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等效平衡问题及解题技巧

1、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”,无论从正反应幵始还是从逆反应幵始, 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2、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)。

mA(g)+nB(g) — p C(g)+qD(g)起始① mmol nmol 0 0起始② 0P mol qmol上述两种情况投料不同,但是将②中投料“左边倒”后,四种物质的物质的 量均同①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ImolB 发生反应2A(g)+B(g)= l3C(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专题变,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2C(g)达到平衡时,C 的质量分数为co %,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 o %勺是(),2molB ,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 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,贝y 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 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。

A 4molA+2molB、2molA+1molB+3molC+1molD C 、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)丨—|a,b,c,d 分别代表mA(g) + nB(g) b C(g) + qD(g)起始① mmol nmol 0 0起始② 0 0起始③上述三种情况投料不同,但②③两种情况“左边倒”后,n(A)和n(B)的比值 均同①相同,因此三种情况可达到等效平衡,平衡时,同种组分(如 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:I = C(g)开始时放入ImolA 和ImolB,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 ⑵ 若开始时放入xmolA 、3molB 和ImolC,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。

,但将②中投料“左边倒”后三种情况下 n (H 2)和n(I 2)的比值相同,②可认为①容积减半(压强加倍)得到,③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 Hb )的体积分数相同,物质的量及物质的量A )的体积 A(g)+B(g)口:出g) + I起始① 1mol 起始② 0 0 起始③ 04mol上述三种情况投料不同1mol2(g) 1= 2HI(g)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、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,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,贝ffi 容器中压强之比为3、等效平衡的解题思路(3) 选择建立平衡的条件(极值法)练习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%勺是()向一带活塞的密闭容器内充入 2molSO 和ImolQ,发生下列反应:x= _____ ;若 (填 “相(1) 分析是否属于等效平衡问题(2) 属何种类型的等效平衡1.在t °C 时,向一容积不变的密闭容器内放入 ImolA 和1molB ,发生如下反应:和 2molB ,1molA和 ImolB和 2molD和 ImolD2.在一定条件下,2 SO(g)+O2(g)丨=2SO(g),达到平衡后改变下列条件,SO气体平衡浓度不改变的是()A.保持温度和容器体积不变,充入 1mol SO 3 B.保持温度和容器压强不变,充入1mol SO 3 C.保持温度和容器压强不变,充入1mol O 2 D.保持温度和2mol/L 和6mol/L ,下列叙述错误的是途径I 所得混合气体密度为途径II 所得混合气体密度的一半3.在一恒定的容器中充入 2molA 和1molB 发生反应:2A(g)+B(g) I平衡后,C 的体积分数为a%;若维持容器的容积和温度不变,按起始物质的量 A为,B 为,C 为充入容器中,达到平衡后,C 的体积分数仍为a%则x 的值为()A. 只能为2B.只能为3C.可能为2,也可能为3D. 任意值4. I .在一个固定体积的密闭容器中 2molA 和 ImolB 发生反应2A(g)+B(g) = l3C(g) +D(g),达到平衡时,C 的浓度为Wmol/L 维持容器体积和温度不变,按下列四种配比作为起始物质,达到平衡后,若 C 的浓度仍为Wmol/L,该配比是()+2molB +1molD+1molB+2molA +1molD+1molB +1molD n .①若题中改为1molA,,,作为起始物质,达到平衡后, C 的浓度是否仍为Wmol/L容器压强不变, 充入 1mol Ar3.恒温恒容下, 有反应 2A(g) + 2B(g)l = IC(g) + 3D(g),现从两条途径分别建立平衡。

途径 I : A B 的起始浓度均为 2mol/L 。

途径II : C 、D 起始浓度分别为A.平衡时, 体系内混合气体的百分组成相同B.平衡时, 途径I 所得各组分浓度为途径II 所得各组分浓度的一半C.平衡时, 途径I 的反应速率v(A)等于途径II 的反应速率v(A)D.平衡时, IxC(g)达到②若题中A为L,B为,则C为______ mol,D为mol作为起始物质时,达到平衡后,C 的浓度仍为Wmol/L.③若题中改为amolA,bmolB,cmolC,dmolD 作为起始物质,达到平衡后, C 的浓度如果仍为 Wmol/L ,则a 与c,b 与d 分别满足什么关系:I — C(g)为 mol.ymol 和 3amol,贝U x= mol,y= mol.等于2mol(丙)小于2mol (丁)可能大于、等于或小于2mol 作出此判断的理由是(1)若在(3)的平衡混合物中再加 入3molC,待再次到达平衡后,C 的物质的量分数是n .若维持温度不变在一个与(1)反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。

(2)幵始时放入ImolA 和ImolB 到达平衡后生成bmolC,将b 与(1)小题中(选一个编号)(甲)a<b (乙)a>b (丙)a=b ( 丁)不能比较a 和b 的大小5. I .恒温恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应:A(g)+B(g)(1)若幵始时放入ImolA 和1molB,到达平衡后,生成 amolC,这时A 的物质的量(2)若幵始时放入 3molA 和3molB,到达平衡后,生成 C 的物质的量为 mol. (3)若幵始时放入xmolA,2molB 和ImolC,到达平衡后, A 和C 的物质的量分别是平衡时,B 的物质的量(选一个编号)(甲)大于2mol的d 进行比较作出判断的理由是、当外界条件改变引起多方面因素发生改变时,可以通过构造一个中间状态區柚戳虑仰黑薦职.中间欢奁(菲平》状盍»平幽穫动F平a状喜例1 : 一真空密闭容器中盛有1mol PCI5,加热到20 C时发生如下反应:PCl5(g) = PCl3(g)+ Cl 2 (g)反应达到平衡时,PCh所占体积分数为M%若在同一温度和同一容器中最初投入的是2mol PCI 5,反应达到平衡时PCI 5所占的体积分数为N%则M和N的正确关系是()>N <N =N D. 无法比较例2: 一定温度下,在容积固定的密闭容器中发生可逆反应2A(g)|= B(g)并达到平衡,在相同条件下,若分别再向容器中通入一定量的气体A或气体B,重新达到平衡后,容器内A的体积分数与原平衡相比( )A.都减小B.前者增大,后者减小C.都增大D.前者减小,后者增大练习1:某温度下,在固定容积的密闭中,可逆反应A(g)+3B(g)丨=l2C(g)达到平衡,测得平衡时A,B,C物质的量之比n(A):n(B):n(g)=2:2:1, 若温度保持不变,以2:2:1的物质的量之比再充入A,B和C,下列判断中正确的是( )A.平衡向逆反应方向移动B.平衡不发生移动C. C的质量分数增大D. C 的质量可能减小练习2:某温度下,在一容积可变的容器中,反应2A(g)+B(g) 1= 2C(g)达到平衡时,A,B,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1mol 练习3:在一密闭容器中,反应aA(g) 1= bB(g)达平衡后,保持温度不变,将容器体积增大一倍,当达到新的平衡时B 的浓度是原来的60%,则()C. 物质B 的质量分数增加了 >b练习4:有两只密闭容器 A 和B,A 容器有一个可移动活塞使容器内保持恒压,B容器保持恒容,起始时向两只容器中分别充入等量的体积比为 的混合气体,并使 A 和B 容积相等.在保持400 C 条件下使之发生反应:2SQ 2 +Q = 2SQ,填写下列空白: (1)达到平衡所需时间 A 比B_^A 中的SQ 转化率比B(2)达到(1)所述平衡后,若向两容器通入数量不多的等量氩气,A 容器的化学平衡 _____ 移动,B 容器的化学平衡 ____ 移动.(3) 达到(1)所述平衡后,向两容器中通入等量的原反应气体,达到平衡后,A 中的 SQ 体积分数__L 增大、减小、不变),B 中的SQ 体积分数练习5:在373K,把气体通入体积为500ml 的真空密闭容器中立即出现红棕色 ,反应进行到2s 时,NQ 2含量为,进行到60s 时,达到平衡,此时容器内混合气体的密度 是氢气密度的倍,则下列叙述中正确的是()A.幵始2s 内C(NbQ)的变化表示的反应速率为?L -1?s -1B. 达到平衡时体系内压强是幵始时的倍C. 平衡时 C(NbC 4)为?L -1D.平衡后若压缩容器,减小体积,则再达平衡时NQ 浓度下降二、平衡正向移动与反应物的转化关系A.平衡向正反应方向移动了B. 物质A 的转化率减小了2 : 1的SG 和Q1.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。

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