高中化学等效平衡大总结

等效平衡 一 概念 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 恒容 恒温 恒压 2 等效平衡 与 完全相同的平衡状态 不同 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 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 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衡起始态相同 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衡起始态相同 两平衡等 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 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 只改变起始 加入物质的物质的量 如果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衡相同 则两平衡等效 例 1 在一定温度下 把 2 mol SO2和 1 mol O2通入一定容积的密闭容器中 发生如 下反应 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 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 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 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衡相同 则两平衡等效 例 2 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 已知加入 1 mol H2和 2 mol 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 的状态 填写下 表中的空白 III 类 在恒温恒压下 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 3 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 H 2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 例 4 一 恒温 恒压下 在一个容积可变的容器中发生如下反应 1 若开始时放入 1 mol A 和 1 mol B 达到平衡后 生成 a mol C 这时 A 的物质 的量为 mol 2 若开始时放入 3 mol A 和 3 mol B 达到平衡后 生成 C 的物质的量为 mol 3 若开始时放入 x mol A 2 mol B 和 1 mol C 达到平衡后 A 和 C 的物质的量分 别为 y mol 和 3a mol 则 x y 平衡时 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 若在 3 的平衡混合物中再加入 3 mol C 待再次达到平衡后 C 的物质的量分 数是 二 若维持温度不变 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 开始时放入 1 mol A 和 1 mol B 到达平衡后生成 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 丁 不能比较 a 和 b 的大小 作出此判断的理由是 答案 例一 1 1 5 2 0 25 1 5 3 例三 1 3 逆 降温 例四 1 1 a 2 3a 3 x 2 y 3 3a 丁 4 a 2 a 5 甲