化学平衡中常用的几种解题方法

化学平衡中常用的几种解题方法一.等价转化（等效平衡)法

(一)等效平衡的概念和含义

体积为1L的两个密闭容器中均发生反应：CO（g)+ Ｈ

２O(g)≒CO

2

（g)+ H

２

（g),在一个容

器中充入0.０1moｌCO（ｇ）和０.01ｍolＨ

2O(ｇ),在另一个容器中充入0.01molCO

２

(g）

和0.01ｍolH

2

(g），在温度为８００℃,均达到化学平衡。

恒温恒容 CＯ(g) + H

2O(ｇ) ≒ CO

２

(ｇ) + Ｈ

2

（g)

途径1：起始0．０1mol ０．０1mｏl 0 ０平衡 0.0０4mｏｌ 0．004moｌ0.００6mol 0.０0６ｍol 途径2：起始０ 0 ０.01ｍol 0．01mol 平衡 0.0０4moｌ0.0０4ｍol 0.006ｍol 0.00６mol

恒温恒压可逆反应N

２（g)＋3Ｈ

2

(g)≒2NＨ

3

（g）

第一种投料开始1mol 3mol 0 平衡态Ⅰ

第二种投料开始 1.5ｍｏl 4.5ｍｏl 1mｏl 平衡态Ⅱ

在每个平衡状态中,NH

3

在平衡混合物中都有个百分含量,这两个百分含量在平衡Ⅰ和

平衡Ⅱ中相等。

在相同条件下，同一可逆反应,不管从正反应开始,还是从逆反应开始或从正反应和逆

反应同时开始达到平衡时,同种物质的百分含量

．．．．（体积分数、质量分数或物质的量分数）相同的化学平衡互称等效平衡,

(二)建立等效平衡应满足的条件以及等效平衡的特征

可逆反应mA(g)+ｎB(g)≒ｐC(g)

第一种投料开始ａｂ0 平衡态Ⅰ

第二种投料开始ｘy z 平衡态Ⅱ

x+mz/p y+nz/p 0

采用极限转化法,将两种不同起始投料，根据化学计量，转换成方程式同一边物质的用量. 第一种类型,恒温恒容条件，对于不等体积(反应前后气体化学计量数和不等)的可逆反应。

(1)建立等效平衡，两种起始投料应满足的条件:

若同种物质的用量相等即x+mz/p=a 同时,y+nz／ｐ＝b,可逆反应达到的两个平衡属于等量平衡。

(2）其特点是:

在这两个平衡中,同种物质的物质的量、浓度、百分含量对应相等（反应起始的温度等的,容积是等的,同种物质的浓度是等的)。

第二种类型,恒温恒容条件时，对于等体积(反应前后气体化学计量数和相等)的可逆反应。(1）建立等效平衡，两种起始投料应满足的条件:

若对应物质用量的比值相等即(ｘ+mz/ｐ)：(ｙ+nz/p)=a:ｂ,可逆反应达到的两个平衡属于比例平衡(相当于恒温恒压下的等效平衡，其原因是平衡不受压强影响).

(２)其特点是:

在两个平衡中,同种物质的百分含量相等，同种物质的物质的量和浓度成比例存在倍数关系或相等（反应起始的温度等的,压强是等的,对应物质的浓度是存在倍数关系)。

例１.在一固定体积的密闭容器中,充入2ｍolA和１moｌB,发生反应２Ａ(g)＋B(g)≒ｘC （g），达平衡后,C的体积分数为W%，若维持容器容积和温度不变,按０.6molA、0.3mol

Ｂ和1．4ｍolC为起始配比投入,达平衡后，C的体积分数也为W%,则x的值为（ ) A.1 B.2 Ｃ．3 D.4

【解析】看题意多数学生认为这是“恒温恒容”条件下的等效平衡问题，常用极端假设法，即完全推算到Ａ、Ｂ这两种反应物一端,即有0.6+１．4×2/ｘ=2,或０．3+1.4×1/x=1,

得x=2,应选B。然而还应考虑到等效平衡的另一种情况，即定温、定容条件下对于反应前

后气体化学计量数不变的可逆反应，只要反应物(或生成物)的物质的量之比与原起始量之比对应相同，则两平衡等效，即为当x=３时的情况，因此本题正确答案应为B、C。

例2.在恒温恒容的条件下，有反应2Ａ(g)＋2B(g)≒C(g）+3D(ｇ),现从两条途径分别建立平衡。途径Ｉ:A、B的起始浓度均为2mol·L-1;途径ＩI:C、D的起始浓度分别为２ｍｏｌ／L和６mol/Ｌ,则以下下叙述正确的是( ）

Ａ．两途径最终达到平衡时,体系内混合气的百分组成相同

B.两途径最终达到平衡时,体系内混合气的百分组成不同

C.达平衡时,途径Ｉ的反应速率ｖ(A)等于途径II的反应速率v（A)

Ｄ.达平衡时,途径I所得混合气的密度为途径II所得混合气密度的1/2.

【解析】在恒温恒容下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,只要反应物(或生成物)的物质的量比例与原平衡的相同,途径Ⅰ、Ⅱ所建立的两平衡就是等效平衡(相当于恒温恒压下的等效平衡，其原因是反应前后气体体积不变,压强对该平衡无影响)。

第三种类型,恒温恒压时，任意(不论反应前后气体化学计量数是否相等)的可逆反应。(１）建立等效平衡，两种起始投料应满足的条件:

若对应物质用量的比值相等，即(ｘ+mｚ/p）:(ｙ＋nz/ｐ）=ａ：ｂ，可逆反应达到的两个平衡时属于比例平衡,

(2)其特点是：

在两个平衡中，同种物质的含量、物质的量浓度相等。同种物质的物质的量存在倍数关系。例3．(03年全国)某温度下，在容器可变的容器中，反应2A(g）+B(g)≒２C(g)达到平衡时，A、B和Ｃ的物质的量分别为4ｍol、2moｌ和4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量作如下调整,可使平衡右移的是（ )

Ａ．均减半Ｂ．均加倍Ｃ.均增加１mｏl D．均减小1mｏl 【解析】本题考查了上述规律中“定温定压”条件下的等效平衡问题,选项A、B中均减半、均加倍时,各物质的物质的量的比值不变,三者比例为2:1:2,与题中比例一致,故为等效平衡,平衡不移动。选项C均增加１ｍol时,可把B物质分成两次增加,即先增加0.５moｌ,第一次加入1molA、０.5molB、1molC,则A、B、C按物质的量5: 2.5:5=4:2:4,故与已知条件等效,此时平衡不移动，再在此基础上再增加0．5mｏlＢ,提高反应物B的浓度,则平衡右移。选项D中均减少1moｌ时,可把B物质分成两次减少，即先减少0.５moｌ，将A 减小1mol，B减小0.5mｏｌ,C减小1ｍｏｌ,则A、B、C按物质的量3：１.5:3＝4：2:4,故与已知条件等效，此时平衡不移动，再在此基础上再减少0.5mｏlB,降低反应物Ｂ的浓度，平衡向左移动,故本题应选C。

【归纳总结】

1.判断两种起始投料所建立的平衡是否为等效平衡的方法

一是看外界条件是恒温恒容,还是恒温恒压；二是看反应前后气体分子化学计量数是否相等;三是使用极限转化的方法将两种不同起始投料按化学计量数转换为方程式同一半边的物质的用量,再观察相关物质的用量是否相等或成比例。

２.平衡等效,转化率不一定相同.

①若是从不同方向建立的等效平衡,物质的转化率一定不同,如在某温度下的密闭定容容

器中发生反应２M(g）+N(g)=2E(ｇ），若起始时充入2ｍolE，达到平衡时气体的压强比起始时增大了2０％，则E的转化率是40%;若开始时充入２molM和1mｏlN，达到平衡后,M 的转化率是60%。

②若是从一个方向建立的等效平衡,物质的转化率相同,如恒温恒压容器中发生反应２E （g）=2M(g)＋N（g)，若起始时充入２ｍolＥ，达到平衡时M的物质的量为0．8ｍol，则E的转化率是４0%；若开始时充入4molE,达到平衡后M的物质的量为1.６mol,则Ｅ的转化率仍为40%。

(三).等效平衡的应用(运用等效平衡解决非等效平衡的问题)

可以先虚构一个等效平衡,在等效平衡的基础上再回到题设条件,问题就迎刃而解了。

例４．（０5年江苏）一定温度下,在恒容密闭容器中发生如下反应:2A(g）+B(g)≒3Ｃ(g),