平衡转化率问题放缩法等效平衡

1、平衡转化率问题总结 平衡转化率%100 - 该反应物的起始浓度 该反应物的平衡浓度某反应物的起始浓度 或:平衡转化率%100 - 质的量该反应物的起始起始物 量该反应物的平衡物质的量某反应物的起始物质的 平衡转化率 %100 )( )( 或物质的量的浓度质的量该反应物的起始起始物 或物质的量浓度量某反应物转化的物质的 若要求某一时刻的转化率只要把平衡时的反应物浓度（或物质的量）改为某一时刻的反应物浓度 （或物质的量）即可。 现将有关平衡转化率的问题小结如下： 1. 对对有多种反有多种反应应物的可逆反物的可逆反应应达到平衡后加其一。达到平衡后加其一。这这种情况不管状种情况不管状态态如何均如何均认

2、为认为所加物本身所加物本身转转化率减小化率减小 其它物其它物质转质转化率增大化率增大 例 1：，反应达到平衡后增大的浓度，则平衡向正反应方向移动， 的转化率增大，而的转化率降低。 逆向运用: 例 2.反应: 3a（g）+b（g） 3c（g）+2d（g）达到平衡后加入 c 求 a 的转化率 分析：加入 c 促使 d 向 a、b 进一步转化故 d 向 a、b 转化的转化率增大而 a、b 向 c、d 转化的转化率减 小。 2. 对对只有一种反只有一种反应应物的可逆反物的可逆反应应达到平衡后再加。达到平衡后再加。 由于反由于反应应只有一种所以无只有一种所以无论论往反往反应应物加多少量都可物加多少量都可

3、视为视为等比例增加反等比例增加反应应物的用量，故物的用量，故认为认为有两种情况：有两种情况： （ （1）恒温恒）恒温恒压压：由于恒温恒：由于恒温恒压时压时等比例等比例扩扩大或大或缩缩小反小反应应物的用用量均与原平衡等效故物的用用量均与原平衡等效故转转化率不化率不变变，各反，各反应应物物 和生成物的体和生成物的体积积分数不分数不变变，各反，各反应应物和生成物物物和生成物物质质量会跟原平衡相比，等比例增加，但量会跟原平衡相比，等比例增加，但浓浓度不度不变变 （ （2）恒温恒容：此）恒温恒容：此时时可以看成反可以看成反应应叠加后，增大叠加后，增大压强压强使平衡向气体使平衡向气体总总系数小方向移系数小

4、方向移动动， ， 例 3，反应达到平衡后，再向密闭容器中加入 ，反应达到平衡时 no2、n2o4的物质的量（或物质的量浓度）均增大，颜色变深，no2转化率增大。 分析：该反应可认为后加入 no2与原反应进行叠加，叠加后气体总体积增加，为了使体积维持不变，只 能向体系加压从而引起叠加后的平衡向生成 n2o4的方向移动。 逆向运用: 例 4 ，反应达到平衡后，再向密闭容器中加入 n2o4，反应达到平衡时 no2、n2o4的物质的量（或物质的量浓度）均增大，颜色变深，n2o4向 no2转化的转化率减小。 分析：该反应可认为后加入 no2与原反应进行叠加，叠加后气体总体积增加（此时，no2的量会比原来

5、的多， ）为了使体积维持不变，只能向体系加压从而引起叠加后的平衡向生成 n2o4的方向移动。 例 5 反应达到平衡后，再向密闭容器中加入，达到平衡后， pcl3的物质的量会 ， （填“增加”还是“减少”）但是反应达到新的平衡时 pcl5物质的量会 ， （填“增加”还是“减少” ）的转化率 （填增大还是减小） ， pcl5在平衡混合物中的百 分含量较原平衡时 ， （填“增加”还是“减少” ） 答案：增加、增加、减小，增加 例 6 反应达到平衡后，再向密闭容器中加入 hi，hi 的平衡转化率 。h2的物质的量 ，i2的物质的量 。 答案：不变，增加，增加 3. 对对有多种反有多种反应应物的可逆反物

6、的可逆反应应达到平衡达到平衡时时按等比例加入各种反按等比例加入各种反应应物。也有物。也有 2 种情况：种情况： （ （1）恒温恒）恒温恒压压：由于恒温恒：由于恒温恒压时压时等比例等比例扩扩大或大或缩缩小反小反应应物的用用量均与原平衡等效，故物的用用量均与原平衡等效，故转转化率不化率不变变，各反，各反应应 物和生成物的体物和生成物的体积积分数不分数不变变，各反，各反应应物和生成物物物和生成物物质质量会跟原平衡相比，等比例增加，但量会跟原平衡相比，等比例增加，但浓浓度不度不变变。 。 （ （2）恒温恒容：此）恒温恒容：此时时可以看成反可以看成反应应叠加后，增大叠加后，增大压强压强使平衡向气体使平衡

7、向气体总总系数小方向移系数小方向移动动。 。 例 7。在密闭容器中按的比例充入和， 反应达到平衡后，若其它条件不变，再按的比例充入和，反应重新达到平 衡后，和的平衡转化率都有等同程度的增大。即反应达到平衡后按物质的量的比例增大反应物浓 度，达到新的化学平衡时，各反应物的转化率均有等同程度的增大。 例 8。反应达到平衡后按比例增大反应物浓度，达到新的化学平衡时， 各反应物的转化率均有等同程度的减小。 总结：其实问题 2、3 都是等比例扩大或缩小反应物用量的问题，大家只要抓住这类问题的模型特征，便能 轻松解决这类问题。 4等温等等温等压压下下对对于有多种反于有多种反应应物的可逆反物的可逆反应应达到

8、平衡达到平衡时时不不按比例加入各种反按比例加入各种反应应物。一般先物。一般先让让加入量加入量满满足等，足等， 然后把多出来或少的看成是然后把多出来或少的看成是单单独再加入减少的物独再加入减少的物质质，利用，利用问题问题一的一的办办法来解决。法来解决。 （此（此类问题类问题一般一般讨论讨论恒温恒恒温恒 压压） ） 例 9某温度下，在一容积可变的容器中，反应 2a（g）+b（g）= 2c（g）达到平衡时，a、b、c 的 物质的量分别为 4mol、2mol、4mol。保持温度和压强不变，平衡后再向体系中加各加入 1mola 和 1molb 本题通过一边倒去后可得到原平衡的起始量为： 2a（g） +

9、b（g）= 2c（g） 起始物质量/mol 8 4 0 加入 1mola 和 1molb 后起始物质量变为： 起始物质量/mol 9 5 0 所以我们可以把 9mola 和 5molb 看成先加 9mola 和 4.5molb 后满足等效（此时按问题 3 恒温恒压的情况 来处理）后再单独加入 0.5molb（此时可以再进一步按问题 1 处理） 特别注意： 1解决这类问题一定要理解题型特征 2要理解“等比例”所指的是与原平衡起始用量等比例，而不是与化学计量数等比例如 2a（g）+b（g）= 2c（g） 3 种不同起始量是否等比例我们通过一边倒便很容易看出来 2a（g） + b（g）= 2c（g）

10、 2a（g） + b（g）= 2c（g） 3 1 0 3 1 0 3 2 2 5 3 0 3 2 3 6 2 0 原加入情况 一边倒后的情况 在上述 3 种加料中与是等比例，而与是不等例的。 例 10某温度下，在一容积可变的容器中，反应 2a（g）+b（g）=2c（g）达到平衡时，a、b、c 的物 质的量分别为 4mol、2mol、4mol。保持温度和压强不变，平衡后再向体系中加各物质按下列情况加入平 衡怎样移动？ a均加 1mol， b.均减 1mol 高考化学等效平衡解题技巧 河南宏力学校张朝利 一、概念一、概念 在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还

11、是从逆反应开始，在达到化学 平衡状态时，任何相同组分的含量（体积分数、物质的量分数等）均相同，这样的化学平衡互称等效平衡（包括“相同的 平衡状态”）。 概念的理解： （1）外界条件相同：通常可以是恒温、恒容，恒温、恒压。 （2）“等效平衡”与“完全相同的平衡状态”不同：“完全相同的平衡状态” 是指在达到平衡状态时，任何组分的 物质的量分数（或体积分数）对应相等，并且反应的速率等也相同，但各组分的物质的量、浓度可能不同。而“等效平衡” 只要求平衡混合物中各组分的物质的量分数（或体积分数）对应相同，反应的速率、压强等可以不同。 （3）平衡状态只与始态有关，而与途径无关，（如：无论反应从正反应方向开

12、始，还是从逆反应方向开始投料 是一次还是分成几次反应容器经过扩大缩小或缩小扩大的过程，）只要起始浓度相当，就达到相同的平衡状态。 二、等效平衡的分类二、等效平衡的分类 在等效平衡中比较常见并且重要的类型主要有以下三种： i i 类：恒温恒容下类：恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说（即v0 的体系）：等价转化后，对应各物质起始投 料的物质的量物质的量与原平衡起始态相同相同。 iiii 类：恒温恒容下类：恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应来说（即v=0 的体系）：等价转化后，只要反应物（或生 成物）的物质的量的比例物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。 iiiiii

13、 类：恒温恒压下类：恒温恒压下对于气体体系等效转化后，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例物质的量的比例与原平衡起始态相同，两 平衡等效。 解题的关键，读题时注意勾画出这些条件，读题时注意勾画出这些条件，分清类别，用相应的方法求解。我们常采用“等价转换”的方法，分析和 解决等效平衡问题 三、例题解析三、例题解析 i i 类：类： 在恒温恒容下恒温恒容下，对于化学反应前后气体体积发生变化的可逆反应，只改变起始加入物质的物质的量，如果通 过可逆反应的化学计量数之比换算成化学方程式的同一边物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。 例 1：在一定温度下，把 2 mol so2和 1 mol o2通

14、入一定容积的密闭容器中，发生如下反应， ，当此反应进行到一定程度时反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中维持温度不变，令 a、b、c 分别代表 初始时加入的的物质的量（mol），如果 a、b、c 取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能 保证达到平衡状态时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡完全相同。请填空： （1）若 a=0，b=0，则 c=_。 （2）若 a=0.5，则 b=_，c=_。 （3）a、b、c 的取值必须满足的一般条件是_，_。（请用两个方程式表示，其中一个只含 a 和 c，另一个只含 b 和 c） 解析：通过化学方程式：可以看出，这是一个化学反应前后气体分子

15、数不等的可逆反应，在 定温、定容下建立的同一化学平衡状态。起始时，无论怎样改变的物质的量，使化学反应从正反应开始， 还是从逆反应开始，或者从正、逆反应同时开始，它们所建立起来的化学平衡状态的效果是完全相同的，即它们之间存在 等效平衡关系。我们常采用“等价转换”的方法，分析和解决等效平衡问题。 （1）若 a=0，b=0，这说明反应是从逆反应开始，通过化学方程式可以看出，反应从 2 mol so3开始，通过反应的化学计量数之比换算成和的物质的量（即等价转换），恰好跟反应从 2 mol so2和 1 mol o2的混合物开始是等效的，故 c=2。 （2）由于 a=0.52，这表示反应从正、逆反应同时

16、开始，通过化学方程式可以看出，要使 0.5 mol so2反应需要同时加入 0.25 mol o2才能进行，通过反应的化学计量数之比换算成 so3的物质的量（即等价转换） 与 0.5 mol so3是等效的，这时若再加入 1.5 mol so3就与起始时加入 2 mol so3是等效的，通过等价转换可知也与起始时 加入 2 mol so2和 1 mol o2是等效的。故 b=0.25，c=1.5。 （3）题中要求 2 mol so2和 1 mol o2要与 a mol so2、b mol o2和 c mol so3建立等效平衡。由化学方程式 可知，c mol so3等价转换后与 c mol s

17、o2和等效，即是说，和 与 a mol so2、b mol o2和 c mol so3等效，那么也就是与 2 mol so2和 1 mol o2等效。故有 。 iiii 类：类： 在恒温恒容下恒温恒容下，对于反应前后气体体积不变的可逆反应，只要反应物（或生成物）的物质的量之比与原平衡 相同，则两平衡等效。 例 2：在一个固定容积的密闭容器中，保持一定的温度进行以下反应： 已知加入 1 mol h2和 2 mol br2时，达到平衡后生成 a mol hbr（见下表已知项），在相同条件下，且保持平衡时各 组分的体积分数不变，对下列编号的状态，填写下表中的空白。 解析解析：在定温、定容下，建立起化

18、学平衡状态，从化学方程式可以看出，这是一 个化学反应前后气体分子数相等的可逆反应。根据“等价转换”法，通过反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质 的量之比与原平衡相同，则达到平衡后与原平衡等效。 因为标准项中n（起始）：n（起始）：n（hbr 平衡）=1：2：a，将 n（h2起始）=2 mol，n（br2起始）=4 mol，代入上式得n（hbr 平衡）=2a。 参照标准项可知，n（hbr 平衡）=0.5a mol，需要n（h2起始）=0.5 mol，n（br2起始）=1 mol，n（hbr 起始）=0 mol。而现在的起始状态，已有 1 mol hbr，通过等价转换以后，就相当于起始时有

19、0.5 mol h2和 0.5 mol br2的混合物， 为使n（h2起始）：n（br2起始）=1：2，则需要再加入 0.5 mol br2就可以达到了。故起始时 h2和 br2的物质的量应为 0 mol 和 0.5 mol。 设起始时 hbr 的物质的量为 x mol，转换成 h2和 br2后，则 h2和 br2的总量分别为（）mol 和（） mol，根据，解得。设平衡时 hbr 的物质的量为 y mol，则有 ，解得。 iiiiii 类：类： 在恒温恒压下恒温恒压下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学计量数之比换算成化学方程式的同一边物质 的物质的量之比与原平衡相同，达到平衡状态后与原平衡等效。 例 3：如图所示，在一定温度下，把 2 体积 n2和 6 体积 h2通入一个带有活塞的容积可变的容器中，活塞的一端与大 气相通，容器中发生以下