高二選修化學(xué)反應(yīng)原理等效平衡專題突破

1、高二選修化學(xué)反應(yīng)原理等效平衡專題突破等效平衡專題突破一、等效平衡狀態(tài)含義1、某一可逆反應(yīng)，在一定條件（T、c、p）下，經(jīng)過不同的途徑建立平衡時，各組分的百分含量（質(zhì)量百分含量、體積分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)）對應(yīng)相等的狀態(tài)互稱為等效平衡狀態(tài)（簡稱等效平衡）。比如，我們到達的目的地是郭店，可以從新鄭或新村出發(fā)，也可以從鄭州或龍湖出發(fā)，行走的方向可能相同也可能相反，走的途徑不一樣，路程也可能不相等，但最終目的是一樣的，都是郭店，即都達到了相同的效果，就是等效的。2、判斷“等效平衡”的方法（1）使用極限轉(zhuǎn)化的方法將體系轉(zhuǎn)化成同一方向的反應(yīng)物或生成物。（2）觀察有關(guān)物質(zhì)的量是否相等或成比例。 3、等效平衡規(guī)律

2、mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)條件反應(yīng)前后氣體分子數(shù)關(guān)系等效條件結(jié)果恒溫恒容不相等m+np+q極限轉(zhuǎn)化后對應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量相等兩次平衡時各組分百分含量、n、c均相同 相等m+np+q極限轉(zhuǎn)化后對應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量比值相等兩次平衡時各組分百分量相同，n、c同比例變化 ，不一定相等恒溫恒壓不相等或相等極限轉(zhuǎn)化后對應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量比值相等兩次平衡時各組分百分含量、c相同，n同比例變化 二、典例精析和變式演練（一）恒溫恒壓例1 、在一個盛有催化劑、容積可變的密閉容器中，保持一定溫度和壓強，進行以下反應(yīng)：N2（g）+3H2(g) 2NH3(g) 。已知加入1molN2和4molH2時，達到

3、平衡后生成amolNH3，在相同溫度、壓強下，保持平衡時各組分的體積分數(shù)變。對下列編號的狀態(tài)，填寫表中的空白。已知編號起始狀態(tài)物質(zhì)的量（mol）平衡時NH3物質(zhì)的量N2H2NH3140a1.5601.5 a00.510.5 a1522 a解析：因轉(zhuǎn)化率相同，故若都只加反應(yīng)物，則起始量是幾倍，則轉(zhuǎn)化量是幾倍，平衡量就是幾倍，又因等壓條件下物質(zhì)的量之比等于體積之比，故起始量之比等于平衡量之比。和題干量之比是1.5，平衡之比就是1.5。的平衡量是題干平衡量的一半，則若沒有NH3，只有N2、H2，則其物質(zhì)的量應(yīng)分別為0.5和2mol，又因1 mol NH3完全轉(zhuǎn)化生成N20.5 mol，H21.5mo

4、l，故原來的N2、H2分別為0 mol 和0.5mol?？赏硗频谩＠?、恒溫、恒壓下，在一個可變?nèi)莘e的容器中發(fā)生如下發(fā)應(yīng)：A（g）B（g）C（g）（1）若開始時放入1molA和1molB，到達平衡后，生成a molC，這時A的物質(zhì)的量為 mol。（2）若開始時放入3molA和3molB，到達平衡后，生成C的物質(zhì)的量為 mol。（3）若開始時放入x molA，2molB和1molC，到達平衡后，A和C的物質(zhì)的量分別是ymol和3a mol，則x mol，y mol。平衡時，B的物質(zhì)的量 （選填一個編號）（甲）大于2 mol （乙）等于2 mol（丙）小于2 mol （?。┛赡艽笥凇⒌扔诨蛐∮?

5、mol作出此判斷的理由是 。（4）若在（3）的平衡混合物中再加入3molC，待再次到達平衡后，C的物質(zhì)的量分數(shù)是 。II若維持溫度不變，在一個與（1）反應(yīng)前起始體積相同、且容積固定的容器中發(fā)生上述反應(yīng)。（5）開始時放入1molA和1molB到達平衡后生成b molC。將b與（1）小題中的a進行比較 （選填一個編號）。（甲）ab （乙）ab （丙）ab （?。┎荒鼙容^a和b的大小作出此判斷的理由是 。答案：（1） 1a（2） 3a（3） 2 33a D a的范圍為：0ab解析：（1） A（ g） B（g） C（g） 平衡前： 1 1 0 變 化： a a a 平衡后： 1a 1a a （2）恒溫

6、恒壓下，此平衡為等比： 故達平衡時，生成C應(yīng)與（1）成比例，為3a mol （3）極值轉(zhuǎn)化法， A（ g） B（g） C（g） 平衡前： x 2 1 變 化： 1 1 1 平衡后： x1 y 3a 由平衡后C仍為3a mol，即與（2）中平衡狀態(tài)相同，故有： x13 得：x 2 mol y 33a （4） 極值轉(zhuǎn)化法：將3 mol C轉(zhuǎn)化為A、B ： A（ g） B（g） C（g） 平衡前： 6 6 0 平衡后： 66a 6a 6a C的物質(zhì)的量分數(shù)為： 6a（66a）（66a）6aa/（2a） 因百分含量不變，也可由（1）計算。練習(xí)1、在一個活塞式的反應(yīng)容器中，通入2molSO2和1molO

7、2，于932K下發(fā)生化合反應(yīng)并達到平衡，在保持恒溫、恒壓的條件下，再通入2molSO2和1molO2，下列敘述的內(nèi)容完全正確的是（ ） AV正增大，V逆減小，平衡向正反應(yīng)方向移動，SO3的百分含量增加BV正增大，V逆不變，平衡向正反應(yīng)方向移動，SO3的百分含量增加CV正增大，V逆增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，SO3的百分含量增加D開始時V正增大，V逆減小，平衡向正反應(yīng)方向移動；隨后又逐漸恢復(fù)到原反應(yīng)速率和原平衡狀態(tài)，SO3的百分含量保持不變練習(xí)2、在甲、乙兩容器中各盛一定量的碳和二氧化碳（甲：12g碳，22g二氧化碳。乙：20g碳，22g二氧化碳），在同溫同壓下進行反應(yīng)，達到平衡時，兩容器中二氧

8、化碳的轉(zhuǎn)化率的關(guān)系為（ ） A 甲大于乙 B 甲小于乙 C 甲等于乙 D 不能確定（二）、恒溫恒容，左右氣體系數(shù)相等例1、在一個固定容積的密閉容器中，保持一定溫度進行以下反應(yīng)：H2(g) + Br2(g) 2HBr(g) ，已知加入1 mol H2 和2molBr2，達到平衡時生成amol HBr。在相同條件下，且保持平衡時各組分的體積分數(shù)不變，對下列編號的狀態(tài)，填寫表中的空白：已知編號起始狀態(tài)物質(zhì)的量（mol）平衡時HBr物質(zhì)的量H2Br2HBr120a2402 a00.510.5 amg(gm)2g4m(gm)a解析：計算方法同恒溫恒壓下的例一，起始量是幾倍，則轉(zhuǎn)化量是幾倍，平衡量就是幾倍

9、，根據(jù)比例計算。中因gm，故HBr可以有或沒有，可設(shè)其物質(zhì)的量為x，令其完全轉(zhuǎn)化，則H2物質(zhì)的量為（m+0.5x）mol，Br2物質(zhì)的量為（g +0.5x）mol，又因n(H2) ：n(Br2)=1：2，故（m+0.5x）：（g +0.5x）=1：2，解得x=2(g-2m) mol，即n(HBr)= 2(g-2m) mol，令HBr完全轉(zhuǎn)化，H2總的物質(zhì)的量為（g-m）mol其量是原H2的（g-m）倍，則其平衡量也為（g-m）倍，即(gm)a mol。練習(xí)1、在等溫、等容條件下，有下列反應(yīng)：2A(g)+2B(g) C(g)+3D(g)現(xiàn)分別從兩條途徑建立平衡：I：AB的起始濃度均為2mol/L

10、; II： CD的起始濃度分別為2mol/L和6mol/L 。下列敘述正確的是（ ）AI、II 兩途徑最終達到平衡時，體系內(nèi)混合氣的百分組成相同BI、II兩途徑最終達到平衡時，體系內(nèi)混合氣的百分組成不相同C達到平衡后，I途徑混合氣體密度與II途徑混合氣體密度相同D達到平衡時，I途徑的VA=II途徑的VA練習(xí)2、某溫度下，1molCO和1molH2O(氣)在2L的密閉容器中發(fā)生：COH2OCO2H2的反應(yīng)達到平衡，若在同樣容器和溫度下，起始時將1molCO2和1molH2投入，平衡時得到相同的各組分濃度，則下列各種起始投料量能得到相同平衡狀態(tài)的是(單位：mol) （ ） ACO：1 H2O： 2

11、 BCO：0.5 H2O：0.5 CO2：0.5 H2：0.5CCO：0.8 H2O：0.8 CO2：0.2 H2：0.2 DCO：0.1 H2O：0.1 CO2：0.9 H2：0.9練習(xí)3、在容積相同的兩個密閉容器中A和B保持溫度為423K，若同時向A、B中加入amol及bmol的HI氣體，且ab，待反應(yīng)：2HI（氣）H2（氣）I2（氣），達到平衡時，下列說法正確的是 A從反應(yīng)開始到達到平衡，所需時間tAtBB平衡時I2的濃度I2AI2BC平衡時I2蒸氣在混合氣體中的體積分數(shù)A容器中的大于B容器DHI的分解率a Aa B（三）、恒溫恒容，左右氣體系數(shù)不相等典例精析1、某溫度下，向某密閉容器中

12、加入1 mol N2和3 mol H2，使之反應(yīng)合成NH3，平衡后測得NH3的體積分數(shù)為m。若溫度不變，只改變起始加入量，使之反應(yīng)平衡后NH3的體積分數(shù)仍為m。假設(shè)N2、H2、NH3的加入量（單位：mol）用x、y、z表示，應(yīng)滿足：（1）恒定溫度、體積若x = 0，y = 0，則z =_； 若x = 0.75，y = _，則z =_；x、y、z應(yīng)滿足的一般條件是_。（2）恒定溫度、壓強 若x = 0，y = 0，則z =_；若x = 0.75，y = _，則z =_；x、y、z應(yīng)滿足的一般條件是_。解析：本題屬于等效平衡類型的常見題型，常利用極值轉(zhuǎn)化法； N2(g) 3 H2(g) 2 NH3

13、(g)化學(xué)計量數(shù)： 1 3 2狀態(tài) 0 0 z z2狀態(tài) 0.75 y z 轉(zhuǎn)化后： 0.75+z/2 y+3z/2 0 0.75+z/2 =1 z =0.5 y+3z/2 =3 y= 0.75 、由于恒溫恒容下，該反應(yīng)為系數(shù)變化的反應(yīng)，需推一端量相等：故有： x+z/2=1 y+3z/2=3（2）在恒溫恒壓時，為等比： z可取任意值同（1）中同恒溫恒壓，故有： (x+z/2)/(y+3z/2)=1/3練習(xí)1、在容積相同的AB兩個密閉容器中，分別充入2molSO2和1molO2，使它們在相同的溫度下發(fā)生反應(yīng)：2SO2O22SO3，并達到平衡。在反應(yīng)過程中，若A容器保持體積不變，B容器保持壓強不

14、變，當A中的SO2的轉(zhuǎn)化率為25時，則B容器中SO2的轉(zhuǎn)化率應(yīng)是( )（ ）A25 B25 C p +q ：恒容同時按原比例增加A、B的量，A、B的轉(zhuǎn)化率都增大。 恒壓同時按原比例增加A、B的量，A、B的轉(zhuǎn)化率不變m +n p +q ：恒容同時按原比例增加A、B的量，A、B的轉(zhuǎn)化率都減小。 恒壓同時按原比例增加A、B的量，A、B的轉(zhuǎn)化率不變m +n= p +q ：不論恒容還是恒壓，同時按原比例增加A、B的量，A、B的轉(zhuǎn)化率都不變。對于分解反應(yīng)，要視反應(yīng)前后物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)而定m A(g) n B(g) + p C(g)m = n + p：不論如何改變反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率都不變。m n+

15、 p：增加反應(yīng)物的濃度時，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大。對于兩端都只有一種物質(zhì)的反應(yīng)，恒容條件下，不管加那端的物質(zhì)，百分含量和轉(zhuǎn)化率都用加壓平衡向氣體系數(shù)小的方向移動去分析。例：2NO2N2O4反應(yīng)達到平衡后，不管加誰，若恒溫恒容反應(yīng)，達新平衡后，NO2百分含量減小，N2O4百分含量增大。4、計算技巧(1)差量法例在一個固定體積的密閉容器中，放入2molX和3molY，在一定條件下反應(yīng)：4X(氣)+3Y(氣) 2Q(氣)+nR(氣)達到平衡后，容器內(nèi)溫度不變，容器內(nèi)壓強比原來增加5%，X的濃度減小1/3，則反應(yīng)方程中的n值為（ C ） A、5 B、3 C、6 D、2解析：由題意可知反應(yīng)向右進行，并且氣體

16、物質(zhì)的量增大，則右邊氣體系數(shù)大，故2+n4+3，n5，大于5的只有6，故選C(2)極限法例在一定溫度下的密閉容器中加入CO和H2O（氣）各1mol當反應(yīng) CO+H2O（氣） CO2+H2 達到平衡時生成0.5mol的CO2，若其它條件不變，再充入8molH2O（氣）重新達到平衡時CO2的物質(zhì)的量為 （ B ） A、0.5mol B、0.93mol C、1mol D、1.5mol解析：增加H2O的量，平衡右移，CO2必定增多，CO的轉(zhuǎn)化率必定增大，之于增多大，無法判斷，故CO的總轉(zhuǎn)化量范圍是0.5CO1，故CO2范圍是0.5CO21，在其范圍的都符合，故選B(3)守恒法例將1molA、2molB的混合物132g在密閉容器中反應(yīng)：A（氣）+2B（氣）