等效平衡得三種題型及解法

1、等效平衡得三種題型及解法等效平衡歸納為以下三種題型 :完全等效平衡 ,這類等效平衡問題得特征就是在同T 、P、V 得條件下 ,同一化學(xué)反應(yīng)經(jīng)過不同得反應(yīng)過程最后建立得平衡相同。 解決這類問題得方法就就是構(gòu)建相同得起始條件。 下面瞧 例題一 :【例題一】 :溫度一定 ,在一個容器體積恒定密閉容器內(nèi) ,發(fā)生合成氨反應(yīng) :N23H2 2NH3 。若 充入 1molN2 與 3molH2, 反應(yīng)達到平衡時 NH3 得體積百分含量為 W% 。若改變開始時投入原 料得量 ,加入 amolN2,bmolH2,cmolNH3, 反應(yīng)達到平衡時 ,NH3 得體積百分含量仍為 W%, 則: 若 a=b=0, c=

2、 若 a=0、 75, b= , c=若溫度、壓強恒定 ,則 a、b、c 之間必須滿足得關(guān)系就是分析 :通過閱讀題目 ,可以知道建立平衡后兩次平衡之間滿足同T、P、V,所以可以斷定就是完全等效平衡 ,故可以通過構(gòu)建相同得起始條件來完成。N2 3H2 2NH3起始條件 : 1mol 3mol 0起始條件 : amol bmol cmol( 可以把 cmolNH3 全部轉(zhuǎn)化為 N2,H2) 轉(zhuǎn)化 : 0、 5cmol 1 、 5cmol cmol構(gòu)建條件 : (a+0 、 5c)mol (b+1 、 5c)mol 0 要使起始條件與起始條件建立得平衡一樣,那么必須就是起始條件與構(gòu)建條件完全相同。則

3、有 :(a+0、5c)mol = 1mol (b+1 、 5c)mol = 3mol其實這兩個等式就就是得答案 ,得答案就就是代入數(shù)值計算即可。不完全等效平衡 ,這類等效平衡問題得特征就是在同T、P不同 V 得條件下 ,同一化學(xué)反應(yīng)經(jīng)過不同得反應(yīng)過程最后建立得平衡中各成分得含量相同。 解決這類問題得方法就就是構(gòu)建相 似得起始條件 ,各量間對應(yīng)成比例。下面瞧例題二:【例題二】 :恒溫恒壓下 ,在一個可變?nèi)莘e得容器中發(fā)生中下反應(yīng):A(g)+B(g) = C(g)(1) 若開始時放入 1molA 與 1molB,到達平衡后 ,生成 a molC,這時 A 得物質(zhì)得量為 mol。(2) 若開始時放入

4、3molA 與 3molB,到達平衡后 ,生成 C 得物質(zhì)得量為 mol。(3) 若開始時放入 xmolA 、 2molB 與 1molC,到達平衡后 ,A 與 C 得物質(zhì)得量分別就是 y mol 與 3a mol,則 x= ,y= ,平衡時 ,B 得物質(zhì)得量 (選填一個編號 )甲: 大于 2mol 乙 :等于 2mol 丙 :小于 2mol 丁 :可能大于 ,等或小于 2mol 作出判斷得理由就是 。(4) 若在(3)得平衡混合物中再加入 3molC,待到達平衡后 ,C 得物質(zhì)得量分數(shù)就是 。 分析:通過閱讀題目 ,可以知道建立平衡后兩次平衡之間滿足同T、P不同 V,所以可以斷定就是不完全等

5、效平衡 ,故可以通過構(gòu)建相似得起始條件各量間對應(yīng)成比例來完成。解答過程如 下:A(g) + B(g) = C(g)(1) 起始條件 : 1mol 1mol 0平衡 : (1-a )mol (1-a )mol amol(2) 起始條件 : 3mol 3mol 0平衡 : 3(1-a )mol 3(1-a )mol 3amol( 各量間對應(yīng)成比例 )(3) 起始條件 : x mol 2mol 1 mol平衡 : 3(1-a )mol 3(1-a )mol 3amol可見 ,起始條件與起始條件建立得就是完全等效平衡,因此可通過構(gòu)建相同得起始條件求 得 x 得值。 A(g) + B(g) = C(g)

6、 起始條件 : 3mol 3mol 0 起始條件 : x mol 2mol 1 mol 轉(zhuǎn)化 : 1mol 1mol 1 mol 構(gòu)建條件 :(1+ x)mol (1+2)mol 0 即 (1+ x)mol = 3mol x =2 平衡時 ,B 得物質(zhì)得量 丁 (選填一個編號 ) 甲: 大于 2mol 乙 :等于 2mol 丙 :小于 2mol 丁 :可能大于 ,等或小于 2mol 作出判斷得理由就是 a 取值得不確定決定得 。(4) 若在 (3)得平衡混合物中再加入 3molC,待再次到達平衡后 ,與(1)、(2)、(3)建立得平衡就是 等效得 ,所以與 (1)中得含量一樣為 a /(2-a

7、)。特殊等效平衡 ,這類等效平衡問題得特征就是對于反應(yīng)前后氣體體積不變得反應(yīng)在同T 得條件下 ,同一化學(xué)反應(yīng)經(jīng)過不同得反應(yīng)過程最后建立得平衡中各成分得含量相同。解決這類問 題得方法就就是構(gòu)建相似得起始條件 ,各量間對應(yīng)成比例。下面瞧例題三 :【例題三】 :在一個固定體積得密閉容器內(nèi) ,保持一定得溫度發(fā)生以下反應(yīng) :H2+Br2 2HBr 。已 知加入 1molH2 與 2molBr2 時,達到平衡狀態(tài)生成 amolHBr 。在相同條件下 ,且保持平衡時得 各物質(zhì)得百分含量相同 ,則填寫下列空白 :編號 起始狀態(tài) (mol) 平衡時 HBr 物質(zhì)得量 (mol)H2 Br2 HBr 已知 1 2

8、 0 a 2 4 0 1 0 、 5a m n(n 2m) 分析 :通過閱讀題目 ,可以知道建立平衡后兩次平衡之間滿足反應(yīng)前后氣體體積不變得并且在 相同 T 下進行 ,所以可以斷定就是特殊等效平衡 ,故可以通過構(gòu)建相似得起始條件各量間對應(yīng) 成比例來完成。解答過程如下 :H2 + Br2 2HBr 平衡時 HBr 得量 起始條件 : 1mol 2mol 0 amol 起始條件 : 2mol 4mol 0 2amol 起始條件 : xmol ymol 1mol 轉(zhuǎn)化 : 1mol 1mol 1mol 構(gòu)建條件 : (x+1)mol (y+1)mol 0 0 、 5amol 因各量間對應(yīng)成比例 0、

9、5(x+1)=1 0 、 5(y+1)=2 則 x=1 y=3 起始條件 : m mol n mol p mol 轉(zhuǎn)化 : p mol p mol p mol 構(gòu)建條件 : (m+p)mol (n+p)mol 0 因各量間對應(yīng)成比例 (m+p):(n+p)= 1 :2 則 p=n-2m 代入得 構(gòu)建條件 : (n-m)mol 2(n-m)mol 0 則平衡時 HBr 得量為 a(n-m)mol 綜上所述 ,解決等效平衡問題得關(guān)鍵就是先根據(jù)題意(一般會指出含量或體積分數(shù)相同)判斷就是否為等效平衡問題 ,然后結(jié)合以上三類等效平衡得特征歸類,這時離解答出來已經(jīng)不遠了?；瘜W(xué)平衡小結(jié) 等效平衡問題一、概

10、念 在一定條件 (恒溫恒容或恒溫恒壓 )下 ,同一可逆反應(yīng)體系 ,不管就是從正反應(yīng)開始 ,還就是從逆 反應(yīng)開始 ,在達到化學(xué)平衡狀態(tài)時 ,任何相同組分得百分含量 (體積分數(shù)、物質(zhì)得量分數(shù)等 )均 相同 ,這樣得化學(xué)平衡互稱等效平衡 (包括 “全等等效與相似等效 ”。)概念得理解 :(1) 只要就是等效平衡 ,平衡時同一物質(zhì)得百分含量 (體積分數(shù)、物質(zhì)得量分數(shù)等 )一定相同(2) 外界條件相同 :通?？梢跃褪呛銣?、恒容 ,恒溫、恒壓。(3) 平衡狀態(tài)只與始態(tài)有關(guān) ,而與途徑無關(guān) ,(如 :無論反應(yīng)從正反應(yīng)方向開始 ,還就是從逆反應(yīng) 方向開始投料就是一次還就是分成幾次反應(yīng)容器經(jīng)過擴大 縮小或縮小

11、擴大得過程 ,) 比較時都運用 “一邊倒 ”倒回到起始得狀態(tài)進行比較。二、等效平衡得分類 在等效平衡中比較常見并且重要得類型主要有以下二種 :I 類:全等等效 不管就是恒溫恒容還就是恒溫恒壓。 只要“一邊倒 ”倒后各反應(yīng)物起始用量 就是一致得就就是全等等效“全等等效 ”平衡除了滿足等效平衡特征 轉(zhuǎn)化率相同 ,平衡時百分含量 (體積分數(shù)、 物質(zhì)得量分 數(shù) )一定相等 外還有如下特征 “一邊倒 ”后同物質(zhì)得起始物質(zhì)得量相等 ,平衡物質(zhì)得量也一定 相等。拓展與延伸 :在解題時如果要求起始 “物質(zhì)得量相等 ”或 “平衡物質(zhì)得量相等 ”字眼得肯定就是 等效平衡這此我們只要想辦法讓起始用量相等就行例 1.

12、 將 6molX 與 3molY 得混合氣體置于密閉容器中 ,發(fā)生如下反應(yīng) :2X (g)+Y(g) 2Z (g), 反應(yīng) 達到平衡狀態(tài) A 時,測得 X 、Y、 Z氣體得物質(zhì)得量分別為 1、 2mol 、 0、 6mol 與4、8mol。 若 X、Y、Z 得起始物質(zhì)得量分別可用 a、b、c表示,請回答下列問題 :(1) 若保持恒溫恒容 ,且起始時 a=3、2mol,且達到平衡后各氣體得體積分數(shù)與平衡狀態(tài)A 相同,則起始時 b、c 得取值分別為, 。(2) 若保持恒溫恒壓 ,并要使反應(yīng)開始時向逆反應(yīng)方向進行,且達到平衡后各氣體得物質(zhì)得量與平衡 A 相同 ,則起始時 c 得取值范圍就是。答案 :

13、(1)b=1 、6mol c=2、 8mol (2)4、 8mol<c<6mol分析 :(1) 通過題意我們可以瞧出問題該反應(yīng)就是反應(yīng)前后氣體系數(shù)不等得反應(yīng),題中給出保持恒溫恒容 ,且達到平衡后各氣體得體積分數(shù)與平衡狀態(tài)A 相同可以瞧出該平衡應(yīng)與原平衡形成全等等效 ,故一定要使一邊倒后得 X 得物質(zhì)得量為 6mol 而 Y 得物質(zhì)得量為 3mol 。 2X (g) + Y(g) 2Z (g)問題 (1)得物質(zhì)得量 /mol a=3、 2b=?c=?從 Z 向 X 、 Y 轉(zhuǎn)化得量 /mol x(1/2)xx從上述關(guān)系可得 :3、2+x=6 x=2、8 ; b+(1/2)x =3 b

14、=1、6c=2、8(2)通過達到平衡后各氣體得物質(zhì)得量與平衡 A 相同 ,可以知道這就是一個全等等效得問題 , 由于三者平衡時得關(guān)系為 :2X (g) + Y(g) 2Z (g)平衡物質(zhì)得量 /mol 1、 2mol 0、 6mol4、 8mol從上述平衡時各物質(zhì)得量可以瞧出當 Z 得物質(zhì)得量超過 4、 8mol 時該反應(yīng)一定向逆方向進 行,故 c>4 、8mol, 又由于就是一個全等等效得問題 ,所以其最大值一定就是起始就是a、b 等于0,只投入 c,即 c 等于 6mol 值最大、II 類:相似等效 相似等效分兩種狀態(tài)分別討論1.恒溫恒壓下對于氣體體系通過 “一邊倒 ”得辦法轉(zhuǎn)化后

15、,只要反應(yīng)物 (或生成物 )得物質(zhì)得量 得比例與原平衡起始態(tài)相同 ,兩平衡等效。恒溫恒壓下得相似等效平衡得特征就是:平衡時同一物質(zhì)轉(zhuǎn)化率相同 ,百分含量 (體積分數(shù)、 物質(zhì)得量分數(shù) )相同 ,濃度相同2.恒溫恒容下對于反應(yīng)前后氣體總物質(zhì)得量沒有變化得反應(yīng)來說,通過“一邊倒 ”得辦法轉(zhuǎn)化后,只要反應(yīng)物 (或生成物 )得物質(zhì)得量得比例與原平衡起始態(tài)相同,兩平衡等效。恒溫恒容下得相似等效平衡得特征就是:平衡時同一物質(zhì)轉(zhuǎn)化率相同 ,百分含量 (體積分數(shù)、 物質(zhì)得量分數(shù) )相同 ,濃度不相同 拓展與延伸 :屬于相似等效得問題 ,我們只要想辦法讓物質(zhì)得量得比例與原平衡起始態(tài)相同起 始用量相等就行例 2.

16、將 6molX 與 3molY 得混合氣體置于容積可變得密閉容器中,在恒溫恒壓發(fā)生如下反應(yīng):2X (g)+Y(g) 2Z (g), 反應(yīng)達到平衡狀態(tài) A 時,測得 X、Y、Z 氣體得物質(zhì)得量分別為 1、2mol 、 0、 6mol 與 4、 8mol 。若 X、Y、Z 得起始物質(zhì)得量分別可用 a、b、c 表示 ,若起始時 a=3、 2mol, 且達到平衡后各氣體得體積分數(shù)與平衡狀態(tài)A 相同 ,則起始時 b、c 得取值分別為 , 。答案 : b=1、6mol c 為任意值分析 :通過題意達到平衡后各氣體得體積分數(shù)與平衡狀態(tài)A 相同,且反應(yīng)就是在恒溫恒壓下 ,可以瞧出二者屬于相似等效 ,故起始加量

17、只要滿足物質(zhì)得量得比例與原平衡起始態(tài)相同即可,從上述反應(yīng)我們可以瞧出生成物只有一種,故 c為任何值時都能滿足比例故 C 可不瞧 ,只要 a:b能滿足 2:1 即可 ,故 b=1 、6mol【總結(jié)】 通過上述分析等效平衡得問題解題得關(guān)鍵就是:讀題時注意勾畫出這些條件 ,分清類別 ,用相應(yīng)得方法 (使起始物質(zhì)量相等或起始物質(zhì)得量比相等)求解。我們常采用 “一邊倒 ”又(稱等價轉(zhuǎn)換 )得方法 ,分析與解決等效平衡問題例 3: 在一定溫度下 ,把 2mol SO2 與 1mol O2 通入一定容積得密閉容器中 ,發(fā)生如下反應(yīng) ,當此 反應(yīng)進行到一定程度時反應(yīng)混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)?，F(xiàn)在該容器中維持溫

18、度不變,令 a、b、c 分別代表初始時加入得得物質(zhì)得量 (mol), 如果 a、b、c取不同得數(shù)值 ,它們必須滿足一定 得相互關(guān)系 ,才能保證達到平衡狀態(tài)時 ,反應(yīng)混合物中三種氣體得百分含量仍跟上述平衡完全 相同。請?zhí)羁?:(1) 若 a=0,b=0,則 c=。(2) 若 a=0、 5,則 b=,c= 。(3) a、b、c 得取值必須滿足得一般條件就是 , 。(請用兩個方程式表示 , 其中一個只含 a 與 c,另一個只含 b 與 c)解析 :通過化學(xué)方程式 :可以瞧出 ,這就是一個化學(xué)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等得可逆反應(yīng),在定溫、定容下建立得同一化學(xué)平衡狀態(tài)。起始時,無論怎樣改變得物質(zhì)得量 ,使化

19、學(xué)反應(yīng)從正反應(yīng)開始 ,還就是從逆反應(yīng)開始 ,或者從正、 逆反應(yīng)同時開始 ,但它們所建立起來得化學(xué)平衡狀態(tài) 得效果就是完全相同得 ,即它們之間存在等效平衡關(guān)系。我們常采用“等價轉(zhuǎn)換 ”得方法 ,分析與解決等效平衡問題。(1) 若a=0,b=0,這說明反應(yīng)就是從逆反應(yīng)開始 ,通過化學(xué)方程式 可以瞧出 ,反應(yīng)從 2mol SO3 開 始,通過反應(yīng)得化學(xué)計量數(shù)之比換算成與 得物質(zhì)得量 (即等價轉(zhuǎn)換 ),恰好跟反應(yīng)從 2mol SO2與 1mol O2 得混合物開始就是等效得 ,故 c=2 。(2) 由于 a=0、5<2,這表示反應(yīng)從正、 逆反應(yīng)同時開始 ,通過化學(xué)方程式 可以瞧出 ,要使 0、5

20、 mol SO2反應(yīng)需要同時加入 0、25mol O2 才能進行 ,通過反應(yīng)得化學(xué)計量數(shù)之比換算成SO3得物質(zhì)得量(即等價轉(zhuǎn)換 )與 0、5 mol SO3 就是等效得 ,這時若再加入 1、5 mol SO3 就與起始時加 入 2 mol SO3 就是等效得 ,通過等價轉(zhuǎn)換可知也與起始時加入2 mol SO2 與 1mol O2 就是等效得。故 b=0、 25,c=1、5。(3)題中要求 2mol SO2 與 1mol O2 要與 a mol SO2、b mol O2 與 c mol SO3 建立等效平衡。 由化學(xué)方程式 可知 ,c mol SO3 等價轉(zhuǎn)換后與 c mol SO2 與 等效

21、,即就是說 , 與 與 a mol SO2、b mol O2 與 c mol SO3等效,那么也就就是與 2mol SO2 與1mol O2 等效。故有 。例 4: 在一個固定容積得密閉容器中 ,保持一定得溫度進行以下反應(yīng)已知加入 1mol H2 與 2mol Br2 時,達到平衡后生成 a mol HBr（ 見下表已知項 ）,在相同條件下 , 且保持平衡時各組分得體積分數(shù)不變 ,對下列編號得狀態(tài) ,填寫下表中得空白。解析 :在定溫、定容下 ,建立起化學(xué)平衡狀態(tài) ,從化學(xué)方程式可以瞧出 ,這就是一個化學(xué)反應(yīng) 前后氣體分子數(shù)相等得可逆反應(yīng)。根據(jù) “等價轉(zhuǎn)換 ”法 ,通過反應(yīng)得化學(xué)計量數(shù)之比換算成

22、同 一邊物質(zhì)得物質(zhì)得量之比與原平衡相同,則達到平衡后與原平衡等效。 因為標準項中 n（ 起始 ）:n（起始 ）:n（HBr 平衡 ）=1:2:a,將 n（H2 起始 ）=2mol,n（Br2 起始 ）=4mol, 代入上式得 n（HBr 平衡 ）=2a。 參照標準項可知 ,n（HBr 平衡）=0 、5a mol,需要 n（H2 起始 ）=0、5mol,n（Br2 起始）=1mol,n（HBr 起始 ）=0mol 。而現(xiàn)在得起始狀態(tài) ,已有 1mol HBr,通過等價轉(zhuǎn)換以后 ,就相當于起始時有 0、5 mol H2 與 0、5 mol Br2 得混合物 ,為使 n（H2 起始）:n（Br2 起

23、始 ）=1:2,則需要再加入 0、5 mol Br2 就可以達到了。故起始時 H2 與 Br2 得物質(zhì)得量應(yīng)為 0mol 與 0、5mol 。 設(shè)起始時 HBr 得物質(zhì)得量為 x mol, 轉(zhuǎn)換成 H2 與 Br2 后,則 H2 與 Br2 得總量分別為 （）mol 與（ ）mol, 根據(jù) ,解得 。設(shè)平衡時 HBr 得物質(zhì)得量為 y mol, 則有 ,解得 。例 5:如圖所示 ,在一定溫度下 ,把 2體積 N2 與 6體積 H2 通入一個帶有活塞得容積可變得容器 中 ,活塞得一端與大氣相通 ,容器中發(fā)生以下反應(yīng) :（正反應(yīng)放熱 ）,若反應(yīng)達到平衡后 ,測得混合 氣體得體積為 7 體積。據(jù)此回

24、答下列問題 :（1）保持上述反應(yīng)溫度不變 ,設(shè) a、b、c 分別代表初始加入得 N2 、H2 與 NH3 得體積 ,如果反應(yīng) 達到平衡后混合氣體中各氣體得體積分數(shù)仍與上述平衡相同,那么 :若 a=1,c=2,則 b= 。在此情況下 ,反應(yīng)起始時將向 （填“正”或 “逆”反）應(yīng)方向進行。若需規(guī)定起始時反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行,則 c 得取值范圍就是 。（2）在上述裝置中 ,若需控制平衡后混合氣體為 6、5 體積 ,則可采取得措施就是 ,原因就是 。解析 :（1）化學(xué)反應(yīng) : 在定溫、 定壓下進行 ,要使平衡狀態(tài)與原平衡狀態(tài)等效 ,只要起始時就可 以達到。已知起始時各物質(zhì)得體積分別為1體積 N2、b

25、體積 H2 與 2體積。根據(jù) “等價轉(zhuǎn)換 ”法,將 2 體積 通過反應(yīng)得化學(xué)計量數(shù)之比換算成 與 得體積 ,則相當于起始時有 （1+1） 體積 與 （b+3）體積 ,它們得比值為 ,解得 b=3。因反應(yīng)前混合氣體為 8體積,反應(yīng)后混合氣體為 7體積 ,體積差為 1 體積,由差量法可解出平衡 時 為 1 體積 ;而在起始時 ,得體積為 c=2 體積 ,比平衡狀態(tài)時大 ,為達到同一平衡狀態(tài) , 得體積 必須減小 ,所以平衡逆向移動。若需讓反應(yīng)逆向進行 ,由上述所求出得平衡時 得體積為 1 可知 , 得體積必須大于 1,最大 值則為 2體積 與 6體積 完全反應(yīng)時產(chǎn)生得得體積 ,即為 4體積 ,則

26、。（2）由 6、5<7 可知 ,上述平衡應(yīng)向體積縮小得方向移動,亦即向放熱方向移動 ,所以采取降溫措施。例 6:（一 ）恒溫、恒壓下 ,在一個容積可變得容器中發(fā)生如下反應(yīng):（1）若開始時放入 1mol A 與 1mol B, 達到平衡后 ,生成 a mol C, 這時 A 得物質(zhì)得量為 mol。（2）若開始時放入 3mol A 與 3mol B, 達到平衡后 ,生成 C 得物質(zhì)得量為 mol 。（3）若開始時放入 x mol A 、2mol B 與 1mol C,達到平衡后 ,A 與 C 得物質(zhì)得量分別為 y mol 與3a mol, 則 x=,y= 。平衡時 ,B 得物質(zhì)得量 (填編號 )。(甲)大于 2mol (乙 )等于 2mol (丙 ) 小于 2mol (丁 )可能大于、等于或小于 2mol(4) 若在 (3)得平衡混合物中再加入 3mol