2022年等效平衡例题解析 .pdf

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1、学习好资料欢迎下载等效平衡一、等效平衡的原理在一定条件（定温、定容或定温、定压）下，只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后， 任何相同组分的物质的量分数（或体积分数）均相同， 这样的化学平衡互称等效平衡。二、等效平衡的建立化学平衡状态的建立与条件（如浓度、温度、压强等）有关，而与建立平衡时的途径无关，因而同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时的条件（浓度、温度、压强等）完全相同，则可形成等效平衡。如常温常压下，可逆反应：2SO2 + O2 2 SO3 2mol 1mol 0 0 0 2mol 1mol 0.5mol 1mol 从正反应开始，从逆反应开始，从正、逆反应同时开始，由于

2、、三种情况如果按方程式的化学计量数比折算成同一方向的反应物，对应各组分的物质的量均相等如将、折算为，因此三者为等效平衡。三、等效平衡的规律1、 定温、定容条件下的等效平衡类： 在定温、 定容条件下， 对于反应前后气体化学计量数不相等 的可逆反应，只改变起始时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边物质的物质的量，所得反应物（或生成物）的物质的量与原起始量对应相同，则两平衡等效。类：在定温、定容条件下，对于反应前后气体化学计量数相等 的可逆反应，只改变起始时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边物质的精选学习资料 - - - - - - - - -

3、名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页学习好资料欢迎下载物质的量， 所得反应物（或生成物）的物质的量之比与原起始量之比对应相同，则两平衡等效。2、 定温、定压条件下的等效平衡在定温、 定压条件下， 对于反应前后气体化学计量数任意型 的可逆反应， 只改变起始时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边物质的物质的量，所得反应物（或生成物）的物质的量之比与原起始量之比对应相同，则两平衡等效。四、等效平衡的解题思想 极值法无论平衡从哪个方向建立，在判断时，都可以根据题给条件，把生成物全部推算成反应物或把反应物全部推算成生成物，再与平衡开始时加入的物质的量相

4、比较。推算公式是：某反应物的物质的量变成生成物而消耗了该反应物的物质的量=原来该反应物的物质的量理解了上述等效平衡的概念和建立方法，就能顺利应用到实际的解题中。五、等效平衡的应用等效平衡的应用通常有三类，第一类是改变起始加入量，第二类是反应物分批加入，第三类是等效平衡的综合应用，现就此例析如下。1、改变起始加入量时有关等效平衡的计算改变起始加入量判断平衡时体积分数的大小例1（2005 年江苏化学卷，18题）一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g)+B(g)3C(g) ， 若反应开始时充入2molA 和2molB ， 达到平衡后A 的体积分数为a% 。其他条件不变时，若按下列四种配比

5、作为起始物质，平衡后A 的体积分数大于a%的是( ) A、2molC B、2molA 、1molB 和1molHe （不参加反应）C、1molB 和1molC D、 2molA 、3molB 和 3 molC 解析： 本题考查了上述“ 定温、 定容 ” 条件下的等效平衡规律中的第2类等效平衡问题。首先把各选项中的C 都折算成 A和 B， 再与题干相比较。 选项 A 中把 “ 2molC ” 完全转化为 “ 4/3molA精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页学习好资料欢迎下载和2/3molB ” ，可 设想 分两步进行，

6、第一次先加入4/3molA 和4/3molB ，与题干中比例一致，与原平衡等效，平衡后A 的体积分数为a% ，第二次再移走2/3molB ，会使平衡逆向移动，A 的物质的量增加（但总物质的量减小），故平衡后A 的体积分数大于a%；选项 B 中所充入的 “ 1molHe ” 不能改变各组分分压，对平衡无影响，只需分析加入“ 2molA 、1molB ” 的情况即可，其分析原理与选项A 类似，故平衡后A 的体积分数也大于a% ；选项 C 中把 “ 1molB和1molC ”完全转化为 “ 4/3molA 和5/3molB ” ，也可假设分批加入，第一次先加入4/3molA和4/3molB ，与原平

7、衡等效，平衡后A 的体积分数为a%，第二次再加入1/3molB ，会使平衡正向移动， A 的物质的量减小（但总物质的量增加），故平衡后A 的体积分数小于a%；选项 D 中把 “ 2molA 、3molB 和3 molC ”完全转化为 “ 4molA 和 4molB ” ，与原平衡等效，平衡后 A 的体积分数为a% 。故符合题意的为AB。改变起始加入量时计算平衡时物质的量浓度大小例2(2004 年北京理综卷，14题)在一定温定容的密闭容器中有如下平衡：H2(g)+I2(g) 2HI(g) ，已知 H2和 I2的起始浓度均是0.10mol/L ，达到平衡时HI 的浓度为 0.16 mol/L ，若

8、H2和 I2的起始浓度均变为0.20mol/L时，则平衡时的H2浓度 (mol/L) 是 （）A、0.16mol/L B、0.08mol/L C、0.04mol/L D、0.02mol/L 解析 此题仍运用等效平衡规律处理，仍假设第一种情况的反应体系的体积为VL ，第二种情况的反应体系的体积为2VL ，则在等温条件下，两者建立等效平衡。其中H2的平衡浓度相同，为 0.02mol/L （由第一种情况平衡时，HI 浓度为 0.16mol/L ，可推知H2转化浓度为0.08mol/L ，则剩余浓度为0.02mol/L得） 。这样，由第二种情况的反应体积为2VL 压缩到 VL时，平衡不移动，但H2、I

9、2和 HI 的浓度均增大 2倍，所以 H2的平衡浓度则为0.04mol/L 。应选 C。利用等效平衡讨论可逆反应化学计量数例3、在一固定体积的密闭容器中，充入2molA 和1molB ，发生反应 2A(g)+B(g)xC(g) ，达平衡后， C 的体积分数为W% ，若维持容器容积和温度不变，按0.6molA 、0.3molB 和1.4molC 为起始配比投入，达平衡后，C 的体积分数也为W% ，则 x 的值为（）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页学习好资料欢迎下载A、1 B、2 C、 3 D、 4 解析 看题意多数学

10、生认为这是“ 恒温恒容 ” 条件下的等效平衡问题，常用极端假设法，即完全推算到 A、B 这两种反应物一端，即有0.6+1.4 2/x=2 ，或 0.3+1.4 1/x=1 ，得 x=2 ，应选 B。然而还应考虑到等效平衡的另一种情况，即定温、 定容条件下对于反应前后气体化学计量数不变的可逆反应，只要反应物（或生成物）的物质的量之比与原起始量之比对应相同，则两平衡等效，即为当x=3时的情况，因此本题正确答案应为B、C。2、反应物分批加入时有关等效平衡的计算反应物分批加入时判断平衡移动方向例4（2003年全国新课程卷， 12题）某温度下，在一容器可变的容器中，反应2A(g)+B(g)2C(g) 达

11、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作如下调整，可使平衡右移的是（）A、均减半B、均加倍C、均增加 1mol D、均减小 1mol 解析 本题考查了上述规律中“ 定温、定压 ” 条件下的等效平衡问题。选项A、B 中三者比例为2：1：2，与题中比例一致，为等效平衡，平衡不移动。C 可设想为两步加入，第一次加入1molA 、0.5molB 、1molC ，此时平衡不移动，第二次再加入0.5molB （此法与一次性各加入1mol 等效） ，提高反应物B 的浓度，平衡向右移动。D 中均减小 1mol ，也可设想

12、为两步进行，先将 A 减小 1mol ， B 减小 0.5mol ， C 减小 1mol ， 此时平衡不移动， 再将 B 减小 0.5mol ，降低反应物B 的浓度，平衡向左移动，故本题应选C。反应物分批加入时判断平衡时体积分数的大小例5（2004 年广东化学卷， 5题）在恒温时， 一固定容积的容器内发生如下反应：2NO2(g)N2O4(g)达到平衡时，再向容器中通入一定量的NO2，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比， NO2体积分数（）A、不变B、增大C、减小D、无法判断精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页学习好资料

13、欢迎下载解析 有关 “ 等效平衡 ” 问题，一般都假设过程：设原平衡在建立前初始时，只放入 NO2其物质的量是 amol ，此时容器的体积为VL，再加入的NO2是 namol ，此时容器的体积为(1+n)VL ，两种情况下在等温等压条件下建立的平衡状态是相同的（即等效平衡），此时 NO2的体积分数相同。再把容器的体积由(1+n)VL 压缩为 VL 时（因为题设条件是等温等容，所以需把假设过程的虚设体积恢复至原体积），该可逆反应的原平衡会发生正向移动，再建立新的平衡状态，此时反应物NO2的体积分数会比原平衡减小。故应选C。3、等效平衡的综合应用例6（2003 年江苏化学卷，26题） . 恒温、恒

14、压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应： A(g)+B(g) C(g) 若开始时放入1molA 和1molB ，到达平衡后，生成amolC ，这时 A 的物质的量为mol。若开始时放入3molA 和3 molB ，到达平衡后，生成C 的物质的量为mol。若开始时放入xmolA 、2 molB 和1molC ，到达平衡后，A 和 C 的物质的量分别是ymol和3amol ，则 x = mol ，y = mol 平衡时， B 的物质的量（选填一个编号） 。（甲）大于 2mol （乙）等于 2mol （丙）小于 2mol （丁）可能大于，等于或小于2mol 作出判断的理由是。若在的平衡混合物中再加

15、入3molC ，待再次达到平衡后，C 的物质的量分数是。. 若维持温度不变， 在一个与反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。开始时放入 1molA 和1molB 到达平衡后生成bmolC 。将 b 与小题中的a 进行比较（选填一个编号） 。（甲） ab （乙） a b （丙） a=b （丁）不能比较 a 和 b 的大小精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页学习好资料欢迎下载作出此判断的理由是。解析 本题综合考查了恒容和恒压两种情况下的等效平衡。中的后三问都是考查恒温、恒压下的等效平衡。、由反应A(g)+B(

16、g) C(g) 知，反应到达平衡后，若有 amol 的 C 生成，则必有 amol的 A 消耗，此时剩余A 的物质的量为（1a）mol。起始量改为 3molA 和3 molB ，相当于 3个1molA 和1molB ，或理解为需将容器扩大为原来的3倍，才可保持恒温、恒压。根据第问答案，C 的物质的量为3amol 。因而可确定，在定温定压的条件下起始量为3molA 、 3molB 和0molC 与 1molA 、1molB 和0molC 为等效平衡。所以这两种状态达到平衡时C 的体积分数一定相同，因而状态下，A、B、C 的物质的量都是状态下的3倍。将状态与状态看成是等效平衡，把xmolA 、 2

17、 molB 和 1molC 全部转换成反应物，为(x+1)molA 、3molB 、0molC ，故可求出x=2mol ，平衡时 A、B、C 的物质的量与状态相同，故反应后A 的物质的量y=(3 3a)mol ， B 的物质的量为(33a)mol ，而 (3 3a)与2大小比较，完全取决于a 的数值。若a1/3 ，则 n(B)2mol ；若 a=1/3 ，则 n(B)=2mol ；若 a1/3 ，则 n(B) 2mol ，故答案为 “ 丁” 。根据化学方程式，状态中，2molA 、2molB 和1molC 等效于 3molA 、 3molB 和0molC ，在此平衡混合气体中再加入3molC

18、，相当于 6molA 、 6molB 和 0molC ，达到平衡时C 的物质的量分数是多少，根据上述规律，应与1molA 、1molB 和0molC 中的 C 的物质的量分数相同。A(g) + B(g)C(g) 起始量：1mol 1mol 0mol 平衡量：1amol 1amol amol 故 C 的物质的量分数为a/(2 a)。是考查恒温、恒容下的等效平衡。因此时容器的容积不变，而中容器的容积缩小，小题中容器相当于在的基础上减小精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页学习好资料欢迎下载压力，使所给平衡向逆反应方向移动，故

19、反应达到平衡后ab，故答案为（乙） 。答案 （1a）3a 2 33a (丁)理由若 3a1， B 的物质的量小于2mol ；若3a=1 ，则 B 的物质的量等于2mol ；若 3a1，则 B 的物质的量大于2mol 。a/(2 a) （乙）因为小题中容器的容积不变，而中容器的容积缩小，所以小题的容器中的压力小于小题容器中的压力，有利于逆向反应，故反应达到平衡后ab。启示 解此类题目首先判断是否是等效平衡，是什么条件下（恒容与恒压）的等效平衡，然后根据解等效平衡的方法解题，即恒容时必须遵循物料守恒，恒压时必须遵循换算后一边反应物质的物质的量之比与原平衡相同。等效平衡问题充分考查了学生思维的严密性、整体性、灵活性、深刻性等。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页