等效平衡问题及解题技巧.doc

专题一、 等效平衡问题1、 定义：在相同条件下（定温定容或定温定压），对同一可逆反应，由于起始有关物质的量“相当”，无论从正反应开始还是从逆反应开始，均可达到平衡，且任何组分的含量（通常为百分含量）相同，这样的平衡互称为等效平衡。2、 等效平衡的类型及建立等效平衡的条件规律一: 恒温恒容条件下,对于任何(无论反应前后气体分子数是否相同)可逆反应,如果起始加入物质的物质的量不同,按化学方程式中的化学计量关系换算成同一方向的物质(即“一边倒”)后,各组分的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效,平衡时,同种组分的体积分数、物质的量浓度、物质的量均相同（也可叫全等平衡）。如: mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)起始 mmol nmol 0 0起始 0 0 pmol qmol上述两种情况投料不同,但是将中投料“左边倒”后,四种物质的物质的量均同相同,因此两种情况可达到等效平衡，平衡时，同种组分（如A）的体积分数、物质的量浓度、物质的量均相同。例1.在一固定体积的密闭容器中通入2molA和1molB发生反应2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)反应达到平衡时，测得C的物质的量浓度为wmol/L.若维持容器的容积不变，按下列四种配比做起始浓度，达平衡后，C的浓度仍维持wmol/L的是（ ）A、4molA+2molB B、2molA+1molB+3molC+1molDC、3molC+1molD+1molB D、3molC+1molD例2、在固定体积的密闭容器中，加入2molA,1molB,发生反应：A(g)+B(g) 2C(g)达到平衡时，C的质量分数为%,在相同条件下按下列情况充入物质达到平衡时C的质量分数仍为%的是（ ）A.2molC B.3molC C.4molA,2molB D.1mola,2molC例3、在一个固定体积的密闭容器中，保持一定浓度，进行以下反应：4A(g)+5B(g) 4C(g)+6D(g),已知加入4molA和5molB时，反应进行到一定程度时，反应混合物就处于平衡状态，现在该容器中，保持温度不变，令a,b,c,d分别代表初始加入的A,B,C,D的物质的量，如果a,b,c,d取不同的数值，它们必须满足一定关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中几种物质的百分含量仍跟上述平衡时完全相同，请填写下列空白：（1）若a=0,b=0, 则c= ,d= .（2）若a=1,则b= ,c= ,d= （3）a,b,c,d取值必须满足的一般条件是（请用方程式表示，其中一个只含a和c,另一个只含b和c）: , .规律二: 恒温恒压条件下,对于任何(无论反应前后气体分子数是否相同)可逆反应,如果起始加入物质的物质的量不同,按化学方程式中的化学计量关系“一边倒”后, 各组分的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效，平衡时,同种组分的体积分数、物质的量浓度相同，但物质的量不同。如: mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)起始 mmol nmol 0 0起始 0 0 0.5pmol 0.5qmol起始 0.1mmol 0.1nmol 0.2pmol 0.2qmol上述三种情况投料不同,但两种情况“左边倒”后,n(A)和n(B)的比值均同相同，因此三种情况可达到等效平衡，平衡时，同种组分（如A）的体积分数、物质的量浓度相同，但物质的量不同。例4恒温恒压下，在一个可变容积的密闭容器中发生如下反应： A(g)+B(g) C(g) 开始时放入1molA和1molB,达到平衡后，生成amolC.(1)若开始时放入3molA和3molB,达到平衡后，生成C的物质的量为 mol(2)若开始时放入xmolA、3molB和1molC,达到平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3amolx= ,y= 规律三: 恒温恒容条件下,对于反应前后气体分子数相同的可逆反应，如果起始加入物质的物质的量不同，按化学方程式中的化学计量关系“一边倒”后, 各组分的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效，平衡时,同种组分的体积分数相同，但物质的量浓度、物质的量不同。如： H2(g) + I2(g) 2HI(g)起始 1mol 1mol 0 起始 0 0 4mol 起始 0.5mmol 0.5nmol 0 上述三种情况投料不同,但将中投料“左边倒”后三种情况下n(H2)和n(I2) 的比值相同，可认为容积减半（压强加倍）得到，可认为容积加倍（压强减半）得到，压强改变平衡不移动，所以三种情况可达等效平衡。三种情况达到平衡时，同种组分（如H2）的体积分数相同，物质的量及物质的量浓度不相同。例5.有甲、乙两个容积相等的恒容密闭容器，向甲容器中通入6molA和2molB,向乙容器中通入1.5molA、0.5molB和3molC,将两容器的温度恒定在770K，使反应3A(g)+B(g) xC(g)达到平衡，此时测得甲、乙两容器中C的体积分数都是0.2，试回答下列有关问题：（1）若平衡时，甲、乙两容器中A的物质的量不相等，则x= ；若平衡时甲、乙两容器中A的物质的量不相等,则x= .（2）平衡时，甲、乙两容器中A、B的物质的量之比是否相等？ （填“相等”或“不相等”），平衡时甲中A的体积分数为 （3）若平衡时两容器中的压强不相等，则两容器中压强之比为 3、 等效平衡的解题思路（1）分析是否属于等效平衡问题 （2）属何种类型的等效平衡（3）选择建立平衡的条件（极值法）练习1.在t时，向一容积不变的密闭容器内放入1molA和1molB，发生如下反应：A(g)+B(g)C(g)+2D(g).达到平衡时C的含量m%,保持温度不变，若按下列配比将物质放入容器中，达到平衡时，C的含量仍为m%的是（ ）A.1molA和2molB B.2molD,1molA和1molB C.1molC和2molD D.1molC和1molD2. 在一定条件下，向一带活塞的密闭容器内充入2molSO2和1molO2,发生下列反应：2 SO2 (g)+O2(g)2SO3(g),达到平衡后改变下列条件，SO3气体平衡浓度不改变的是（ ）A.保持温度和容器体积不变，充入1mol SO3 B. 保持温度和容器压强不变，充入1mol SO3 C. 保持温度和容器压强不变，充入1mol O2 D. 保持温度和容器压强不变，充入1mol Ar3.恒温恒容下，有反应2A(g) + 2B(g) C(g) + 3D(g)，现从两条途径分别建立平衡。途径I：A、B的起始浓度均为2mol/L。途径II：C、D起始浓度分别为2mol/L和6mol/L，下列叙述错误的是 （ ）A.平衡时，体系内混合气体的百分组成相同B.平衡时，途径I所得各组分浓度为途径II所得各组分浓度的一半C.平衡时，途径I 的反应速率v(A)等于途径II的反应速率v(A)D.平衡时，途径I所得混合气体密度为途径II所得混合气体密度的一半3.在一恒定的容器中充入2molA和1molB发生反应：2A(g)+B(g) xC(g)达到平衡后，C的体积分数为a%;若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量A为0.6mol, B为0.3mol, C为1.4mol充入容器中，达到平衡后，C的体积分数仍为a%，则x的值为（ ）A.只能为2 B.只能为3 C.可能为2，也可能为3 D.任意值4.在一个固定体积的密闭容器中2molA和1molB发生反应2A(g)+B(g)3C(g) +D(g), 达到平衡时，C的浓度为Wmol/L维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，若C的浓度仍为Wmol/L,该配比是（ ）A.4molA+2molB B.3molC+1molD+1molB+2molA C.3molC+1molD+1molB D.3molC+1molD.若题中改为1molA,0.5molB,1.5molC,0.5molD作为起始物质，达到平衡后，C的浓度是否仍为Wmol/L? 若题中A为0.5mol/L,B为0.25mol,则C为 mol,D为 mol作为起始物质时，达到平衡后，C的浓度仍为Wmol/L.若题中改为amolA,bmolB,cmolC,dmolD作为起始物质，达到平衡后，C的浓度如果仍为Wmol/L，则a与c,b与d分别满足什么关系： 、 5. .恒温恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：A(g)+B(g) C(g)(1)若开始时放入1molA和1molB,到达平衡后，生成amolC,这时A的物质的量为 mol.(2)若开始时放入3molA和3molB,到达平衡后，生成C的物质的量为 mol.(3)若开始时放入xmolA,2molB和1molC,到达平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3amol,则x= mol,y= mol.平衡时，B的物质的量 （选一个编号）(甲)大于2mol (乙)等于2mol (丙)小于2mol (丁)可能大于、等于或小于2mol作出此判断的理由是 （1） 若在（3）的平衡混合物中再加入3molC,待再次到达平衡后，C的物质的量分数是 .若维持温度不变在一个与（1）反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。（2） 开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成bmolC,将b与（1）小题中的d进行比较 （选一个编号）(甲)ab (丙)a=b (丁)不能比较a和b的大小作出判断的理由是 专题二、化学平衡问题的解题技巧及规律一、当外界条件改变引起多方面因素发生改变时，可以通过构造一个中间状态来解题，思维模式为： 例1：一真空密闭容器中盛有1molPCl5,加热到20时发生如下反应：PCl5(g)PCl3(g)+ Cl2 (g)反应达到平衡时，PCl5所占体积分数为M%,若在同一温度和同一容器中最初投入的是2mol PCl5,反应达到平衡时 PCl5所占的体积分数为N%，则M和N的正确关系是（ ）A.MN B.Mb练习4:有两只密闭容器A和B,A容器有一个可移动活塞使容器内保持恒压，B容器保持恒容，起始时向两只容器中分别充入等量的体积比为21的SO2和O2的混合气体，并使A和B容积相等.在保持400条件下使之发生反应:2SO2 +O22SO3,填写下列空白:(1)达到平衡所需时间A比B ,A中的SO2转化率比B .(2)达到(1) 所述平衡后,若向两容器通入数量不多的等量氩气,A容器的化学平衡 移动,B容器的化学平衡 移动.(3)达到(1)所述平衡后,向两容器中通入等量的原反应气体,达到平衡后,A中的SO3体积分数 (增大、减小、不变)，B中的SO3体积分数 练习5:在373K,把11.5gN2O4气体通入体积为500ml的真空密闭容器中立即出现红棕色,反应进行到2s时,NO2含量为0.01mol,进行到60s时,达到平衡,此时容器内混合气体的密度是氢气密度的28.75倍,则下列叙述中正确的是( )A.开始2s内C(N2O4)的变化表示的反应速率为0.01molL-1s-1B.达到平衡时体系内压强是开始时的1.6倍C.平衡时C(N2O4)为0.025mol L-1D.平衡后若压缩容器,减小体积,则再达平衡时NO2浓度下降二、平衡正向移动与反应物的转化关系1.由于温度或压强改变而引起平衡正向移动时，反应物的转化率必定增大。2.由于增加反应物浓度引起平衡正向移动时，有以下几种情况：(1)对于反应物（不考虑固体反应物）不只一种的可逆反应，如N2+3H22NH3,平衡时增加一种反应物浓度，平衡正向移动，另一种反应物的转化率增大，而自身的转化率却减小。(2)对于反应物只有一种的可逆反应（并规定起始时只有反应物），若反应前后气体分子数不变，如2HI(g)H2(g)+I2(g),则无论增大或减小HI的浓度，HI的转化率都不改变，若反应后气体分子数减少，如2NO2(g)N2O4(g),则增大NO2的浓度，NO2的转化率增大；若反应后气体分子数增大，如2NH3N2+3H2,则增大 NH3的浓度，NH3的转化率减小。专题三、化学平衡图象题的解法1. 步骤：一看面（即纵坐标与横坐标的意义），二看线（即线的走向和趋势），三看点（即起点、折点、交点、终点），四看辅助线（如等温线、等压线、平衡线等），五看量的变化（如浓度变化，温度变化，转化率变化等）。想规律：联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。作判断：根据图象中表现的关系与所学规律相比较，作出符合题目要求的判断。2. 原则：“定一议二” “先拐先平”例1.在一密闭体系中发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应放热),下图是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线关系图.回答下列问题: (1)处于平衡状态的时间段是 (2)t1, t3, t4时刻体系中分别是什么条件发生了变化? t1: t3: t4: (3)下列各时间段时,氨的体积分数最高的是( )A. t0t1 B. t2t3 C. t3t4 D. t5t6例2.mA(g)+nB(g)qC(g)反应在密闭容器中进行，如图表示反应过程中温度T,压强P与B%（气体B在混合气体中的百分含量）的关系曲线由曲线分析，下列结论正确的是（ ）A.m+nq 正反应为