【知識(shí)點(diǎn)】等效平衡

【知識(shí)點(diǎn)】等效平衡

一、等效平衡的概念

某一可逆反應(yīng)，在一定條件（T、c、p）下，經(jīng)過不同

的途徑建立平衡時(shí)，各組分的百分含量（質(zhì)量百分含

量、體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）對(duì)應(yīng)相等的狀態(tài)互稱為

等效平衡狀態(tài)（簡(jiǎn)稱等效平衡）。

比如，我們到達(dá)的目的地是郭店，可以從新鄭或新村出

發(fā)，也可以從鄭州或龍湖出發(fā)，行走的方向可能相同也

可能相反，走的途徑不一樣，路程也可能不相等，但最

終目的是一樣的，都是郭店，即都達(dá)到了相同的效果，

就是等效的。

二、判斷“等效平衡”的方法

（1）使用極限轉(zhuǎn)化的方法將體系轉(zhuǎn)化成同一方向的反

應(yīng)物或生成物。

（2）觀察有關(guān)物質(zhì)的量是否相等或成比例。

三、等效平衡規(guī)律

mA(g)+nB(g)=pC(g)+gD(g)

條件反應(yīng)前后氣體等效條件結(jié)果

分子數(shù)關(guān)系

恒溫恒容不相等極限轉(zhuǎn)化后對(duì)兩次平衡時(shí)各

m+n#p+q應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)組分百分含

的量相等量、n、c均相

同

相等極限轉(zhuǎn)化后對(duì)兩次平衡時(shí)各

m+n=p+q應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)組分百分量相

的量比值相等同，n、c同比

例變化，不一

定相等

恒溫恒壓不相等或相等極限轉(zhuǎn)化后對(duì)兩次平衡時(shí)各

應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)組分百分含

的量比值相等量、c相同，n

同比例變化

【習(xí)題】

（一）恒溫恒壓

例1、在一個(gè)盛有催化劑、容積可變的密閉容器中，保

持一定溫度和壓強(qiáng)，進(jìn)行以下反應(yīng)：

N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）。已知加入1molN2和

4molH2時(shí)，達(dá)到平衡后生成amolNH3,在相同溫

度、壓強(qiáng)下，保持平衡時(shí)各組分的體積分?jǐn)?shù)變。對(duì)下列

編號(hào)①?③的狀態(tài)，填寫表中的空白。

起始狀態(tài)物質(zhì)的量（mol）平衡時(shí)

NH3物質(zhì)

N2HNH3的量

已知2

編號(hào)140a

①1.5601.5a

②00.510.5a

③1522a

解析：因轉(zhuǎn)化率相同，故若都只加反應(yīng)物，則起始量是

幾倍，則轉(zhuǎn)化量是幾倍，平衡量就是幾倍，又因等壓條

件下物質(zhì)的量之比等于體積之比，故起始量之比等于平

衡量之比。①和題干量之比是1.5,平衡之比就是

1.5。

②的平衡量是題干平衡量的一半，則若沒有NH3,

只有N2、H2,則其物質(zhì)的量應(yīng)分別為0.5和2mol,

又因1molNH3完全轉(zhuǎn)化生成N20.5molf

H2l.5mol,故原來的N2、H2分別為Omol和

0.5molo③可同理推得。

例2、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(g)+B(g)(g)

(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)放入3molA和3moiB,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xmolA,2molB和1molC,

到達(dá)平衡后，A和C的物質(zhì)的量分別是ymol和3a

mol,則x=_moLy=molo平衡時(shí)，B的物質(zhì)的

量(選填一個(gè)編號(hào))

（甲）大于2moi（乙）等于2moi

（丙）小于2mol（T）可能大于、等于或小于

2mol

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，（：的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是/

II.若維持溫度不變，在一個(gè)與（1）反應(yīng)前起始體

積相同、且容積固定的容器中發(fā)生上述反應(yīng)。

（5）開始時(shí)放入1molA和1molB到達(dá)平衡后生

成bmolC。將b與（1）小題中的a進(jìn)行比較（選

填一個(gè)編號(hào)）。

（甲）a<b（乙）a>b（丙）a=b（T）不能比

較a和b的大小

作出此判斷的理由是一。

答案：（1）1—a（2）3a（3）23—3aD

a的范圍為：0<a<1,但3—3a的范圍只能確定在0~

3之間，不能確定與2的關(guān)系。（4）a/（2—a）

（5）乙由于該反應(yīng)正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，故

（1）中為恒溫恒壓，相當(dāng)于在II中容器的基礎(chǔ)上增加

壓強(qiáng)，此時(shí)平衡正向移動(dòng)，故可得：a>b

解析：

（1）A（g）+B（g）=C（g）

平衡前：110

變化：aaa

平衡后：1—a1—aa

(2)恒溫恒壓下，此平衡為等比：

故達(dá)平衡時(shí)，生成C應(yīng)與(1)成比例，為3amol

(3)極值轉(zhuǎn)化法，

A(g)+B(g)#C(g)

平衡前：X21

變化：111

平衡后：x+1y3a

由平衡后C仍為3amol,即與(2)中平衡狀態(tài)相

同，故有：

x+1=3得：x=2mol

y=3—3a

(4)極值轉(zhuǎn)化法：將3molC轉(zhuǎn)化為A、B:

A(g)+B(g)=C(g)

平衡前：660

平衡后：6—6a6—a6a

C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為：

6a[(6—6a)+(6—6a)+6a]=a/(2—a)

因百分含量不變，也可由(1)計(jì)算。

(二)、恒溫恒容，左右氣體系數(shù)相等

例1、在一個(gè)固定容積的密閉容器中，保持一定溫度進(jìn)

行以下反應(yīng)：

H2(g)+Br2(g)=2HBr(g),已知加入1molH2和

2molBr2,達(dá)到平衡時(shí)生成amolHBr。在相同條件

下，且保持平衡時(shí)各組分的體積分?jǐn)?shù)不變，對(duì)下列編號(hào)

①?③的狀態(tài)，填寫表中的空白：

已知起始狀態(tài)物質(zhì)的量(mol)平衡時(shí)

編號(hào)HBr物

HBr

H2Br2質(zhì)的量

120a

2402a

②00.510.5a

③mg(g2m)2g—4m(q—m)a

解析：

計(jì)算方法同恒溫恒壓下的例一，起始量是幾倍，則轉(zhuǎn)化

量是幾倍，平衡量就是幾倍，根據(jù)比例計(jì)算。

③中因gNm,故HBr可以有或沒有，可設(shè)其物質(zhì)的量

為x,令其完全轉(zhuǎn)化，則H2物質(zhì)的量為(m+0.5x)

mol,Brz物質(zhì)的量為(g+0.5x)molf

又因n(H2)：n(Br2)=1:2,K(m+0.5x):(g

+0.5x)=1:2,

解得x=2(g-2m)mol,即n(HBr)=2(g-2m)molf

令HBr完全轉(zhuǎn)化，Hz總的物質(zhì)的量為(g-m)mol其

量是原H2的(g-m)倍，則其平衡量也為(g-m)

倍，即(g-m)amole

(三)、恒溫恒容，左右氣體系數(shù)不相等

典例精析1、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。若溫度不變，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mo假設(shè)N2、

H2、NH3的加入量(單位：mol)用*、“z表示，

應(yīng)滿足：

(1)恒定溫度、體積

①若*=0,y-0,則/=；

②若x=0.75,y=,則/=；

③*、y.z應(yīng)滿足的一般條件是

(2)恒定溫度、壓強(qiáng)

①若*=0,y-0,則/=；

②若x=0.75,y-,貝!Jz=

③x、y、z應(yīng)滿足的一般條件是

解析：本題屬于等效平衡類型的常見題型，常利用極

值轉(zhuǎn)化法；

N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）

化學(xué)計(jì)量數(shù)：132

狀