化學(xué)選修四-等效平衡

等效平衡2021/6/271

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))均相同，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)，相等或成比例2021/6/272等效平衡的分類全同平衡等比平衡2021/6/2731．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(jiǎn)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(wú)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。2021/6/274Eg1: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)1mol3mol0mol(2)0mol0mol2mol(3)0.5mol1.5mol1mol(4)xmolymolzmol

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)1mol1mol0mol(2)0mol0mol2mol(3)0.5mol0.5mol1mol(4)xmolymolzmol如果:x+z/2=1;y+z/2=1返回2021/6/2752．等比平衡定義：

一定條件下從不同起始投料開(kāi)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(jiǎn)稱等比平衡。等比平衡的分類Ⅰ類：Ⅱ類：2021/6/276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(wú)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,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)1mol1mol0mol(2)0mol0mol4mol(3)1mol1mol4mol(4)xmolymolzmol返回2021/6/277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(wú)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=2NH31mol3mol0mol0mol0mol4mol1mol3mol4molXmolymolzmol如果：(x+z/2):(y+3z/2)=1:32021/6/278Eg2:

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)1mol1mol0mol(2)0mol0mol4mol(3)1mol1mol4mol(4)xmolymolzmol如果：(x+z/2):(y+z/2)=1:12021/6/279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、等比平衡形成條件來(lái)判定。例題評(píng)講：2021/6/2710例1、在一定溫度下，將2molN2和6molH2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⑴、若a=0，b=0，則c=———

⑵、若a=1，c=2，則b=————⑶、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————————、

————————43a+c/2=2b+3c/2=62021/6/2711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)+D(g)，達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，C的濃度為wmol/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wmol/L的是（）A.4molA+2molBB.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC.3molC+1molD+1molBD.3molC+1molDB、D2021/6/2712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amol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molN2H2NH3140a①1.560②10.5a③mn(n≥4m)1.5a00.52(n-4m)(n-3m)a2021/6/27131.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2021/6/27142.

（98全國(guó)）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+O22SO3，并達(dá)到平衡。在這過(guò)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()A、等于p%B、大于p%C、小于p% D、無(wú)法判斷B2021/6/27153、在一定溫度下，把1molCO和2molH2O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.1molCO２、2molH２

B.0.2molCO２、0.2molH２

0.8molCO、1.8molH2OC.1molCO２、1molH2OD.1molCO２、1molH２、1molH2OB、D2021/6/27164.將2molSO2氣體和2molSO3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nmol。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nmol的是()A.1.6molSO2+0.3molO2+0.4molSO3B.4molSO2+1molO2C.2molSO2+1molO2+2molSO3D.3molSO2+1molO2+1molSO3B2021/6/27175、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)=ωmol/L。若在同一容器，保持溫度不變，按下列配比進(jìn)行反應(yīng)，仍可使平衡時(shí)c(C)=ωmol/L的是（）A、3molA+2molBB、3molC+1molDC、2molA+1molB+3molC+1molDD、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDD2021/6/27186、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+Br2

2HBr。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(xiě)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120a①240②10.5a③mn（n≥2m）2a00.50≥ma2021/6/27197、在一固定容積的密閉容器中充入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、1B、2C、3D、4BC2021/6/27208、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()Ax=3y=1Bx=4y=1Cx=5y=1Dx=10y=2CD2021/6/27219、在一定條件下，AB+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（）

A．8.5

B．17

C．16

D．34C2021/6/272210、將1molSO2和1molO2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SO30.3mol，此時(shí)若移走0.5molO2和0.5molSO2，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0.3molD2021/6/272311、在一定溫度下，把2molSO2和1molO2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)。現(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(xiě)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）

、

。2021/6/2724練習(xí)1將2molSO2和2molSO3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wmol。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wmol的是（）A.2molSO2+1molO2

B.4molSO2+1molO2C.2molSO2+1molO2+2molSO3

D.3molSO2+1.5molO2+1molSO32021/6/2725練習(xí)2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w%，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=1

C.x=5,y=1D.x=2,y=32021/6/2726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0.10mol·L—1時(shí)，達(dá)平衡時(shí)HI的濃度為0.16mol·L—1。若H2和I2的起始濃度均變?yōu)?.20mol·L—1，則平衡時(shí)H2的濃度（mol·L—1）是（）

A.0.16B.0.08

C.0.04D.0.022021/6/2727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1molO2，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1molSO3（g）B.保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入1molSO3（g）C.保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入1molO2（g）D.保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入1molAr（g）2021/6/2728練習(xí)３如圖所示，向A中充入1molX和lmo1Y，向B中充入2molX和2molY，起始Va=Vb=aL，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(kāi)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_(kāi)_________，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(kāi)K一段時(shí)間達(dá)到新平衡時(shí)，A的體積為_(kāi)___________(連通管中氣體體積不計(jì))

。2021/6/2729ABX(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)；

△H>0，起始：1molX，1molY2molX，2molY(1)反應(yīng)開(kāi)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”)；大于2021/6/2730ABX(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_(kāi)_________，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2021/6/2731ABX(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)；

△H>0，起始：1molX，1molY2molX，2molY平衡：AB3.6aL(3)打開(kāi)K一段時(shí)間達(dá)到新平衡時(shí)，A的體積為_(kāi)___________(連通管中氣體體積不計(jì))

。2.6L2021/6/2732練習(xí)４（2003·全國(guó)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）（1）若開(kāi)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(kāi)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(kāi)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3amol，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2mol（乙）等于2mol（丙）小于2mol（?。┛赡艽笥?、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，C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是

。2021/6/2733練習(xí)5在一密閉容器中，保持一定溫度，進(jìn)行如下反應(yīng)：

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。已知加入lmolN2和3molH2，在恒壓條件下，達(dá)至平衡時(shí)生成amolNH3，[見(jiàn)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(jiàn)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?/p>

2021/6/27342021/6/2735[例5]在一定溫度下，將2molN2和6molH2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)羁眨海?）若a=0，b=0，則c=———。

（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=62021/6/2736[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+2molBB.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC.3molC+1molD+1molAD.3molC+1molDBD2021/6/2737[變式練習(xí)2]在一定溫度下，把1molCO和2molH2O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.1molCO２、2molH２

B.0.2molCO２、0.2molH２、0.8molCO、1.8molH2OC.1molCO２、1molH2OD.1molCO２、1molH２、1molH2OBD2021/6/27382.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)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。2021/6/2739[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amol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)N2H2NH3140a①1.560②10.5a③mn(n≥4m)1.5a00.52(n-4m)(n-3m)a2021/6/2740N2+3H22NH3mn2xm+xn+3x0:(m+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）a2021/6/2741[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：

①若X=0，Y=0，則Z=

。

②若X=0.75，Y=

，Z=

。

③

X、Y、Z應(yīng)滿足的一般條件是

、

。2mol2.25mol0.5molY+3Z/2=3X+Z/2=12021/6/2742（2）恒定T、P：①若X=0、Y=0，則Z

。

②若X=0.75,則Y

，Z

。

③X、Y、Z應(yīng)滿足的一般條件是

。>0=2.25mol≥0Y=3X，Z≥02021/6/2743[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)

①若開(kāi)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_(kāi)_____mol。

②若開(kāi)始時(shí)放入3molA和3molB，到達(dá)平衡后，生成C的物質(zhì)的量為_(kāi)_____mol。1-a3a2021/6/2744[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