等效平衡问题及解题技巧

等效平衡问题及解题技

巧

Revised as of 23 November 2020

专题一、等效平衡问题

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”，无论从正反应开始还是从逆反应开始，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）。

如: mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)

起始① mmol nmol 0 0

起始② 0 0 pmol 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1molB发生反应

2A(g)+B(g)3C(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（）

A、4molA+2molB

B、2molA+1molB+3molC+1molD

C、3molC+1molD+1molB

D、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) 2C(g)达到平衡时，C的质量分数为ω%,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ω%的是（）

,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a,b,c,d分别代表初始加入的A,B,C,D的物质的量，如果a,b,c,d取不同的数值，它们必须满足一定关系，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, 则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a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。

如: mA(g) + nB(g) pC(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A）的体积分数、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：A(g)+B(g)C(g) 开始时放入1molA和1molB,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

(2)若开始时放入xmolA、3molB和1molC,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

．．．．．．．．．．．的可逆反应，如果起始．．．．条件下,对于反应前后气体分子数相同

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。

如：H2(g) + I2(g) 2HI(g)

起始① 1mol 1mol 0

起始② 0 0 4mol

起始③ 0

上述三种情况投料不同,但将②中投料“左边倒”后三种情况下n(H2)和n(I2) 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H2）的体积分数相同，物质的量及物质的量浓度不相同。

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x= ；若平衡时甲、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（填“相等”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，则两容器中压强之比为

3、等效平衡的解题思路

（1）分析是否属于等效平衡问题（2）属何种类型的等效平衡

（3）选择建立平衡的条件（极值法）

练习

1.在t℃时，向一容积不变的密闭容器内放入1molA和1molB，发生如下反应：

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%的是（）

和2molB ,1molA和1molB

和2molD 和1molD

2. 在一定条件下，向一带活塞的密闭容器内充入2molSO2和1molO2,发生下列反应：2 SO 2 (g)+O2(g)2SO3(g),达到平衡后改变下列条件，SO3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 SO3

B. 保持温度和容器压强不变，充入

1mol SO3 C. 保持温度和容器压强不变，充入1mol O2 D. 保持温度和容器压强不变，充入1mol Ar