高二化学选择性必修一 等效平衡

等效平衡

一、等效平衡的含义

1．含义：在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，对于同一可逆反应，以不同的投料方式(即从正反应、逆反应或中间状态开始)进行的反应，若达到平衡时相同组分在各混合物中的百分含量

．．．．．．．．．．．．．．．(体积分数、

物质的量分数或质量分数)相等

．．，这样的化学平衡互称等效平衡(包括“相同的平衡状态”)

二、等效平衡的类型和特征

1．恒温恒容(T、V一定)条件下，△n≠0反应的等效平衡(量等等效)

恒温恒容条件下，对于△n≠0即反应前后气体分子数改变的可逆反应(如N 2+3H22NH3)，改变起始时加入物质的物质的量，要与原平衡等效，其条件是：通过化学计量系数比，全部换算成同一半边的物质后，物质的量与原平衡的起始投入量应完全相同。若不同的起始投入量经“一边倒”全部换算为反应物或生成物后，投入量是相同的，则所形成的平衡状态是完全相同的

对于T、V一定时，△n≠0的反应，形成等效平衡的条件是：起始投入量应完全相同；所形成等效平衡的特征是：平衡时各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的平均摩尔质量(M)、混合气体的密度(ρ)、压强(P)等所有物理量完全相同，即平衡状态完全相同

2．恒温恒容(T、V一定)条件下，△n=0反应的等效平衡(量比等效)

对于T、V一定时，△n=0的反应，形成等效平衡的条件是：起始投料成比例；所形成等效平衡的特征是：平衡时各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、混合气体的平均摩尔质量(M)相同，但各气体的物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的密度(ρ)、压强(P)、反应达到平衡时所需的时间(t)不同但成比例

【例1】在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行以下反应：A(g)+2B(g) 3C(g)。已知加入1molA和3molB且达到平衡后，生成a molC。

(1)达到平衡时C在反应混合气中的体积分数是(用字母a表示)。

(2)在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2molA和6molB，达到平衡后，C的物质的量为mol(用字母a表示)。此时C在反应混合气中的体积分数(填增大，减小或不变)。

(3)在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2molA和8molB，若要求平衡后C在反应混合气中体积分数不变，则还应加入molC。

3．恒温恒压(T、p一定)条件下的等效平衡(量比等效)

恒温、恒压条件下，对于任何可逆反应(不管是△n≠0还是△n=0)，形成等效平衡的条件是：起始投料成比例；所形成等效平衡的特征是：平衡时各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、混合气体的平均摩尔质量(M)、物质的量浓度(c)、混合气体的密度(ρ)、压强(P)相同，但各气体的物质的量(n)、物质的质量(m)、体积(V)不同但成比例

【例2】在一定温度下，把2体积的N2和6体积的H2通入一个带活塞的体积可变的密闭容器中，活塞的

一端与大气相通如图所示。容器中发生的反应为N2(g)+3H2(g)催化剂

高温高压

2NH3(g)

(正反应放热)，若反应达到平衡后，测得混合气体为7体积。据此回答下列问题：

(1)保持上述反应温度不变，设a、b、c分别代表起始加入的N2、H2、NH3的体

积，如果反应达到平衡后混合气体的体积及各物质的百分含量仍与上述平衡完

全相同，那么：

①若a=1，c=2，b= ，在此情况下，反应起始时化学平衡将向反应方向进行(填

“正”或“逆”)；

②若需规定起始时反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为；

(2)在上述装置中，若使平衡后气体体积变为6.5体积，应采取的措施是，理由是

三、解题窍门：解题的关键，读题时注意勾画出这些条件，分清类别，用相应的方法求解。我们常采用“等

价转换”的方法，分析和解决等效平衡问题

【课后练习】

1．一定温度下，在固定容积的密闭容器中充入2mol A和1mol B发生反应2A(g)+B(g)4C(g)，达到平衡后，C的体积分数为C%；在相同条件下，按下列情况充入物质达到平衡时，C的体积分数也为C%的是

A．1molA、2molC B．4molC C．4molA、2molB D．1molA、1molB 2．在一个体积恒定的密闭容器中，加入2 molA和1 molB，发生反应：2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，达平衡时，C的浓度为W mol/L若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达平衡后，C 的浓度仍为W mol/L的是

A．4molA+2molB B．2molA+1molB+3molC+1molD

C．3molC+1molB D．3molC+1molD

3．一定温度下，在固定容积的密闭容器中充入2mol A和1mol B发生反应2A(g)+B(g)3C(g)，达到平衡后，C的物质的量为n；在相同条件下，按下列情况充入物质达到平衡时，C的物质的量为2n的是A．1molA、2molC B．4molC C．4molA、2molB D．1molA、1molB 4．一定温度、压强下，在固定容积的密闭容器中充入2mol A和1mol B发生反应2A(g)+B(g)3C(g)，达到平衡后，C的体积分数为C%；在相同条件下，按下列情况充入物质达到平衡时，C的体积分数也为C%的是

A．1molA、2molC B．4molC C．4molA、2molB D．1molA、1molB 5．在恒温、恒压的条件下，向可变容积的密闭容器中充入3LA和2LB，发生如下反应：3A(g)+2B(g)xC(g)+yD(g)达到平衡时，C的体积分数为m％。若维持温度、压强不变，将0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作为起始物质充入密闭容器中，达到平衡时C的体积分数仍为m％，则x、y的值分别为A．x=3 y=l B．x=4 y=1 C．x=5 y=1 D．x=2 y=3

6．在一恒定的容器中充入2mol A和1mol B发生反应2A(g)+B(g)xC(g)，达到平衡后，C的体积分数为C%；若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量A：0.6mol、B：0.3mol、C：1.4mol充入容器，达到平衡后，C的体积分数仍为C%，则x值为

A．只能为2B．只能为3C．可能是2也可能是3D．无法确定7．向某密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H 2O(g)，发生反应：CO＋H2O(g)CO2＋H2。当反应达到平衡时，CO的体积分数为x。若维持容器的体积和温度不变，超始物质按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO的体积分数大于x的是

A．0.5 mol CO＋2 mol H2O(g)＋1 mol CO2＋1 mol H2

B．1 mol CO＋1 mol H2O(g)＋1 mol CO2＋1 mol H2

C．0.5 mol CO＋1.5 mol H2O(g)＋0.4 mol CO2＋0.4 mol H2

D．0.5 mol CO＋1.5 mol H2O(g)＋0.5 mol CO2＋0.5 mol H2

8．在密闭容器中发生反应：2SO 2(g)+O2(g)2SO3(g)。起始时SO2和O2分别为1mol和0.5mol，达到平衡时SO2的转化率为90％。若从SO3开始进行反应，在相同条件下，欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同，则起始时SO3的物质的量及其转化率分别为

A．1mol和20％B．1mol和10％C．0.5mol和20％D．2mol和10％

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

B．保持温度和容器内压强不变，充入1 mol SO3(g)

C．保持温度和容器内压强不变，充入1 mol O2(g)

D．保持温度和容器内压强不变，充入1 mol Ar(g)

10．在一个固定容积的密闭容器中，保持一定温度进行如下反应：H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)，已知加入1 mol H2和2 mol Br2达到平衡后，生成x mol HBr，在相同条件下若起始时加入的H2、Br2、HBr分别为a、b、c(均不为0)且保持平衡时，各组分含量都不变，以下推断正确的是