氣體參加的可逆反應(yīng)。二、等效平衡舉例1、ΔV≠0，恒溫恒容，極值等量即等效。2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）①2mol1mol0②002mol分析：將②中2molSO3按計(jì)量系數(shù)折算成反應(yīng)物SO2和O2，SO2為2mol，O2為1mol，和①中2molSO2、1molO2完全相同，相當(dāng)于①和②的起始用量相同，兩個(gè)反應(yīng)達(dá)到平衡后必定是等效平衡。或?qū)ⅱ僦?molSO2、1molO2按計(jì)量系數(shù)折算為生成物SO3，也是2mol，相當(dāng)于①和②的起始用量也相同，兩個(gè)反應(yīng)達(dá)到平衡后必定是等效平衡。規(guī)律：定溫、定容條件下，若反應(yīng)前后氣體總體積發(fā)生變化的反應(yīng)，即ΔV≠0。根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)量系數(shù)折算為同一邊物質(zhì)，兩個(gè)平衡中相同物質(zhì)物質(zhì)的量都相等，則兩平衡等效。2、ΔV≠0，恒溫恒壓，極值等比即等效。2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）①2mol1mol0②001mol分析：將②中1molSO3按計(jì)量系數(shù)折算成反應(yīng)物SO2和O2，分別為1mol和0.5mol，物質(zhì)的量之比2：1，與①中SO2和O2物質(zhì)的量之比2：1相等，①和②達(dá)到平衡之后就是等效平衡。規(guī)律：定溫、定壓條件下，反應(yīng)前后氣體總體積變化或不發(fā)生變化的反應(yīng)，即ΔV=0或ΔV≠0。根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)量系數(shù)折算為同一邊物質(zhì)，兩個(gè)平衡中起始物質(zhì)物質(zhì)的量之比相等，則兩平衡等效。3、ΔV=0，恒溫恒容或恒溫恒壓，極值等比即等效。H2（g）+I2（g）2HI（g）①2mol2mol0②002mol分析：將②中2molHI按計(jì)量系數(shù)折算成反應(yīng)物H2和I2，分別為1mol，物質(zhì)的量之比1：1，與①中H2和I2物質(zhì)的量之比1：1相等，也是等效平衡。規(guī)律：定溫、定容條件下，反應(yīng)前后氣體總體積不發(fā)生變化的反應(yīng)，即ΔV=0。根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)量系數(shù)折算為同一邊物質(zhì)，兩個(gè)平衡中起始物質(zhì)物質(zhì)的量之比相等，則兩平衡等效。三、如何判斷兩個(gè)平衡是等效平衡1、定溫、定容條件下，反應(yīng)前后氣體總體積發(fā)生變化的反應(yīng)，即ΔV≠0。根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)量系數(shù)折算為同一邊物質(zhì)，兩個(gè)平衡中相同物質(zhì)物質(zhì)的量相等，則兩平衡等效。2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）①2mol1mol0②002mol③1mol0.5mol1mol④0.5mol0.25mol1.5mol⑤0.7mol0.35mol1.3mol⑥amolbmolcmol⑦2mol1mol2mol①②③④⑤均為等效平衡，⑦與①②③④⑤不是等效平衡。若⑥和①也是等效平衡，則a、b、c關(guān)系：a+c=2，b+0.5c=1，a=2b。兩個(gè)平衡等效的特征：兩平衡混合物種中同一物質(zhì)濃度相同、物質(zhì)的量相同、百分含量相同。2、定溫、定容條件下，反應(yīng)前后氣體總體積不發(fā)生變化的反應(yīng)，即ΔV=0。根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)量系數(shù)折算為同一邊物質(zhì)，兩個(gè)平衡中起始物質(zhì)物質(zhì)的量之比相等，則兩平衡等效。H2（g）+I2（g）2HI（g）①2mol2mol0②002mol③001mol④0.5mol01.5mol⑤0.35mol0.35mol1.3mol⑥amolbmolcmol④和①②③⑤不是等效平衡，①②③⑤都是等效平衡。若⑥和①是等效平衡，則a、b、c的關(guān)系：（a+0.5c）：(b+0.5c）=1：1。兩個(gè)平衡等效的特征：兩平衡混合物中同一物質(zhì)的百分含量相同，物質(zhì)的量濃度之比、物質(zhì)的量之比與反應(yīng)物同比例。3、定溫、定壓條件下，ΔV=0或ΔV≠0。根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)量系數(shù)折算為同一邊物質(zhì)，兩個(gè)平衡中起始物質(zhì)物質(zhì)的量之比相等，則兩平衡等效。2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）①4mol2mol0②002mol③1mol0.5mol1mol④0.5mol0.5mol1.5mol⑤0.7mol0.35mol1.3mol⑥amolbmolcmol④和①②③⑤不是等效平衡，①②③⑤都是等效平衡。若⑥和①是等效平衡，則a、b、c的關(guān)系：（a+c）：(b+0.5c）=2：1。兩個(gè)平衡等效的特征：兩平衡混合物中同一物質(zhì)的百分含量相同、物質(zhì)的量濃度相等，物質(zhì)的量之比與反應(yīng)物同比例。四、兩等效平衡在不同條件下同一物質(zhì)百分含量、物質(zhì)的量濃度、物質(zhì)的量的關(guān)系不同條件百分含量物質(zhì)的量濃度物質(zhì)的量同T、同VΔV≠0相同相同相同同T、同VΔV＝0相同同比例同比例同T、同PΔV≠0或ΔV＝0相同相同同比例五、等效平衡與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系若兩平衡等效，折算之后，同一物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率相等。六、等效平衡和化學(xué)平衡常數(shù)之間的關(guān)系等效平衡是用來判斷同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在起始反應(yīng)物的量不同、從正反應(yīng)開始或從逆反應(yīng)開始，達(dá)到平衡時(shí)同種物質(zhì)的含量是否相同，即達(dá)到平衡時(shí)的效果是否相同。而化學(xué)平衡常數(shù)是衡量一個(gè)可逆反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)各混合物之間關(guān)系的定量關(guān)系，化學(xué)平衡常數(shù)不能解決等效平衡的問題?！纠}】【例1】將3molA和1molB混合于一體積可變的密閉容器P中，以此時(shí)的溫度、壓強(qiáng)和體積作為起始條件，發(fā)生了如下反應(yīng)：3A(g)+B(g)2C(g)+D(g)達(dá)到平衡時(shí)C的濃度為wmol·L-1?；卮稷拧尚☆}：(1)保持溫度和壓強(qiáng)不變，按下列四種配比充入容器P中，平衡后C的濃度仍為wmol·L-1的是()(A)6molA+2molB(B)3molA+1molB十2molC，(C)2molC+1molB+1molD(D)1molC+2molD(2)保持原起始溫度和體積不變，要使平衡后C的濃度仍為wmol·L-1，應(yīng)按下列哪種配比向容器Q中充入有關(guān)物質(zhì)()(A)3molA+1molB(B)4molC十2molD(C)1.5molA+0.5molB+1molC+0.5molD(D)以上均不能滿足條件，(3)保持原起始溫度和體積不變，若仍按3molA和1molB配比在容器Q中發(fā)生反應(yīng)，則平衡時(shí)C的濃度和wrml·L-1的關(guān)系是()(A)＞w(B)＜w(C)=w(D)不能確定(4)將2molC和2molD按起始溫度和壓強(qiáng)充入容器Q中，保持溫度和體積不變，平衡時(shí)C的濃度為Vmol·L-1，V與w和叫的關(guān)系是()(A)V＞w(B)V＜w(C)V=w(D)無法比較(5)維持原起始溫度和體積不變，按下列哪種配比充入容器Q可使平衡時(shí)C的濃度為Vmol·L-1()(A)1molC+0.5m01D．(B)3molA+2molB(C)3molA+1molB+1molD(D)以上均不能滿足條件【例2】某溫度下向1L密閉容器中充入1molN2和3molH2，使反應(yīng)N2+3H22NH3達(dá)到平衡，平衡混合氣中N2、H2、NH3的濃度分別為M、N、G(mol／L)．如果溫度不變，只改變初始物質(zhì)的加入量，要求M、N、G保持不變，則N2、H2、NH3的加入量用x、y、z表示時(shí)應(yīng)滿足的條件是：①若x=0，y=0，則z=；②若x=0.75mol，則y=，z=；③x、y、z取值必須滿足的一般條件是(用含x、y、z方程表示，其中一個(gè)含x、z，另一個(gè)含y、z)。若將上述條件改為恒溫、恒壓，其它均不變，則a．若x=0，y=0，則z=；b．若x=0.75mol，則y=，z=；c．x、y、z取值必須滿足的一般條件是。SO2O2SO3SO2O2SO3器中，在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，△H＜0．該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)A時(shí)，測(cè)知?dú)怏w的物質(zhì)的量為4.2mol，SO2、O2、SO3的起始物質(zhì)的量分別以現(xiàn)a、b、c表示．(1)向達(dá)到平衡狀態(tài)A的容器中通入少量O2，體系中SO2的體積分?jǐn)?shù)(填“增大”或“減小”或“不變")．要使SO2的體積分?jǐn)?shù)再變到與平衡狀態(tài)A相同，可采取的措施是或。(2)若起始時(shí)a=1.2mol，B=0.6mol，且達(dá)到平衡后各氣體的體積分?jǐn)?shù)與平衡狀態(tài)A相同，則起始時(shí)c的取值為。【練習(xí)】1.在一個(gè)固定體積的密閉容器中，加入2molA和1molB，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Wmol/L，若維持容器體積和溫度不變，按下列四種配比作為起始物質(zhì)，達(dá)到平衡后，C的濃度仍為Wmol/L的是（）A、4molA+2molBB、3molC+1molD+1molBC、3molC+1molDD、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD2.在450℃、5.05×107Pa時(shí)，如果把1體積N2和3體積H2的混合物通入一個(gè)裝有催化劑的密閉容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，得到含NH352%（體積分?jǐn)?shù)）的混合氣體。在同溫同壓下向密閉容器中通入2體積N2和6體積H2，達(dá)到平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)為（）A、大于52%B、等于52%C、小于52%D、不能確定3.在固定體積的密閉容器中，一定溫度下，加入2molBr2，1molH2，發(fā)生反應(yīng)：Br2(g)+H2(g)2HBr(g)，到達(dá)平衡時(shí)，HBr質(zhì)量分?jǐn)?shù)為W%，在相同條件下，按下列情況充入物質(zhì)到達(dá)平衡時(shí)，HBr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)仍為W%的是（）A、2molHBrB、3molHBrC、4molBr2+2molH2D1molBr2+2molHBr4.在一定溫度下的容積固定的密閉容器里充入1molC和1mol水蒸氣，發(fā)生反應(yīng)：C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得水蒸氣的濃度為Wmol/L，如果起始按下列配比填料，平衡時(shí)水蒸氣的濃度不為Wmol/L的是（）A、2molC+1molCO+1molH2B、1molCO+1molH2C、2.5molC+2molH2O(g)D、0.5molH2O(g)+0.5molH2+0.5molCO+0.5molC5、可逆反應(yīng)A(g)＋B(g)2C(g)在固定容積的容器中進(jìn)行，如果向容器中充入1molA和1molB，在某溫度下達(dá)到平衡時(shí)，C的體積分?jǐn)?shù)為m%；若向容器中充入1molC，在同樣的溫度下達(dá)到平衡時(shí)，C的體積分?jǐn)?shù)為n%，則m和n的關(guān)系正確的是（）A．m>n B．m<n C．m=n D．無法比較6、在一密閉的容器中充入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％；若維持容器的容積和溫度不變，按起始物質(zhì)的量A：0.6mol、B：0.3mol、C：1.4mol充入容器，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)仍為w％，則x的值為（）A．只能為2 B．只能為3 C．可能為2，也可能為3 D．無法確定7、體積相同的甲、乙兩個(gè)容器中，分別充有等物質(zhì)的量的SO2和O2，在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)：2SO2＋O22SO3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)化率為p%，則乙容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為（）A．等于p% B．大于p% C．小于p% D．無法判斷8、在相同溫度下，有相同體積的甲、乙兩容器，甲容器中充入1gN2和1gH2，乙容器中充入2gN2和2gH2。下列敘述中，錯(cuò)誤的是（）A．化學(xué)反應(yīng)速率：乙＞甲 B．平衡后N2的濃度：乙＞甲C．H2的轉(zhuǎn)化率：乙＞甲 D．平衡混合氣中H2的體積分?jǐn)?shù)：乙＞甲9、某恒溫恒壓下，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(g)+2B(g)xC(g)+yD(g)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w%，則x,y的值分別為（）A.x=3,y=1B.x=4,y=1C.x=5,y=1D.x=2,y=310、在一定溫度下,把2molSO2和1molO2通過一個(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分別代表初始時(shí)SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量（mol），若a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的關(guān)系才能保證達(dá)到平衡，反應(yīng)混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡時(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）若a、b、c取值必須滿足的一般條件是（請(qǐng)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）；11.甲、乙兩容器，甲的容積固定，乙的容積可變。在一定溫度下，向甲中通入3molN2和4molH2，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成NH3的物質(zhì)的量為amol。（1）相同溫度下，向乙中通入2molNH3，且保持容積與甲相同，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的濃度與甲平衡中相同。起始時(shí)乙中還通入了____molN2和____molH2。（2）相同溫度下，若向乙中通入6molN2和8molH2，且保持壓強(qiáng)與甲相等，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成氨的物質(zhì)的量為bmol，則a∶b______1∶2；若乙與甲的容積始終相等，達(dá)到平衡時(shí)，生成氨的物質(zhì)的量為cmol，則a∶c_____1∶2(填“＞”、“＜”或“＝”)。12、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）（1）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mol。（2）若開始時(shí)放