等效平衡解题技巧及训练

1、等效平衡解题技巧一、概念等效平衡：在一定条件（恒温包容或恒温恒压）下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，在达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量（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、包容，恒温、恒压。（2）等效平衡”与完全相同的平衡状态 ”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

2、、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一缩小或缩小 一扩大的过程，）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类：恒温恒压丁对于气体体系等效转化后，若反应物（或生成物）的物质的量的比例与 原平衡起始态相同，两平衡等效。II类：恒温恒容时对于反应前后气体体积发牛变化的反应来说（即VWO的体系）:等价转化后，对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同、两平衡等效。III类：恒温恒容时对于反应前后气体体积没有变化的反

3、应来说（即 -V=0一的体系）：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，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 等价转换：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三、例题解析一、 恒温恒压时，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1 :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

4、发生以下 反应：(正反应放热)，若反应达到平衡后，测得混合气体的体积为7体积。据此回答下列问题：(1)保持上述反应温度不变，设a、b、c分别代表初始加入的N2、H2和NH3的体积，如果反应达到平衡后混合气体中各气体的体积分数仍与上述平 衡相同，那么：若a=1 , c=2,则b=。在此情况下，反应起始时将向 (填 正” 或逆”)反应方向进行。若需规定起始时反应向逆反应方向进行，则 c的取值范围是。(2)在上述装置中，若需控制平衡后混合气体为 6.5体积，则可采取的措施是 , 原因是。恒温包容时，分两种状况:1.恒温包容时，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

5、，如果转换后的同一边物质的 物质的量与原平衡的相同，则两平衡等效。例2:在一定温度下，把2mol SO2和1mol O2通入一定容积的密闭容器中，发生如下反应2SO2 + O 2= 2SO3 ,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SO2、02、SO3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： 若 a = 0, b = 0,贝Uc = 。若 a = 0.5 ,贝U b = , c = o(3) a、b

6、、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)2.在恒温包容下，对于反应前后气体体积不变的可逆反应，只要转换反应物(或生成 物)的物质的量之比与原平衡的相同，则两平衡等效。例3: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： H2 (g) + Br2 (g)= 2HBr (g)。已知加入1mol H 2和2moi 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 AC的状态，填写下表 中的空白。已知 编 号起始状态物质的量(mol)平衡时HBr的物质的量(mo

7、l)H2Br2HBra120A240B10.5aCmn (n>2nr)针对训练：1、在tC时，向2L密闭容器中放入ImolA和ImolB,发生下列反应：A (g) +B (g) = C (g) +2D (g),平衡时C的含量为m% ,保持其他条件不变，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、2molA 和 ImolBB、2molD 和 A、B、C 各 1molC、ImolC 和 2molDD、ImolC 和 ImolD2、在一个固定体积的密闭容器中，加入 2mol A和1mol B,发生反应：2A(g)+B(g) I- 3c(g)+D(g)达平衡时，c (C)

8、 =W mol/L。若维持容器内体积和温度不变，按 下列四种配比作起始物质，达平衡后，C浓度仍为 W mol/L的是()(A) 1mol A +0.5mol B+1.5mol C +0.5 D(B) 2mol A + 1mol B + 3mol C + 1mol D(C) 3mol C + 1mol D + 1mol B(D) 3mol C + 1mol D3、在一恒温恒容密闭容器中，A、B气体可建立如下平衡：2A(g)+2B(g) = C(g)+3D(g)现分别从两条途径建立平衡：I . A、B的起始量均为2mol ; n . C、D的起始量分别为2mol和6mol。下列叙述不 正确的是：（

9、）A、I、n两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成相同B、I、n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，途径I的和途径n体系内混合气体平均相对分子质量相同D、达到平衡时，途径I的气体密度为途径n密度的1/24、在一个1L的密闭容器中，加入 2molA和ImolB ,发生下述反应：2A（g）+2B（g） = 3c（g）+D（g）达到平衡时，C的浓度为1.2mol/L , C的体积分数为a% 。维持容器的体积和温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍是1.2mol/L的是（）A、3mol C+1mol DB、1mol A+0.5mol B+1.5m

10、ol C+0.5mol DC、1mol A+0.5mol B+1.5mol CD、4mol A+2mol B5、在一固定容积的密闭容器中充入2molA和ImolB,发生反应：2A（气）+B（气）=1 xC（气）,达到平衡后，C的体积分数为 W%。若维持容器体积和温度不变，按 0.6molA、0.3molB和1.4molC为 起始物质，达到平衡后，C的体积分数仍为 W% ,则x值为 （）A、1B、2C、3D、46、在一个1L的密闭容器中，加入 2molA和1molB ,发生下述反应：2A（g）+B（g） = 3c（g）+D（g）达到平衡时，C的浓度为1.2mol/L , C的体积分数为a%。维持

11、容 器的压强和温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍是1.2mol/L （或C的体积分数仍是a%）的是（）A、3mol C+1mol DB、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol DC、1mol A+0.5mol B+1.5mol CD、4mol A+2mol B7、在恒温、恒压的条件下，向可变容积的密闭容器中充入3LA和2LB,发生如下反应：3A （气）+2B （气）=xC （气）+yD（气）达到平衡时，C的体积分数为 m%。若维持温度压强不变，将 0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作为 起始物质充入密闭容器中，达到平衡时C的体积分数仍为 m

12、%,则X、Y的值分别为（）A x=3 y=1B x=4y=1C x=5 y =1D x=10 y=28、在一个容积固定的密闭容器中充入ImolHI ,建立如下平衡：H2 （g） +I2 （g） = 2HI （g）,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ImolHI ,待平衡建立时HI的转化率为b%,则a、b的关系为（）A.a > bB.a < bC.a=b D.无法确定9、一个真空密闭恒容容器中盛有1molPCl5 ,加热到200 c发生如下反应：PCl5（g） = PCl3 （g）+Cl 2 （g）,反应达到平衡时，混合气体中 PCl5,所占体积分数为 M%

13、,。若 同一温度的同一容器中，最初投入 2 molPC%,反应达平衡时，混合气体中 PCl5,所占体积分数 为N%。则M和N的关系是（）（A） M >N （B） M=N（C） M V N （D）无法确定10、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 2mol SO2、1mol O2,初始时两容 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SO2在平衡混合物的物质的量分 数相同，下列措施中可行的是（）A.向甲容器中充入一定量的氨气B.向乙容器中充入一定量的 SO3气体C,升高乙容器的温度D.增大甲容器的压强11、有两个密闭容器 A和B , A容器内有一个移动的活

14、塞能使容器内保持恒压，B容器能保持恒容。起始时向这两个容器中分别充入等量的体积比为2: 1的SO2和O2的混合气体，并使A和B的容积相等。在保持 400 c的条件下使之发生如下反应：2 SO 2+O2 = 2SO3o（1）达到平衡时所需要的时间 A容器比B容器 （填长或短），A容器中SO2的转化率 比B容器。（填大或小）（2）达到（1）所述平衡后，若向两容器中通入数量不多的等量气，A容器化学平衡 移动，B容器化学平衡 移动。（3）达到（1）所述平衡后，若向两容器中通入等量的原反应气体，达到平衡时，A容器SO3物质的量分数；B容器中SO3的物质的量分数 。（填增大、减小、不变）12、在一个盛有催

15、化剂的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:N+3H =2NH。已知加入1moN和4molH2时，达到平衡时生成amolNH（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AC的状态，填写表中的空白:13、在一个容积固定的反应器中，有一可左右滑动的密封隔板，两侧分别进行如图所£1气）* 气）k 2c（气”/;云气）十双P市水气）示的可逆反应.各物质的起始加入量如下:A、B和C均为4.0摩、D为6.5摩、F为2.0摩,设E为x摩。当x在一定范围内变化时，均可以通过调节反应器的温度，使两侧反应都达到平衡,并且隔板恰好处于反应器的正中位置。请

16、填写以下空白:（1）若x = 4.5,则右侧反应在起始时向（填"正反应"或"逆反应。方向进行，欲使起始反应维持向该方向进行， 则x的最大取值应小于（2）若x分别为4.5和5.0,则在这两种情况下，当反应达平衡时，A的物质的量是否相等?（填"相等"、"不相等"或"不能确定”）.其理由是:例一解：（1）化学反应：N2 + 3H2=2NH3在定温、定压下进行，要使平衡状态与原平衡状态等效，必须保证等价转换后起始物各物质的物质的量之比相等，即只要起始时已知 编 号起始物质的量（mol）平衡时NH的物质的量（mol）H2NH

17、140aA1.560B10.5aCmn (n>4nr)N2+3H2 =2NH3原始体积：260新加入体积：1b2寺效转换成：1 + 1b + 301 + 1b + 3，即 b = 32 6v(N2)2V(H 2)= 6就可以达到设题干中平衡时NH3的量为x体积N2+ 3H2 = 2NH3AV解得x = 1即题干中平衡时NH3为1 mol ,而中为2 mol ,比平衡状态时大，为达到同一平衡状态，NH3的体积必须减小，所以平衡逆向移动。若需让反应逆向进行，由上述所求出的题干中平衡时NH3的体积为1可知，NH3的 体积必须大于1 ,最大值则为4体积（2体积N2和6体积H2完全反应时产生的NH

18、3为4 体积），则1< C< 4 o（2）由6.5 <7可知，上述平衡应该向体积缩小的方向移动，亦即向放热方向移动，所以采 取降温措施。（虽说压缩能使平衡向正反应方向移动，但题中已说明活塞的一端与大气相 通，压强是不变的，故压缩这一方法不符合题意）答案：（1）b = 3 ;平衡逆向移动 1< C< 4（2）降温；由6.5 <7可知，上述平衡应向体积缩小的方向移动，亦即向放热方向移 动，所以采取降温措施例二解析：通过化学方程式：2SO2 + O2=2SO3可以看出，这是一个反应前后气体分子数不等的可逆反应，在定温、定容条件下建立的同一化学平衡状态。 起始时，无

19、论怎样改变SO2、02、SO3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，但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，由下列对应关系可知2SO2+02 = 2SO3原始量： 21新加入量：0等效转换成：c把S03的物质的量c mol通过化学方程式化学计量数之比换算成S02和02的物质的1 2©C2 C10bcb + c0c重(即等价转换)：c mol和万 mol根据恒温包容下，对于化学反应前后气体体积发生变化的

20、可逆反应”的等效平衡条件可c以看出，反应从c mol SO 3开始，恰好跟反应从c mol SO 2和5mol O 2的混合物开始是等效c的；则要跟原题中2mol SO 2和1mol 0 2达到等效平衡，必须c mol SO 2和2mol O 2分别等 于2和1,故c=2。+ O2 = 2SO3(2) 2SO22C原始量：2新加入量：0.5等效转换成：0.5 + c若 0.5+ c =2、b+ "2 = 1,则新加入量：0.5 mol SO 2、b mol O 2、c mol SO 3 与原加入 量：2 mol SO 2、1 mol O 2 是等效的，故可求得 b = 0.25 ,

21、c = 1.5。(3)2SO22C原始量： 2新加入量： a等效转换成：a+ c12c2C10bcb + 20O2 - 2SO3题中要求2mol SO 2和1mol O 2要与a mol SO 2、b mol O 2和c mol SO 3建立等效平衡。由化学方程式2SO2 + O22SO3 可知，c mol SO 3等价转换后与c mol SO 2和2 mol O2等效, 即是说，(a+ c )mol SO 2 和(b + c )mol O 2 与 a mol SO 2、b mol O 2 和 c mol SO 3 等效，那 么也就是与2mol SO 2和1mol O 2等效。故有a + c

22、= 2, b + 2 = 1 答案：(1) c=2(2) b = 0.25 , c = 1.5c(3) a + c = 2, b + -2 = 1 或a + c = 2, 2b + c = 2例三解：建立模型，会使此题更简单:A组:原始态代 + Br 21 + 2始态A始态A1始态A2H + Br 21 + 2两状态之和,因此始态A平衡混合物中各组分的物质的量就是始态 A1和始态A2平衡混合物中各组分的物1 一 ,质的量之和。而始态A1与原始态相比，就是把原始态压缩至原体积的 -o而由H2 (g) + Br2因此始态A1中平衡后HBr的量与原始态平衡后相等，也是a摩。于是始态A1和始态A2中

23、平衡后HBr共2a摩，即始态A中平衡后HBr为2a摩。由此，可得出结论：对于等效平衡状态，若改变加入量弁不能使平衡移动，则不同加入量时某物质的物质的量 之比等于不同加入量对应的 平衡混合物中某物质的物质的量之比（2） B组：原始态中，H2、Br2和HBr分别应为2摩、1摩和0摩由例的结论可知，要使平衡时HBr为0.5a摩,H2、Br2和HBr分别应为1摩、0.5摩和0摩设H2为x摩，Br2为y摩H22HBr原始量（mol）: 新加入量（mol）: 等效转换成（mol）:x + 0.5 y + 0.50由A组的结论可知：1_ ax + 0.5 = 05a2_ ay + 0.5 =遍x = 0y = 0.5平衡后HBr的量（mol）a0.5a（3） C组：