第二章第二节 化学平衡- 等效思想解答化学平衡应用题 专题 讲义 2022-2023学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

山西省榆次第一中学校李金虎选择性必修1化学反应原理第二章第二节化学平衡专题“等效思想”解答化学平衡应用题点评笔记从反应物开始和从生成物开始建立等效平衡时，要注意反应产生热量并不相等注意条件：恒温恒容、恒温恒压、绝热恒容、绝热恒压点评笔记从反应物开始和从生成物开始建立等效平衡时，要注意反应产生热量并不相等注意条件：恒温恒容、恒温恒压、绝热恒容、绝热恒压模型建构条件等效条件（一边倒）结果恒温恒容（非等体变化）投料换算成相同物质表示时物质的量相同两平衡各组分百分含量均相同（n、c相同）全等平衡（等同平衡）恒温恒容（等体变化）投料换算成相同物质表示时物质的量成比例两平衡各组分百分含量均相同（n、c按比例变化）等比平衡（相似平衡）恒温恒压投料换算成相同物质表示时物质的量成比例两平衡各组分百分含量均相同（c相同，n按比例变化）等比平衡（相似平衡）在一定条件（恒温恒在一定条件（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。一、看“等效概念”一、看一、看“等效概念”二、看“反应条件”恒温恒容（二、看“反应条件”恒温恒容（恒T恒V）或恒温恒压（恒T恒P）三、看“反应类型三、看“反应类型”非等体变化（ΔV(g)≠0）或等体积变化（ΔV(g)=0）点评笔记极值转化法（一边倒）点评笔记极值转化法（一边倒）无论平衡从哪个方向建立，在判断时都可根据题给条件和反应计量系数把生成物全部推算为反应物或把反应物全部推算成生成物，再与原平衡加入的物质的量相比较，若物质的量“相当”则为等效平衡。四四、看“极值转化”全等等效（等同等效）或等比等效（相似等效）全等等效（等同等效）或等比等效（相似等效）五、看“五、看“等效判断”模型示例【模型典例】在一定温度下，把2molSO2和1molO2通入一固定容积的密闭容器中，发生如下反应，2SO2+O22SO3，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、O2、SO3的物质的量，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）【模型思路】第一招看条件（恒温恒容）第二招看反应类型[非等体积变化（△V(g)≠0）]第三招极值转化法（一边倒）第四招判断等效列等式【模型快解】（1）恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应判断方法：投料换算成相同物质表示时物质的量相同即等效。例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)①2mol1mol0②002mol③0.5mol0.25mol1.5mol④amolbmolcmol上述①②③三种配比，按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则SO2均为2mol，O2均为1mol，三者建立的平衡状态完全相同。④中a、b、c三者的关系满足：c＋a＝2，eq\f(c,2)＋b＝1，即与上述平衡等效。【答案】（1）c=2（2）b=0.25，c=1.5（3）c＋a＝2，eq\f(c,2)＋b＝1（或2b+c=2）。解题笔记模型解题笔记1．在t℃时，向2L恒容密闭容器中放入1molA和1molB，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1molBB．2molD和A、B、C各1molC．1molC和2molDD．1molC和1molD2．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和C的物质的量分别为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1molD．均减少1mol3．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；Ⅱ.C、D的起始量分别为2mol和6mol。下列叙述不正确的是()

A．Ⅰ、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

B．Ⅰ、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，途径Ⅰ的和途径Ⅱ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Ⅱ密度的1/2

4．在一个容积固定的密闭容器中充入1molHI，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1molHI，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=bD．无法确定5．一个真空密闭恒容容器中盛有1molPCl5，加热到200℃发生如下反应：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)，反应达到平衡时，混合气体中PCl5所占体积分数为M%，。若同一温度的同一容器中，最初投入2molPCl5，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＞NB．M＜NC．M=ND．无法确定6．把晶体N2O4放入一固定容积的密闭容器中气化并建立N2O4(g)2NO2(g)平衡，然后保持温度不变，再通入与起始时等量的N2O4气体，反应再次达平衡，则新平衡N2O4的转化率与原平衡比()A．变小B．变大C．不变D．无法确定7．一定条件下存在反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，其正反应放热。图1、图2表示起始时容器甲、丙体积都是V，容器乙、丁体积都是V/2；向甲、丙内都充入2amolSO2和amolO2并保持恒温；向乙、丁内都充入amolSO2和0.5amolO2并保持绝热(即与外界无热量交换)，在一定温度时开始反应。下列说法正确的是()A．图1达平衡时，浓度c(SO2)：甲＝乙B．图1达平衡时，平衡常数K：甲<乙C．图2达平衡时，所需时间t：丙＜丁D．图2达平衡时，体积分数φ(SO3)：丙＞丁解题笔记8．一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下。下列说法正确的是()解题笔记容器1容器2容器3反应温度T/K700700800反应物投入量2molSO2、1molO24molSO32molSO2、1molO2平衡v正(SO2)/(mol·L－1·s－1)v1v2v3平衡c(SO3)/(mol·L－1)c1c2c3平衡体系总压强p/Pap1p2p3物质的平衡转化率αα1(SO2)α2(SO3)α3(SO2)平衡常数KK1K2K3A．v1＜v2，c2＜2c1B．K1＞K3，p2＞2p3C．v1＜v3，α1(SO2)＞α3(SO2)D．c2＞2c3，α2(SO3)＋α3(SO2)>19．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1molH2和2molBr2时，达到平衡后生成amolHBr（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①～③的状态，填写下表中的空白。已知编号起始状态时物质的量n(mol)平衡时HBr的物质的量n(mol)H2Br2HBr120a①240②10.5a③mg(g≥2m)答案：1．解析：选C利用极值转化法（一边倒）可进行判断。2．解析：选C在容积可变的情况下，从对平衡混合物中三者的物质的量对各物质的量的浓度影响角度思考．在“均减半”或“均加倍”时，相当于A、B、C三种物质的浓度都没有改变，“均增加1mol”时相当于A、C物质的浓度减小，B物质的浓度增大，平衡右移；“均减小1mol”时相当于A、C物质的浓度增大，B物质的浓度减小，平衡左移。3．解析：选B2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g)Ⅰ2mol

2mol

Ⅱ2mol

6mol

Ⅱ所加物质完全转化为A、B时，可生成4molA、4molB，与Ⅰ物质的量比值相等，由反应可知，反应前后气体的化学计量数相等，压强对平衡移动没有影响，则Ⅰ、Ⅱ为等效平衡状态，体系内混合气体的百分组成相同，混合气体平均相对分子质量相同，由于容器体积相等，Ⅱ气体质量是Ⅰ气体质量的2倍，则达到平衡时，途径Ⅰ的气体密度为途径Ⅱ密度的12，则B、C、D正确，A错误。

4．解析：选C在平衡体系中再充入1molHI，相当于加压，由反应可知，反应前后气体的化学计量数相等，加压平衡不移动，HI的转化率不变。5．解析：选B最初投入2molPCl5，在恒温恒容条件下，相当于回加压，平衡左移，PCl5所占体积分数增大。6．解析：选A过程假设：思维程序：第①步两容器平衡后状态一模一样。第②步撤去隔板没有任何变化。第③步压缩时平衡逆向移动，故N2O4的转化率变小。7．解析：选C容器Ⅰ中从正反应开始到达平衡，该反应为放热，容器Ⅱ中从逆反应开始到达平衡，该反应为吸热，无法比较Q1与Q2的大小，故A错误；容器Ⅲ中相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上再加入1molCO和1molH2O，压强不影响该化学平衡，但容器Ⅲ中反应的物质量大，放热多，到达平衡时温度更高，该反应正反应是放热反应，温度升高平衡逆向移动，则容器Ⅲ中CO的转化率低，CO的百分含量高，故B错误；容器Ⅱ中所到达的平衡状态，相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上降低温度，平衡向正反应方向移动，则容器Ⅱ中反应的平衡常数大于容器Ⅰ，C正确，温度相同时，容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和等于1，容器Ⅱ中所到达的平衡状态，相当于在容器Ⅰ中平衡的基础上降低温度，平衡向正反应移动，二氧化碳的转化率比两容器相同温度对容器Ⅱ中CO2的转化率低，故容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1，故D错误。8．解析：选C比较容器1、2，容器2中投料相当于容器1中的2倍，相当于容器2中起始压强是1中的2倍，所以平衡时用2中各物质表示的反应速率均大于1中；由于2中压强大，更有利于反应正向移动，故平衡时c2＞2c1，A错误。比较容器1、3,3中温度高，由正反应放热可知，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，所以K1＞K3；比较容器2、3中投料，2中投料相当于3中2倍，3中温度高，且平衡逆向移动，所以一定有p2＜2p3，B错误。比较容器1、3，只有温度不同，3中温度高，反应速率快