等效平衡问题及解题技巧

4/6专题一、等效平衡问题定义：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。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=1\*GB3①mmolnmol00起始=2\*GB3②00pmolqmol上述两种情况投料不同,但是将=2\*GB3②中投料“左边倒”后,四种物质的物质的量均同=1\*GB3①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+2molBB、2molA+1molB+3molC+1molDC、3molC+1molD+1molBD、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ω%,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ω%的是（）A.2molCB.3molCC.4molA,2molBD.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=1\*GB3①mmolnmol00起始=2\*GB3②000.5pmol0.5qmol起始=3\*GB3③0.1mmol0.1nmol0.2pmol0.2qmol上述三种情况投料不同,但=2\*GB3②=3\*GB3③两种情况“左边倒”后,n(A)和n(B)的比值均同=1\*GB3①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=1\*GB3①1mol1mol0起始=2\*GB3②004mol起始=3\*GB3③0.5mmol0.5nmol0上述三种情况投料不同,但将=2\*GB3②中投料“左边倒”后三种情况下n(H2)和n(I2)的比值相同，=2\*GB3②可认为=1\*GB3①容积减半（压强加倍）得到，=3\*GB3③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2molBB.2molD,1molA和1molBC.1molC和2molDD.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：2SO2(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（）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步骤：①一看面（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）。②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。③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。原则：①“定一议二”②“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.t0~t1B.t2~t3C.t3~t4D.t5~t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+n>q正反应为放热反应B.m+n>q正反应为吸热反应C.m+n<q正反应为放热反应D.m+n<q正反应为吸热反应例3.某一达到化学平衡状态的可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如图表示A的转化率α(A)与温度，压强的关系，分析该图示可以得出的结论是（）A.正反应吸热,m+n>p+qB.正反应吸热,m+n<p+qC.正反应放热,m+n>p+qD.正反应放热,m+n<p+q例4.可逆反应nX(g)+Y(g)mZ(g)(正反应为放热反应)的x%(x%为x混合气体中的体积分数)与温度关系如右图所示，图中曲线上a,d点是代表平衡时x%与温度关系的两点，b,c两点是反应混合物未平衡时的两点，若研究与密闭容器中以定压进行反应，当V正>V逆时，则在右图中，表示此种情况下的点是点。例5.反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),开始充入A,B或C,D,下图一,图二分别表示反应达到平衡后,改变温度、压强对反应速率及平衡的影响，下列判断正确的是（）A.开始时充入A、B,m+n>p+q,正反应为放热反应B.开