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等效平衡的三种题型及解法

等效平衡的三种题型及解法等效平衡归纳为以下三种题型:完全等效平衡,这类等效平衡问题的特征是在同T、P、V的条件下,同一化学反应经过不同的反应过程最后建立的平衡相同。

解决这类问题的方法就是构建相同的起始条件。

下面看例题一:【例题一】:温度一泄,在一个容器体积恒圧密闭容器内,发生合成氨反应:N2+3H2 2NH3。

若充入lmolN2和3molH2,反应达到平衡时NH3的体积百分含量为W%。

若改变开始时投入原料的量,加入amolN2, bmolH2, cmolNH3,反应达到平衡时,NH3的体积百分含量仍为W%,则:①若a=b=O. c=②若a=0.75, b= , c=③若温度、压强恒定,则a、b、c之间必须满足的关系是分析:通过阅读题目,可以知道建立平衡后两次平衡之间满足同T、P、V,所以可以断定是完全等效平衡,故可以通过构建相同的起始条件来完成。

N2 + 3H2 2NH3起始条件I : lmol 3mol 0起始条件II: amol bmol cmol (可以把cmolNH3全部转化为N2, H2)转化:0.5cmol 1.5cmol cmol构建条件:(a+O.5c) mol (b+1.5c) mol 0要使起始条件I和起始条件II建立的平衡一样,那么必须是起始条件I和构建条件完全相同。

则有:(a+O.5c) mol = lmol (b+1.5c) mol = 3mol其实这两个等式就是③的答案,①②的答案就是代入数值计算即可。

不完全等效平衡,这类等效平衡问题的特征是在同T、P不同V的条件下,同一化学反应经过不同的反应过程最后建立的平衡中各成分的含量相同。

解决这类问题的方法就是构建相似的起始条件,务量间对应成比例。

下而看例题二:【例题二】:恒温恒压下,在一个可变容积的容器中发生中下反应:A (g) +B(g) = C(g)(1)若开始时放入lmolA和ImolB,到达平衡后,生成amolC,这时A的物质的量为mol。

(2)若开始时放入3molA和3molB.到达平衡后,生成C的物质的量为mol。

(3)若开始时放入xmolA、2molB和ImolC,到达平衡后,A和C的物质的量分别是y mol 和3amol,则%= , y=,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 T:可能大于,等或小于2mol 作出判断的理由是。

(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待到达平衡后,C的物质的屋分数是。

分析:通过阅读题目,可以知道建立平衡后两次平衡之间满足同T、P不同V,所以可以断定是不完全等效平衡,故可以通过构建相似的起始条件各量间对应成比例来完成。

解答过程如下:A (g) + B(g) = C(g)(1)起始条件I : lmol ImolO平衡I : (1-a ) mol (1-a ) mol amol(2)起始条件I【:3mol 3mol 0平衡II: 3 (1-a ) mol 3 (1-a ) mol 3amol (各量间对应成比例)(3)起始条件III: x mol 2mol 1 mol平衡III: 3 (1-a ) mol 3 (1-a ) mol 3amol可见,起始条件II与起始条件III建立的是完全等效平衡,因此可通过构建相同的起始条件求得X的值。

A (g) +B(g) = C(g)起始条件II: 3mol 3mol 0起始条件【II: x mol 2mol 1 mol转化:lmol lmol 1 mol构建条件:(1+x) mol (1+2) molO 即(1+x) mol = 3mol x =2平衡时,B的物质的量丁 (选填一个编号)甲:大于2mol乙:等于2mol丙:小于2mol T:可能大于,等或小于2mol 作出判断的理由是a取值的不确定决立的。

(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次到达平衡后,与(1). (2)、(3)建立的平衡是等效的,所以与(1)中的含量一样为a/ (2-a)o特殊等效平衡,这类等效平衡问题的特征是对于反应前后气体体积不变的反应在同T的条件下,同一化学反应经过不同的反应过程最后建立的平衡中各成分的含量相同。

解决这类问题的方法就是构建相似的起始条件,各量间对应成比例。

下面看例题三:【例题三】:在一个固左体积的密闭容器内,保持一泄的温度发生以下反应:H2+Br2 2HBr。

已知加入lmolH2和2niolBr2时,达到平衡状态生成amolHBr。

在相同条件下,且保持平衡时的各物质的百分含量相同,则填写下列空白:编号起始状态(mol)平衡时HBr物质的量(mol)H2 Br2 HBr已知1 20a①240② 1 0.5a③mn (n>2m)分析:通过阅读题目,可以知道建立平衡后两次平衡之间满足反应前后气体体积不变的并且在相同T 下进行,所以可以断左是特殊等效平衡,故可以通过构建相似的起始条件各量间对应成比例来完成。

解答过程如下:H2 + Br2 2HBr平衡时HBr的量起始条件:lmol 2mol 0 amol起始条件①:2mol 4mol 0 2amol起始条件②:xmol ymol 1 mol转化:lmol lmol lmol构建条件:(x+1) mol (y+1) mol00.5amol因各量间对应成比例0.5 (x+1) =1 0.5 (y+1) =2贝lj x=l y=3起始条件③:m mol n mol p mol转化:p mol p mol p mol构建条件:(m+p) mol (n+p) mol 0因各量间对应成比例(m+p): (n+p) =1:2则p=n・2m代入得构建条件:(n-m) mol 2 (n-m) molO则平衡时HBr的量为a (n-m) mol综上所述,解决等效平衡问题的关键是先根据题意(一般会指出含量或体枳分数相同)判断是否为等效平衡问题,然后结合以上三类等效平衡的特征归类,这时离解答出来已经不远了。

化学平衡小结——等效平衡问题一、概念在一泄条件(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,任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(包括“全等等效和相似等效“)。

概念的理解:(1)只要是等效平衡,平衡时同一物质的百分含量(体积分数、物质的量分数等)一泄相同(2)外界条件相同:通常可以是①恒温、恒容,②恒温、恒压。

(3)平衡状态只与始态有关,而与途径无关,(如:①无论反应从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始②投料是一次还是分成几次③反应容器经过扩大一缩小或缩小一扩大的过程,)比较时都运用“一边倒“倒回到起始的状态进行比较。

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二种:I类:全等等效——不管是恒温恒容还是恒温恒压。

只要“一边倒“倒后各反应物起始用量是一致的就是全等等效“全等等效”平衡除了满足等效平衡特征[转化率相同,平衡时百分含量(体积分数、物质的量分数)一左相等]外还有如下特征“一边倒“后同物质的起始物质的量相等,平衡物质的量也一定相等。

拓展与延伸:在解题时如果要求起始“物质的量相等“或“平衡物质的量相等”字眼的肯泄是等效平衡这此我们只要想办法让起始用量相等就行例1.将6molX和3molY的混合气体置于密闭容器中,发生如下反应:2X (g)+Y(g) 2Z (g), 反应达到平衡状态A时,测得X、Y、Z气体的物质的量分别为1.2mol、0.6mol和4.8moL 若X、Y、Z的起始物质的量分别可用a、b、c表示,请回答下列问题:(1)若保持恒温恒容,且起始时a=3.2mol,且达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A相同,则起始时b、c的取值分别为,。

(2)若保持恒温恒压,并要使反应开始时向逆反应方向进行,且达到平衡后各气体的物质的量与平衡A相同,则起始时c的取值范围是。

答案:(1) b=1.6mol c=2.8mol (2) 4.8mol<c<6mol分析:(1)通过题意我们可以看出问题该反应是反应前后气体系数不等的反应,题中给出保持恒温恒容,且达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A相同可以看出该平衡应与原平衡形成全等等效,故一九要使一边倒后的X的物质的量为6mol而Y的物质的量为3moL 2X (g) + Y(g) 2Z(g)问题(1)的物质的量/mol a=3.2 b=? c=?从Z向X、Y转化的量/mol x (1/2) x x从上述关系可得:3.2+x=6 x=2.8 : b+ (1/2) x=3 b=1.6 c=2.8(2)通过达到平衡后各气体的物质的量与平衡A相同,可以知道这是一个全等等效的问题, 由于三者平衡时的关系为:2X (g) + Y(g) 2Z(g)平衡物质的量/mol 1.2mol 0.6mol 4.8mol从上述平衡时各物质的量可以看出当Z的物质的量超过 4.8mol时该反应一立向逆方向进行, 故c>4.8mol,又由于是一个全等等效的问题,所以其最大值一泄是起始是a、b等于0,只投入c,即c等于6mol值最大.II类:相似等效——相似等效分两种状态分别讨论1.恒温恒压下对于气体体系通过“一边倒"的办法转化后,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。

恒温恒压下的相似等效平衡的特征是:平衡时同一物质转化率相同,百分含戢(体积分数、物质的量分数)相同,浓度相同2.恒温恒容下对于反应前后气体总物质的量没有变化的反应来说,通过“一边倒"的办法转化后,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。

恒温恒容下的相似等效平衡的特征是:平衡时同一物质转化率相同,百分含量(体积分数、物质的疑分数)相同,浓度不相同拓展与延伸:属于相似等效的问题,我们只要想办法让物质的疑的比例与原平衡起始态相同起始用疑相等就行例2.将6molX和3molY的混合气体宜于容积可变的密闭容器中,在恒温恒压发生如下反应:2X (g)+Y(g) 2Z (g),反应达到平衡状态A时,测得X、Y、Z气体的物质的量分別为1.2mol、0.6mol和4.8mol。

若X、Y、Z的起始物质的量分别可用a、b、c表示,若起始时a=3.2mol, 且达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A相同,则起始时b、c的取值分别为,。

答案:b=1.6mol c为任意值分析:通过题意达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A相同,且反应是在恒温恒压下, 可以看出二者属于相似等效,故起始加量只要满足物质的疑的比例与原平衡起始态相同即可,从上述反应我们可以看岀生成物只有一种,故c为任何值时都能满足比例故C可不看, 只要a:b能满足2: 1即可,故b=1.6mol【总结】通过上述分析等效平衡的问题解题的关键是:读题时注意勾画出这些条件,分清类别,用相应的方法(使起始物质量相等或起始物质的量比相等)求解。

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