2022年高三化学复习化学平衡之等效平衡解题技巧3.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载高三化学复习第一轮第 8 讲 化学平稳之等效平稳解题技巧（5）一、概念在肯定条件（恒温恒容或恒温恒压）下,同一可逆反应体系,不管是从正反应开头,仍是 从逆反应开头,在达到化学平稳状态时,任何相同组分的含量（体积分数、物质的量分数等）均相同,这样的化学平稳互称等效平稳（包括“ 相同的平稳状态” ）；概念的懂得：（1）外界条件相同：通常可以是恒温、恒容,恒温、恒压；（2）“ 等效平稳” 与“ 完全相同的平稳状态” 不同：“ 完全相同的平稳状态”是指在达 到平稳状态时, 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“ 等效平稳”只要求平稳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）平稳状态只与始态有关,而与途径无关,（如：无论反应从正反应方向开头,仍是从逆反应方向开头投料是一次仍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,就达到相同的平稳状态；二、等效平稳的分类 ：在等效平稳中比较常见并且重要的类型主要有以下三种：I 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V 0 的体系）：等价转化后,对应各物质起始投料的物质的量 与原平稳起始态 相同 ；II 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 与原平稳起始态相同,两平稳等效；III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 与原平稳起始态相同,两平稳等效；解题的关键, 读题时留意勾画出这些条件, 分清类别,用相应的方法求解； 我们常采纳“ 等 价转换” 的方法,分析和解决等效平稳问题；三、例题解析I 类： 在恒温恒容下 ,对于化学反应前后气体体积发生变化的可逆反应,只转变起始加入 物质的物质的量, 假如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 的量与原平稳相同,就两平稳等效；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载例 1：在肯定温度下,把 2 mol SO 2 和 1 mol O 2 通入肯定容积的密闭容器中,发生如下反 应,当此反应进行到肯定程度时反应混合物就处于化学平稳状态；现在 该容器中维护温度不变, 令 a、b、c 分别代表初始时加入的 的物质的量（ mol）,假如 a、b、c 取不同的数值,它们必需满意肯定的相互关系,才能保证达到平稳状态时,反应 混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平稳完全相同；请填空：（1）如 a=0,b=0,就 c=_； （2）如 a=0.5 ,就 b=_,c=_；（3）a、b、c 的取值必需满意的一般条件是_,_；（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数不等的可逆反应, 在定温、定容下建立的同一化学平稳状态； 起始时,无论怎样转变 的物质的量,使化学反应从正反应开头,仍是从逆反应开头,或者从正、逆反应同时开头,它们所建立起来的化学平稳状态的成效是完全相同的,即它们之间存在等效平稳关系；我们常采用“ 等价转换” 的方法,分析和解决等效平稳问题；（1）如 a=0,b=0,这说明反应是从逆反应开头,通过化学方程式 可以看出,反应从 2 mol SO3 开头,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的混合物开头是等效的,故 c=2；（2）由于 a=0.5<2,这表示反应从正、逆反应同时开头,通过化学方程式 可以看出,要使 0.5 mol SO 2 反应需要同时加入 0.25 mol O 2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 SO 3是等效的,这时如再加入 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 O 2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 建立等效平稳；由化学方程式可知, c mol SO 3等价转换后与 c mol SO 2和 等效,即是说,和与 a mol SO 2、b mol O 2 和 c mol SO 3 等效,那么也就是与 2 mol SO 2 和 1 mol O 2等效；故有；II 类： 在恒温恒容下 ,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稳相同,就两平稳等效；例 2：在一个固定容积的密闭容器中,保持肯定的温度进行以下反应：；已知加入 1 mol H 2 和 2 mol Br2时,达到平稳后生成a mol HBr （见下表已知项）,在相同条件下,且保持平稳时各组分的体积分数不变,对以下编号的状态,填写下表中的空白；名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载解析：在定温、定容下,建立起化学平稳状态,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；依据“ 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稳相同,就达到平稳后与原平稳等效；由于标准项中 n（起始）： n（起始）： n（HBr平稳） =1：2：a,将 n（H2起始） =2 mol,n（Br2 起始） =4 mol,代入上式得 n（HBr 平稳） =2a；参照标准项可知, n（HBr 平稳） =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,就需要再加入 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,就 H2和 Br2 的总量分别为（）mol 和（）mol,依据,解得；设平稳时 HBr 的物质的量为 y mol ,就有,解得；III 类： 在恒温恒压下 ,转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稳相同,达到平稳状态后与原平稳等效；例 3：如下列图,在肯定温度下,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,容器中发生以下反应：（正反应放热）,如反应达到平稳后,测得混合气体的体积为 7 体积；据此回答以下问题：（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,假如反应达到平稳后混合气体中各气体的体积分数仍与上述平稳相同,那么：如 a=1,c=2,就 b=_；在此情形下,反应起始时将向 _（填“ 正” 或“ 逆” ）反应方向进行；如需规定起始时反应向逆反应方向进行,就 c 的取值范畴是 _；（2）在上述装置中,如需掌握平稳后混合气体为 6.5 体积,就可实行的措施是 _ ,缘由是 _ _；解析：（ 1）化学反应：在定温、定压下进行,要使平稳状态与原平稳状名师归纳总结 态等效,只要起始时就可以达到；已知起始时各物质的体积分别为1 体积 N2、b 体积 H2和 2 体积；依据“ 等价转换” 法,将 2 体积通过反应的化学计量数之比换算成第 3 页,共 6 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 和的体积,就相当于起始时有（学习必备欢迎下载,它们的比值为,1+1）体积和（ b+3）体积解得 b=3；因反应前混合气体为 8 体积,反应后混合气体为 7 体积,体积差为 1 体积,由差量法可解出平稳时 为 1 体积；而在起始时,的体积为 c=2 体积,比平稳状态时大,为达到同一平稳状态,的体积必需减小,所以平稳逆向移动；如需让反应逆向进行,由上述所求出的平稳时 的体积为 1 可知,的体积必需大于 1,最大值就为 2 体积 和 6体积 完全反应时产生的 的体积,即为 4 体积,就 1 c4；（2）由 6.5<7 可知,上述平稳应向体积缩小的方向移动,亦即向放热方向移动,所以实行降温措施；例 4：恒温、恒容条件下,三个密闭容器发生同一个反应,2SO2g+O 2g2SO3g .H=Q kJ/mol ； 三个容器的起始投料方式,如下：3容器SO2O2SO3cSO3 压强 P 反应物转化率放出或吸取热量,1 2 1 0 c1p11a 2 0 0 2 c2p22b 3 0 0 4 c3p33c 试判定以下几个量间的关系： c1 c2,c3 2c2；p1 p2,p3 2p2； 1 + 2 12；a + b = ；解析：容器 1 内的平稳与容器 2 内平稳是等效平稳 , 所以平稳时 SO3的浓度相等,即 c1=c2,p1=p2,容器 3 反应物投入量 4mol SO3,是容器 2 的二倍,相当于增大压强,平稳正移,所以容器 3 中SO3的浓度大于容器 2 中 SO3浓度的二倍,即 c32c2,即 c32c2；容器 3 反应物投入量 4molSO3,是容器 2 的二倍,如 Vg=0,就 2p2=p3,但 2SO2g+O 2g 2SO3g 是正向气体体积减小的反应, 2p2> p3；容器 3 反应物投入量 4mol SO3,是容器 2 的二倍,相当于增大压强,平稳正移,所以容器 3 中逆向进行的转化率小,即 a2a3,由于 1 2=1,所以 1 3<1；容器 2 中开始投入 2mol SO3,就容器 1 与容器 2 是等效的,容器 1 与容器 2 的反应的能量变化之和为 QkJ,故 a+b=Q；例 5：（一）恒温、恒压下,在一个容积可变的容器中发生如下反应：（1）如开头时放入 1 mol A 和 1 mol B ,达到平稳后,生成a mol C ,这时 A 的物质的量为_ mol；（ 2）如开头时放入 3 mol A 和 3 mol B ,达到平稳后,生成 C的物质的量为_mol；（ 3）如开头时放入 x mol A 、2 mol B 和 1 mol C ,达到平稳后, A和 C的物质的量分别为 y mol 和 3a mol,就 x=_,y=_；平稳时,B 的物质的量 _（填编号）；（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 （4）如在（ 3）的平稳混合物中再加入3 mol C ,待再次达到平稳后, C的物质的量分数是 _；（二）如维护温度不变,在一个与（一）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）开头时放入 1 mol A 和 1 mol B 到达平稳后生成 b mol C；将 b 与（1）小题中的 a 进行比较 _（填编号）； （甲） a>b （乙） a<b （丙） a=b 名师归纳总结 - - - - - - -（丁）不能比较a 和 b 的大小；作出此判定的理由是_ _ _ ；解析：（一）（ 1）由反应知,反应达平稳后,如有a mol C 生成,就必有a mol A 物质消耗,此时剩余A 的物质的量为（ 1a）mol（2）在恒温、恒压下,如投放3 mol 第 4 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载A 和 3 mol B,就所占有的体积为（ 1）中的 3 倍；由于 A、B 的投放比例与（ 1）相同,故平稳 时与（ 1）等效,而 C的物质的量为 3a mol ；（ 3）由于达到平稳时 C的物质的量为 3a mol ,故此平稳状态与（ 2）完全相同；如把 C的物质的量完全转化为 A和 B,A、B的物质的量应与（2）完全相等；起始（ mol）： x 2 1 将 C转化为 A、B（mol）：；x+1 2+1 0 通过上述可知,平稳时B平稳时（ mol）：y 3 3a 3a 据题意有：,解得,解得 y=33a；的物质的量为（ 33a）mol,由于该反应起始时投放的物质为A、B、C均有,即从中间状态开始达到平稳,故平稳可能向左、向右或不移动,也即3a 可能大于、小于或等于1（不移动时,）,故（3）中 B的物质的量应为（丁）；（4）在（3）的平稳中,再加入 3mol C,所达到的平稳状态与（ 1）、（ 2）、（ 3）皆为等效状态,通过（1）可求出 C的物质的量分数为,也就是在（ 3）的平稳状态时 C的物质的量分数；（二）（ 5）因此时容器的容积不变,而（1）中容器的容积缩小,（5）小题中容器相当于在（1）的基础上减压,就平稳逆向移动,故反应达到平稳后a>b,即应填（甲）；四、一边倒法 判定等效平稳： 化学平稳是历年来高考的重点和热点,而化学平稳中的 “ 等效平稳” 更是化学平稳中的难点,如何判定两个或多个平稳体系是“ 等效平稳”,通过对众多 涉及“ 等效平稳” 题目的讨论中查找到了一种方法,并把其称为 一边倒法 ；（1）一边倒法的步骤 第一步是通过可逆反应的化学计量数比换算成同一边物质的物质的量；其次步是看可逆反应类型 等体积反应（反应前后气体分子数不等的可逆反应）、不等体积 反应（反应前后气体分子数不等的可逆反应）；第三步是看条件（恒温恒容或恒温恒压） ；第四步得出结论：1在恒温恒容条件下,对于不等体积反应,只转变起始时加入物质的物质的量,如通过名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载一边倒法换算成同一边物质的物质的量与原平稳相同,就两平稳等效,否就不是“ 等效平稳”；2在恒温恒容条件下,对于不等体积反应,只转变起始时加入物质的物质的量,如通过一边倒法换算成同一边物质的物质的量不相同,既使与原平稳成比例（不相同时）,就两平稳不是“ 等效平稳” ；3在恒温恒容条件下,对于等体积反应,只转变起始时加入物质的物质的量,如通过一边倒法换算成同一边物质的物质的量相同或原平稳成比例（不相同时）,就两平稳等效,否就不是“ 等效平稳” ；4在恒温恒压条件下,对于不等体积反应,只转变起始时加入物质的物质的量,如通过一边倒法换算成同一边物质的物质的量相同或原平稳成比例（不相同时）,就两平稳等效,否就不是“ 等效平稳” ；5在恒温恒压条件下,对于等体积反应,只转变起始时加入物质的物质的量,如通过一边倒法换算成同一边物质的物质的量相同或原平稳成比例（不相同时）,就两平稳等效,否就不是“ 等效平稳” ；（2）“ 等效平稳” 的特点1反应混合物中的各相应组分的物质的量相等或成比例（不相同时）；2反应混合物中的各相应组分的物质的量浓度相等或成比例（不相同时）；3反应混合物中的各相应组分的质量分数、物质的量分数、体积分数等百分含量相同；4相应反应物的转化率相同；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 6 页