等效平衡原理及规律

1、等效平衡原理及规律一、等效平衡原理在一定条件(定温、定压或定温、定容)下，对于同一可逆应，只要起始时加入物质的物质的量不同，而达到平衡时，同种物质的物质的量或物质的量分数(或体积分数这样的平衡称为等效平衡。如，常温常压下，可逆反应：2SQ+ Q WSO 3 SO、Q、SO的物质的量分别为2molOmol 0mol 0mol 2mol 从正反应开始，从逆反应开始，从正逆反应同时开始，由于、三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物，对应各组分的物质的量均相等 、折算为)，因此三者为等效平衡二、等效平衡规律根据反应条件(定温、定压或定温、 定容)以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否

2、相等)，可将等效平衡问题分成三类：I. 在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应只改变起始时加入物 质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原 平衡相同，则两平衡等效。例1.在一固定体积的密闭容器中，加入2 mol A和1 mol B发生反应2A(g)+B(g) |113C(g)+D(g)，达到平衡，c的浓度为w mol/L。若维持容器体积和温度不变，下列四种配 比作为起始物质，达平衡后，c的浓度仍为 w mol/L的是A. 4 mol A +2 mol B)相同,1mol(如将C. 3 mol C+1 mol D +1 mol B解析：根据题

3、意：2A(g)+B(g)=3C(g)+D(g)(2mol 1mol 002A(g)+B(g)=3C(g)+D(g)(1mol 00所以，以 3 mol C+1 mol D应(1)等效的平衡。答案：B. 1 mol A+ mol B+ mol C+ mol DD. 3 mol C+1 mol D反应反应或以BD1)<=> 2A(g)+B(g)=3C(g)+ D(g)( 反应 2)00 3mol 1mol3)<=> 2A(g)+B(g)= 3C(g) + D(g)(0 01mol A+ mol B+ C+ mol D作为起始物质均可形成与反反应4)解题规律：此种条件下，只要

4、改变起始加入物质的物质的量，若通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效(此种情况下又称等同平衡，此法又称极限法)。(或生II. 在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物 成物)的物质的量之比与原平衡相同，则两平衡等效。例2恒温恒容下，可逆反应2HI1 H+I2 (气)达平衡。下列四种投料量均能达到同一平衡，请填写：起始状态物质的量n/mol平衡时HI的物质的量n/molI 2HI120a24010.5amg(g > 2m)解析：题干n(H2)起始：n(l 2)起始：n(HI)平衡=1:2:a<=>2:4:

5、2a n(HI)平衡=2a 根据反应：2HIIH2+I2 (气)，起始状态1mol Hl<=>+根据题干n(H2)起始:n(l 2)起始：n(HI)平衡=1:2:a则 n(H 2)起始:n(l 2)起始:n(HI)平衡=:1:0.5a则Ha和12原有物质的量应为0和= 设起始 HI 为 x mol x mol HI<=> molHn(H2)起始=(m+ mol n(l2)起始=(g+ mol又 n(H2)起始:n(l 2)起始=(m+: (g+=1:2 x=2(g-2m)设 n(HI)平衡为 ymol，贝U n(l 2)起始：n(HI) 平衡=2:a= (g+:y y=

6、(g-m)a解题规律：此条件下，只要换算到同一半边时，反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡相等，则两平衡等效。Ill .在恒温、恒压下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同，则达平衡后与原平衡等效。反之，等效平衡时，物质的量之比与原建立平衡时相同。例3.1.恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：LC(气)，到达平衡后，生成a mol C，这时A的物质的2+ moll 2A (气)+B (气)(1) 若开始时放入1 mol A 和1 mol B量为(2) 若开始时放入 3 mol A和(3) 若开始时放入mol 。x mo

7、l A 、3 mol B,;2 mol B_mol , y=到达平衡后，生成C的物质的量为 mol ;和1 mol C，到达平衡后，A和C的物质的量分:_mol。平衡时，B的物质的量_别是 y mol 和 3a mol，贝U x=(甲)大于 2 mol (乙)等于 2 mol (丙)小于 2 mol (丁)可能大于、等于或小于2 mol作出此判断的理由是 (4) 若在(3)的平衡混合物中再加入数是。II .若维持温度不变，在一个与(I)反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生 上述反应(5) 开始时放入1 mol A 和1 mol B 到达平衡后生成 b mol C。将b与(1)小题中的a进

8、行比较(甲)a<b (乙)a>b (丙)a=b (丁)不能比较 a和b的大小 作出此判断的理由是 解析：(1)利用关于化学平衡计算的三步骤解题法可以算出答案(2) 适用上面等效平衡规律 且平衡时各物质的量均为原来的(3) 平衡时C的物质的量为的等效平衡，相当于开始加入了 若平衡时C的物质的量为 3aO3 molC，待再次到达平衡后，C的物质的量分C,由于开始加入的物质的量之比相等都为 3倍，所以生成 C的物质的量为 3a;3a与第(2)题平衡时C的物质的量相等，3molX 和 3molY，可计算出 X=2mol,。1 a) mol ；3，两平衡等效属于绝对量相等Y= (3 3a)

9、mol。大于C的起始物质的量 1mol，则反应正向进行，平衡时 B3a=1,n ( B) =2mol;的物质的量 n ( B) <2mol ;同理可知： 3a<1,n( B) >2mol，所以选丁；(4) 由于生成物只有C一种，因此在恒温、恒压下无论加入多少质的量分数都不变，所以再次到达平衡后，C的物质的量分数是C,平衡时各物质的物 a/ (2 a);(5) 当改变条件，使成为恒温恒容时，由于该反应是一分子数目减少的反应，随着反应的进行，容器内的压强在减少，(5)相对于(1)而言，可以等效看成(1)达到平衡后，再将容器体积扩大，则平衡向左移动，C的百分含量降低，故bv a解题

10、规律：此条件下，只要按化学计量数换算到同一半边后，各物质的量之比与原平衡 相等，则两平衡等效。训练题：1. 在一定温度下，把 2molSQ2和1molQ2通入某固定容积的密闭容器中，在催化剂存在下发生反应 2SQ (g) +C2 ( g) |11 2SQ3 ( g)，当反应达到平衡时，反应混合物 中SO的体积分数为91%,现维持容器内温度不变，令a、b、c分别代表初始加入的SQ、Q、SQ的物质的量，若达到平衡时，SQ的体积分数仍为 91%,则a、b、c的值可以是下列各组中的()、1、2、0、1C.1、1、22. 在一定温度下，向密闭容器中充入和，反应达到平衡时测得NH的物质的量为。若在该容器中

11、开始时充入molN2和，则平( )若为定容容器，n (NH3)>若为定压容器，n (NH3)<2A ( g) +2B ( g)"( g) +3D ( g)现2mol/L 、D的起始浓度( )n(N H3)= B.n(N H3)= D.有下列气体反应2A(g)+B( g)c%若开始充入容器中的是，和，C%,则 xB、3 C 、4 D、52molA 和 1molB，发生下述反应：2A(g)+B(g) =,C的体积分数为a%。维持容器的压强和温度不变，C的浓度仍是L (或C的体积分数仍是 a%)的是C的浓度为达到平衡后,BD . 4mol A+2mol B向可变容积的密闭容器中

12、充入3LA和2LB，发生如下反应：xC(g)+yD(g);达到平衡时，C的体积分数为m%。若维持温度压强不变，C的体积分数仍为 m%则X、Y的值D . x=10 y=2H(g)+I 2(g) =2HI(g),1molHI，待平衡建立时 hi衡时NH的物质的量为A.若为定容容器，C.若为定压容器，3. 在等温、等容条件下，分别从两条途径建立平衡：、B的起始浓度均为分别为2mol/L 和6mol/L,下列叙述正确的是、II两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成相同、II两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成不同C. 达到平衡时I途径的v(A)等于II途径的v(A)D. 达到平衡后，

13、I途径混合气体密度为II途径混合气体密度的二分之一4. 体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的SQ和Q,在相同温发生反应：2SQ+Q l2SQ3,并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SQ的转化率为P%则乙容器中 SQ的转化率()A.等于P% B. 大于P%C.小于P%D.无法判断5. 某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)+B(g)之Cg)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别是4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是()A、均减半 B 、均加倍C、均增加1mol D 、均

14、减少 1mol6. 将2molA和ImolB充入一个密闭容器中，在一定条件下发生： 亍xC(g)达到平衡，测得 C的物质的量分数为 平衡时C的物质的量分数仍为 的值可能为(7 .在一个1L的密闭容器中，加入3C(g)+D(g)达到平衡时， 按下列配比作为起始物质，：( )1mol A+ B+ C+ DA. 3mol C+1mol DC. 1mol A+ B+ C8 .在恒温、恒压的条件下，3A(g)+2B(g)将、.4LC.作为起始物质充入密闭容器中，达到平衡时 分别为()A. x=3 y=1 B . x=4 y=1C . x=5 y =19.在一个容积固定的密闭容器中充入ImolHI，建立如

15、下平衡：测得hi的转化率为a%其他条件不变，在上述平衡体系中再充入的转化率为b%则a、b的关系为（）A. a>bB. a<bC. a=bD.无法确定10 . 一个真空密闭恒容容器中盛有1molPCI5 ,加热到200C发生如下反应： PCl5,所占体积分数为 M%。若 混合气体中P Cl5，所占体积PCl5（g）PCl3（g）+CI 2（g），反应达到平衡时，混合气体中同一温度的同一容器中，最初投入2 mol PCI 5，反应达平衡时，分数为N%则M和N的关系是（）A. M>NB. M=N C . M < N11.已知甲为恒温恒压容器，乙为恒温恒容容器。两容器中均充入

16、时两容器的温度体积相同。一段时间后反应达到平衡，为使两容器中的 物质的量分数相同，下列措施中可行的是.无法确定2mol SO、1mol Q,初始SQ在平衡混合物的（）SQ气体A向甲容器中充入一定量的氦气B.向乙容器中充入一定量的C.升高乙容器的温度D.增大甲容器的压强12.在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中，保持一定温度和压强，进行以下反应：Na + 3H2=2NH。已知加入 1mol N2和4mol H2时，达到平衡后生成 a mol NH3 （见下表已 知项）。在相同温度、压强下，保持平衡时各组分的体.积分数不变。对下列编号的状态，填写表中空白。已起始状态物质的量 n/mol平衡时NH的

17、物质的 量n/molN2H2NH编号140a601mg(g>4m)13. （2006湖北联考）t C时，将3mol A和1mol B气体通入容积为2L的密闭容器中（容积 不变），发生如下反应3A（ G+ B（x）A±xC（g） , 2min时反应到达平衡状态 （温度不变） 此时容器内剩余了 B,并测得C的浓度为-L-1。请填写下列空白：（1）从反应开始到平衡状态，生成C的平均反应速率为 x=。（3）若向原平衡混合物的容器中再充入a molC, 在t C时达到新的平衡，此时B的物质的量为 n（B） =mol 。（4）保持温度和容积不变，对原平衡混合物中三者的物质的量作如下调整，可使平衡向右移动的是（填字母）。A.均减