等效平衡例题解析
等效平衡的三种题型及解法
等效平衡的三种题型及解法等效平衡归纳为以下三种题型:完全等效平衡,这类等效平衡问题的特征是在同T、P、V的条件下,同一化学反应经过不同的反应过程最后建立的平衡相同。
解决这类问题的方法就是构建相同的起始条件。
下面看例题一:【例题一】:温度一定,在一个容器体积恒定密闭容器内,发生合成氨反应:N2+3H2 2NH3。
若充入1molN2和3molH2,反应达到平衡时NH3的体积百分含量为W%。
若改变开始时投入原料的量,加入amolN2,bmolH2,cmolNH3,反应达到平衡时,NH3的体积百分含量仍为W%,则:①若a=b=0,c=②若a=0.75,b= ,c=③若温度、压强恒定,则a、b、c之间必须满足的关系是分析:通过阅读题目,可以知道建立平衡后两次平衡之间满足同T、P、V,所以可以断定是完全等效平衡,故可以通过构建相同的起始条件来完成。
N2 +3H2 2NH3起始条件Ⅰ:1mol 3mol 0起始条件Ⅱ:amol bmol cmol(可以把cmolNH3全部转化为N2,H2)转化:0.5cmol 1.5cmol cmol构建条件:(a+0.5c)mol (b+1.5c)mol 0要使起始条件Ⅰ和起始条件Ⅱ建立的平衡一样,那么必须是起始条件Ⅰ和构建条件完全相同。
则有:(a+0.5c)mol = 1mol (b+1.5c)mol = 3mol其实这两个等式就是③的答案,①②的答案就是代入数值计算即可。
不完全等效平衡,这类等效平衡问题的特征是在同T、P不同V的条件下,同一化学反应经过不同的反应过程最后建立的平衡中各成分的含量相同。
解决这类问题的方法就是构建相似的起始条件,各量间对应成比例。
下面看例题二:【例题二】:恒温恒压下,在一个可变容积的容器中发生中下反应:A(g)+B(g) = C(g) (1)若开始时放入1molA和1molB,到达平衡后,生成a molC,这时A的物质的量为mol。
(2)若开始时放入3molA和3molB,到达平衡后,生成C的物质的量为mol。
等效平衡例题
0
0.5
2g-8m
1.5a (g-3m)a
7
[评注] 比较例2、例3的异同:例2为定T、 V情况下,反应前后气体分子数不变的可 逆反应的等效平衡问题;例3为定T、p情 况下,反应前后气体分子数改变的可逆反 应的等效平衡的问题,解答问题的方法完 全相同。对于例3若N2 、H2 、NH3的加入 量用x、y、z。(mo1)表示,不难导出,达 到等效平衡时,x、y、z应满足的一般条件 是:y=4x,z≥0(当x、y均大于0时,z才能 为0)
8
(3)a、b、c必须满足的一般条件是(请用两个方程式表
示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c):
a +c=2
、 b +0.5c=1
。(全国高考题) 3
Ⅱ类:在定T、V情况下, 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 量的比例与原平衡相同, 则二平衡等效。
4
[例2] 在一个固定体积的密闭容器中,保持一定 温度进行以下反应:H2 (g)十 Br2 (g)
平衡状态。
现在该容器中维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加
入的SO2 、O2和SO3的物质的量(mo1)。如a、b、c取不同 的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到
平衡时,反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平
衡时的完全相同。请填写下列空白:
(1)若a=0,b=0,则c= 2 。
(2)若a=0.5,则b= 0.25 和C= 1.5 。
条件下,只改变起始加入情况,只要 通过可逆反应的化学计量数比换算成 平衡式左右两边同一边物质的物质的 量与原平衡相同,则二平衡等效。
2
例1: 在一定温度下,把2molSO2 和1mo1O2通人一个一
等效平衡练习题含答案
等效平衡1、向某密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2O(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,起始物质按下列四种配比充入该容器中,达到平衡时CO的体积分子大于x的是A、0.5mol CO+2mol H2O(g)+1mol CO2+1mol H2B、1mol CO+1mol H2O(g)+1mol CO2 +1mol H2C、0.5mol CO+1.5mol H2O(g)+0.4mol CO2+0.4molH2D、0.5mol CO+1.5mol H2O(g)+0.5molCO2+0.5mol H22、在一定温度下,向容积固定不变的密闭容器中充入a mol NO2,发生如下反应:2NO2(g)N 2O4(g);△H<0。
达平衡后再向容器中充入amol NO2,再次达到平衡后,与原平衡比较,下列叙述不正确的是A.相对平均分子质量增大B.NO2的转化率提高C.NO2的质量分数增大D.反应放出的总热量大于原来的2倍3、已知甲为恒温恒压容器,乙为恒温恒容容器。
初始时,两容器的温度、体积相同,两容器中均充入2molSO 2和lmolO2,且发生反应为2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g);△H<0;当两容器都达到平衡后,为使两者中的SO2在平衡混合物中的物质的量分数相同,下列措施中不可行的是A.向甲容器中再充人一定量的氦气B.向乙容器中再充人2mol的SO3气体C.适当降低乙容器的温度D.缩小甲容器的体积4、将4mol SO2与2 mol O2的混合气分别置于容积相等的甲、乙两容器中,发生反应:2SO2(g)+O 2(g)2SO3(g);△H<0,在相同温度下,使其均达到平衡状态。
甲是恒压容器,乙是恒容容器。
甲容器达到平衡状态时,测得混合气体的物质的量为 4.2mol;乙容器经50s达到平衡状态。
请回答:(1)甲容器达到平衡时SO2的转化率是,其所需时间50s(填“大于”、“小于”或“等于”)。
等效平衡解题技巧
等效平衡解题技巧化学平衡——等效平衡专题⼀、概念在⼀定条件(恒温恒压或恒温恒容)下的可逆反应⾥, 不管从正反应开始还是从逆反应开始, 只要投⼊的物料相当 ,最终达到化学平衡状态时,任何相同组分的百分含量....(体积分数、物质的量分数等)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡。
⼆、例题解析I 类:在恒温恒容下,起始投料..的物质的量相同..,最终达到完全相同的平衡.......(什么都相同)状态。
(完全等效)例1:在⼀定温度下,把2mol SO 2和1mol O 2通⼊⼀定容积的密闭容器中,发⽣如下反应,22O SO 2+3SO 2,当此反应进⾏到⼀定程度时就处于化学平衡状态。
现在该容器中维持温度不变,令a 、b 、c 分别代表初始时加⼊的322SO O SO 、、的物质的量(mol ),如果a 、b 、c 取不同的数值,它们必须满⾜⼀定的相互关系,才能保证达到平衡状态时,反应混合物中三种⽓体的百分含量仍跟上述平衡完全相同。
请填空:(1)若a=0,b=0,则c=___________。
(2)若a=0.5,则b=___________,c=___________。
(3)a 、b 、c 的取值必须满⾜的⼀般条件是___________,___________。
(请⽤两个⽅程式表⽰,其中⼀个只含a 和c ,另⼀个只含b 和c )答案:(1)c=2 (2)b=0.25,c=1.5 (3)a+c=2 b+c/2=1(或2b+c=2)。
练习、⼀个真空密闭恒容容器中盛有1molPCl 5,加热到200℃发⽣如下反应: PCl 5(g)PCl 3 (g)+Cl 2 (g) ,反应达到平衡时,混合⽓体中PCl 5,所占体积分数为M%,。
若同⼀温度的同⼀容器中,最初投⼊2 molPCl 5,反应达平衡时,混合⽓体中PCl 5,所占体积分数为N%。
则M 和N 的关系是 ( )A 、 M >NB 、 M=NC 、 M < ND 、⽆法确定II 类:在恒温恒容下,反应前后⽓体体积不变的可逆反应,只要物料⽐例相同,则两平衡等效。
等效平衡专题解析
等效平衡专题解析一、等效平衡等效平衡的含义:在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的分数(体积、物质的量)均相等,这样的化学平衡互称为等效平衡。
在等效平衡中,还有一类特殊的平衡,不仅任何相同组分的分数(体积、物质的量)均相同,而且相同组分的物质的量均相同,这类等效平衡又互称为同一平衡。
同一平衡是等效平衡的特例。
如:N 2+3H 2 2NH 3在下列四个容器中均处于平衡状态,各组分物质的量分别为如下所示。
A 21a mol N 2 , 21b mol H 2 , 21c mol NH 3 B a mol N 2 , b mol H 2 , c mol NH 3C 2m mol N 2 , 2n mol H 2 , 2g mol NH 3 D m mol N 2 , n mol H 2 , g mol NH 3若A 、B 两容器T 、P 相同,则A 、B 两平衡互为等效平衡。
若C 、D 两容器T 、V 相同,则C 、D 两平衡互为同一平衡。
二、建立等效平衡的条件恒温恒压下或恒温恒容下,对于同一可逆反应,若两初始状态有相同的物料关系,则达到平衡后两平衡等效且实为同一平衡。
此处的相同是指广义的相同,即只要通过可逆反应的化学计量数关系换算成平衡式左右两边中某一边的物质的量,若两者相同则为有相同的物料关系。
如N 2+3H 2 2NH 3 ① 1 3 0② 0 0 2③ 1则①②③为具有相同的物料关系。
那么为什么具备了这些的条件就能达到同一平衡呢?如何形象地理解呢?我们来看例题。
例1某温度下,在1L 的密闭容器中加入1molN 2、3molH 2,使反N 2+3H 2 2NH 3应达到平衡,测得平衡混合气中N 2、H 2、NH 3分别为、、。
如果温度不变,只改变初始加入的物质的量而要求达到平衡时N 2、H 2、NH 3的物质的量仍分别为、、,则N 2、H 2、NH 3的加入量用X 、Y 、Z 表示时应满足的条件:(1)若X =0,Y =0, 则Z =(2)若X =,则Y = , 则Z =(3)若X =,则Y = , 则Z =(4)X 、Y 、Z 应该满足的一般条件是则应满足的一般条件是(用含X 、Y 、Z 的关系式表示)解析很显然,本题是求解T 、V 恒定时,达到同一平衡时,初始态的物料条件。
高中等效平衡详解及例题分析
等效平衡等效平衡问题是指利用等效平衡(相同平衡或相似平衡)来进行的有关判断和计算问题,即利用与某一平衡状态等效的过渡平衡状态(相同平衡)进行有关问题的分析、判断,或利用相似平衡的相似原理进行有关量的计算。
所以等效平衡也是一种思维分析方式和解题方法。
这种方法往往用在相似平衡的计算中。
目录1概念2条件2.1 在恒温、恒容下2.2 在恒温、恒压下3分类判断4注意事项5分类6等效平衡7例题解析1.概念概念是解题的基石。
只有深入理解概念的内涵和外延,才能在解题中触类旁通,游刃有余。
人教版教材对等效平衡概念是这样表述的:“实验证明,如果不是从CO和H2O(g)开始反应,而是各取0.01molCO2和0.01molH2,以相同的条件进行反应,生成CO和H2O(g),当达到化学平衡状态时,反应混合物里CO、H2O(g)、CO2、H2各为0.005mol,其组成与前者完全相同(人教版教材第二册(必修加选修)第38页第四段)。
”这段文字说明了,化学平衡状态的达到与化学反应途径无关。
即在相同的条件下,可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应开始,还是从既有反应物又有生成物开始,达到的化学平衡状态是相同的,平衡混合物中各组成物质的百分含量保持不变,也就是等效平衡。
由上叙述可知,相同平衡、相似平衡和等效平衡是不同的,相同平衡是指有关同一平衡状态的一类计算,相似平衡是指几个不同但有着比值关系的平衡的一类计算,而等效平衡则是利用平衡等效来解题的一种思维方式和解题方法。
2.条件建立相同平衡或相似平衡与外界条件有关,一是恒温恒容,二是恒温恒压。
在恒温、恒容下(方程式前后系数之和不同时)只要能使各物质的初始物质的量分别相等,就可以建立相同平衡。
即两平衡的关系是相等关系。
两个平衡的所有对应平衡量(包括正逆反应速率、各组分的物质的量分数、物质的量浓度、气体体积分数、质量分数等)完全相等。
(方程式前后系数之和相同时)只要能使各物质初始物质的量之比相等就可以建立相似平衡。
等效平衡例题解析
等效平衡一、等效平衡的原理在一定条件(定温、定容或定温、定压)下,只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的物质的量分数(或体积分数)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡。
二、等效平衡的建立化学平衡状态的建立与条件(如浓度、温度、压强等)有关,而与建立平衡时的途径无关,因而同一可逆反应,从不同的状态开始,只要达到平衡时的条件(浓度、温度、压强等)完全相同,则可形成等效平衡。
如常温常压下,可逆反应:2SO2 + O2 2 SO3① 2mol 1mol 0②0 0 2mol③ 1mol 0.5mol 1mol①从正反应开始,②从逆反应开始,③从正、逆反应同时开始,由于①、②、③三种情况如果按方程式的化学计量数比折算成同一方向的反应物,对应各组分的物质的量均相等[如将②、③折算为①],因此三者为等效平衡。
三、等效平衡的规律1、定温、定容条件下的等效平衡Ⅰ类:在定温、定容条件下,对于反应前后气体化学计量数不相等的可逆反应,只改变起始时加入物质的物质的量,若通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量,所得反应物(或生成物)的物质的量与原起始量对应相同,则两平衡等效。
Ⅱ类:在定温、定容条件下,对于反应前后气体化学计量数相等的可逆反应,只改变起始时加入物质的物质的量,若通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量,所得反应物(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。
2、定温、定压条件下的等效平衡在定温、定压条件下,对于反应前后气体化学计量数任意型的可逆反应,只改变起始时加入物质的物质的量,若通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量,所得反应物(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。
四、等效平衡的解题思想——极值法无论平衡从哪个方向建立,在判断时,都可以根据题给条件,把生成物全部推算成反应物或把反应物全部推算成生成物,再与平衡开始时加入的物质的量相比较。
等效平衡练习题(含解析答案)
等效平衡练习题【例1】将3 mol A和1 mol B混合于一体积可变的密闭容器P中,以此时的温度、压强和体积作为起始条件,发生了如下反应:达到平衡时C的浓度为w mol·L-1。
回答⑴~⑸小题:(1)保持温度和压强不变,按下列四种配比充入容器P中,平衡后C的浓度仍为w mol·L-1的是( )(A)6 mol A+2 mol B (B)3 mol A+1 mol B十2 mol C,(C)2 mol C+1 mol B+1 mol D (D)1 mol C+2mol D(2)保持原起始温度和体积不变,要使平衡后C的浓度仍为w mol·L-1,应按下列哪种配比向容器Q中充入有关物质( )(A)3 mol A+1 mol B (B)4 mol C十2 mol D(C)1.5 mol A+0.5mol B+1 mol C +0.5 mol D (D)以上均不能满足条件,(3)保持原起始温度和体积不变,若仍按3 mol A和1 mol B配比在容器Q中发生反应,则平衡时C的浓度和w rml·L-1的关系是( )(A)>w(B)<w(C)= w(D)不能确定(4)将2 mol C和2 mol D按起始温度和压强充入容器Q中,保持温度和体积不变,平衡时C的浓度为V mol·L-1,V与w的关系是( )(A) V>w(B) V<w(C) V=w(D)无法比较(5)维持原起始温度和体积不变,按下列哪种配比充入容器Q可使平衡时C的浓度为V mol·L-1 ( )(A)1 mol C+0.5 m01 D .(B)3 mol A+2 mol B(C)3 mol A+1 mol B+1 mol D (D)以上均不能满足条件解析⑴(A)⑵(D).⑶(B).⑷(B).⑸(C).【例2】某温度下向1L密闭容器中充入1mol N2和3 mol H2,使反应N2+3H3达到平衡,平衡混合气中N2、H2、NH3的浓度分别为M、N、G(mol/L).如果温度不变,只改变初始物质的加入量,要求M、N、G保持不变,则N2、H2、NH3的加入量用x、y、z表示时应满足的条件是:①若x=0,y=0,则z= ;②若x=0.75 mol,则y= ,z= ;③x、y、z取值必须满足的一般条件是(用含x、y、z方程表示,其中一个含x、z,另一个含y、z) 。
等效平衡化学平衡练习试题及答案解析高中化学
2SO2 +O 22SO3①2mol 1mol 0mol②0mol 0mol 2mol③0.5mol 0.25mol 1.5mol2SO2 +O22SO3①2mol 1mol 0mol②0mol 0mol 1mol③4mol 2mol 1.5mol 等效平衡专项训练题例1:常温下固定体积的密闭容器内发生的可逆反应:①②③三种情况为等效平衡等效平衡的分类:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)当a+b≠c+d时1)恒温恒容时,“等量”加入(各种物质的物质的量通过反应计量系数换算成反应物,若与原平衡起始物质的物质的量相同)即等效,见例1;2)恒温恒压时,“等比”加入(各种物质的物质的量通过反应计量系数换算成反应物,若各物质的物质的量之比与原平衡起始物质的物质的量之比相同)即等效,见例2;例2:常温常压下的可逆反应,①②③三种情况为等效平衡3)当a+b=c+d时,恒容或恒压下“等量”或“等比”加入都是等效平衡。
练习题:1.某温度下,在一容积可变....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做如下调整,可使平衡右移的是( )A.均减半B.均加倍C.均增加1mol D.均减少1mol2.在一定温度下,把2mol SO2和1mol O2通入一个一定容积的密闭容器里,发生如下反应:2SO2+O22SO3,当此反应进行到一定程度时,反应混合物就处于化学平衡状态。
现在该容器维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的SO2,O2和SO3的物质的量(mol)。
如a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同。
请填写以下空白:(1)若a=0,b=0,c=_____。
(2)若a=0.5,则b=_____,c=_____。
化学反应原理等效平衡实例及总结
题型Ⅳ:一般可逆反应在恒温、恒容条件下建立等效平衡【例题】在一个体积固定的密闭容器中加入2 mol A和1 mol B,发生反应:2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g),达到平衡时C的浓度为a mol·L-1。
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,达到平衡后,C的浓度仍为a mol·L-1的是()A.4molA+2molBB.2molA+1molB+3molC+1molDC.3molC+1molD+1molBD.3molC+1molD【点拨】等效平衡的含义:在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的百分含量(体积分数、物质的量分数等)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡。
对于一般可逆反应,在恒温恒容条件下,只改变起始加入的情况,只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同,则二平衡等效。
假设2 mol A和1 mol B能够完全反应,则应生成3molC+1molD,所以如果维持容器体积和温度不变,开始时向容器中加入3molC+1molD,达到平衡时,与原平衡是等效平衡,则C 的浓度仍为a mol·L-1。
所以正确答案为D。
题型Ⅴ:反应前后气体体积不变的可逆反应在恒温、恒容条件下建立等效平衡【例题】可逆反应A(g)+B(g) 2C(g)在固定容积的容器中进行,如果向容器中充入1mol A和1mol B,在某温度下达到平衡时,C的体积分数为m%;若向容器中充入1mol C,在同样的温度下达到平衡时,C的体积分数为n%,则m和n的关系正确的是()A.m>n B.m<n C.m=n D.无法比较【点拨】在恒温恒容条件下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,只要按化学计量数换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量之比与原平衡相同,则二平衡也为等效平衡。
假设1mol C物质完全反应,可以生成0.5mol A和0.5mol B,投入量是第一种投料方式的一半,所以压强也是其一半。
等效平衡重点习题及详细解析
等效平衡重点习题及详细解析1.2012•天津已知2SO2 g+O2 g2SO3 g;△H=﹣197kJ•mol﹣1.向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:甲2mol SO2和1mol O2;乙1mol SO2和0.5mol O2;丙2mol SO3.恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是A.容器内压强P:P=P丙>2P乙甲B.S O3的质量m:m=m丙>2m乙甲C.c SO2与cO2之比k:k=k丙>k乙甲D.反应放出或吸收热量的数值Q:Q=Q丙>2Q乙甲考点:等效平衡.专题:压轴题;化学平衡专题.分析:恒温恒容,甲与乙起始nSO2:nO2=2:1,甲等效为在乙的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动,故甲中转化率增大;丙按化学计量数转化到左边可得nSO2=2mol,nO2=1mol,与甲为等效平衡,平衡时对应个组分的物质的量相等,据此结合选项解答;解答:解:恒温恒容,甲与乙起始nSO2:nO2=2:1,甲等效为在乙的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动,转化率增大;丙按化学计量数转化到左边可得nSO2=2mol,nO2=1mol,与甲为等效平衡,平衡时对应个组分的物质的量相等,A、甲与丙为等效平衡,平衡时对应个组分的物质的量相等,故压强P甲=P丙,甲等效为在乙的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动,故P乙<P甲<2P乙,故P甲=P丙<2P乙,故A错误;B、甲与丙为等效平衡,平衡时对应个组分的物质的量相等,故压强m甲=m丙,甲等效为在乙到达平衡的基础上,再加入1mol SO2和0.5mol O2,增大压强,平衡向正反应移动,SO2转化率增大,m甲>2m乙,故m甲=m丙>2m,故B正确;乙C、对于甲、乙,SO2、O2起始物质的量之比等于化学计量数之比,cSO2与cO2之比为定值2:1,丙为分解反应,丙中cSO2与cO2之比为2:1,故k甲=k丙=k乙=2:1,故C错误;D、甲与丙为等效平衡,平衡时对应个组分的物质的量相等,故Q甲+G丙=197,甲等效为在乙的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动,SO2转化率增大,故Q甲>2Q乙,故D错误;故选B.点评:该题考查化学平衡移动与计算、反应热知识、等效平衡等,难度较大,注意构建甲、乙平衡建立的途径,注意理解等效平衡.2.2010•江苏在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下已知N2g+3H2g=2NH3 g△H=﹣92.4kJ•mol﹣1容器甲乙丙反应物投入量1mol N2、3mol H22mol NH34mol NH3NH3的浓度mol•L﹣1c1c2c3反应的能量变化放出akJ 吸收bkJ 吸收ckJ体系压强Pa p1p2p3反应物转化率α1α2α3下列说法正确的是A.2c1>c3B.a+b=92.4 C.2p2<p3D.α1+α3<1考点:等效平衡;有关反应热的计算;化学平衡的计算.专题:压轴题.分析:甲容器反应物投入1molN2、3molH2与乙容器反应物投入2mol NH3在保持恒温、恒容情况下是等效平衡,平衡时NH3的浓度c1=c2 、p1=p2、α1+α2=1、a+b能量总变化相当于1molN2、3molH2完全转化成2molNH3的能量,即吸放热a+b数值上就等于92.4kJ;甲容器反应物投入量1molN2、3molH2与丙容器反应物投入量4molNH3,若恒温且丙容器容积是甲容器2倍,则甲容器与丙容器也是等效平衡,然而现在是温度、容积相同的3个密闭容器,我们可以当成是在恒温且容积是甲容器两倍条件下,体积受到了压缩,原反应正向气体体积减少,由平衡移动原理,则相较于甲容器或假设状况而言,丙容器平衡向逆向移动,也就是说,丙容器的转化率比甲容器还要低一些.因此2c1<c3、2p2>p3、α2>α3、α1+α3<1.解答:解:A、甲、丙相比较,把丙看成是在恒温且容积是甲容器两倍条件下,体积受到了压缩,原反应正向气体体积减少,由勒沙特列原理,相较于甲容器或假设状况而言,丙容器平衡向逆向移动,因此2c1<c3,故A错;B、甲乙平衡状态相同,不同的是反应的起始方向不同,在此过程中乙吸收的热热量相当于甲完全转化需再放出的热量,故a+b=92.4,故B正确;C、比较乙丙可知,丙中氨气的物质的量为乙的2倍,但加压平衡向生产氨气的方向移动,故2p2>p3,故C错;D、甲乙处于相同的平衡状态,则a1+a2=1,而a2>a3,所以a1+a3<1,故D正确.故选B、D.点评:本题主要考查的是化学平衡中的等效平衡问题,等效平衡为在一定条件下恒温恒容或恒温恒压,对同一可逆反应体系,起始时加入物质的物质的量不同,而达到化学平衡时,同种物质的百分含量相同,做题时注意从思路的转化.3.某温度下在密闭容器中发生如下反应:2Mg+Ng2Eg若开始时只充入2molEg,达平衡时,混合气体的压强比起始时增大了20%;若开始时只充入2molM和1molN的混合气体,达平衡时M的转化率为A.20% B.40% C.60% D.80%考点:等效平衡;化学平衡的计算.专题:计算题;化学平衡专题.分析:根据等效平衡,在相同温度下,固定容积的反应容器内,2molE与2molM和1molN的物质的量相当,达到平衡时,两者的平衡状态相同,利用三段式解题方法,可求知结果.解答:解:设充入2molE达到平衡状态时反应了2xmolE,根据方程式计算如下:2Mg+Ng2Eg起始0 mol 0 mol 2mol转化2x x 2x平衡2x x 2﹣2x根据阿伏加德罗定律可知相同条件下气体的物质的量之比等于压强之比,则有:=1.2,解得x=0.4mol;在相同条件下,2molE与2molM和1molN的物质的量相当,达到平衡时,两者的平衡状态相同,即若开始时只充入2molM和1molN的混合气体,达平衡时M的物质的量为0.8mol,转化的M的物质的量为2mol﹣0.8mol=1.2mol所以达平衡时M的转化率=,故选C.点评:本题为等效平衡问题,解决这类问题时注意以下两个方面的问题:1对于两边气体分子数不相等的可逆反应,只改变起始时加入物质的物质的量,如果通过可逆反应的化学计量数换算成方程式同一半边的物质时物质的量与起始所给物质对应相同,则两平衡等效.2对于反应前后气体分子数相等的可逆反应,只要反应物或生成物的物质的量的比例与起始所给物质的比例对应相同,则两平衡等效.4.2009•广州模拟保持恒温、恒容,在某密闭容器中发生反应:2Ag+2Bg Cg+3Dg.现分别从两条途径建立平衡:Ⅰ﹣﹣从正反应开始,A、B的起始物质的量均为2mol;Ⅱ﹣﹣从逆反应开始,C、D的起始物质的量分别为2mol和6mol.以下叙述中正确的是A.Ⅰ、Ⅱ两种途径从反应开始到平衡状态所消耗的时间相同B.Ⅰ、Ⅱ两种途径从反应开始到平衡状态的过程中,体系的总密度始终保持不变C.Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到平衡时,体系内A的物质的量分数相同D.Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到平衡时,体系内A的浓度相同考点:等效平衡.专题:化学平衡专题.分析:由反应2Ag+2Bg Cg+3Dg可知,反应前后气体的化学计量数相等,压强对平衡移动没有影响,当满足Ⅱ所加物质完全转化为A、B时,与Ⅰ物质的量比值相等,则达到相同平衡状态.解答:解:2Ag+2Bg Cg+3DgⅠ2mol 2molⅡ2mol 6molⅡ所加物质完全转化为A、B时,可生成4molA、4molB,与Ⅰ物质的量比值相等,由反应2Ag+2Bg Cg+3Dg可知,反应前后气体的化学计量数相等,压强对平衡移动没有影响,则Ⅰ、Ⅱ为等效平衡状态,体系内混合气体的百分组成相同,混合气体平均相对分子质量相同,则A.物质的浓度不同,反应速率不同,到达平衡时需用时间不同,另外反应从不同方向进行,转化率未知,即使是物质的量相当时也不能确定达到平衡所用的时间是否相等,故A错误;B.容器体积不变,气体的质量不变,则总密度始终保持不变,故B正确;C.Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到相同平衡状态,物质的质量分数相同,故C正确;D.Ⅱ所加物质完全转化为A、B时,可生成4molA、4molB,与Ⅰ物质的量不相等,平衡状态相同,则A的浓度不同,故D错误.故选BC.点评:本题考查等效平衡问题,题目难度中等,注意等效平衡有2种情况:①化学反应前后气体的化学计量数之和不等的反应必须满足物质的量完全相等,②反应前后气体的化学计量数相等,满足物质的量之比相等.5.在体积、温度都相同的条件下有下列反应:2Ag+2Bg Cg+3Dg.现分别从两条途径建立平衡:Ⅰ.A、B的起始物质的量均为2mol,Ⅱ.C、D的起始物质的量分别为2mol和6mol.以下叙述中不正确的是A.Ⅰ、Ⅱ两途径达到平衡时,两者对应的各组分的体积分数相同B.Ⅰ、Ⅱ两途径达到平衡时,两者混合气的平均相对分子质量相同C.达平衡时,Ⅰ途径所得混合气的密度为Ⅱ途径所得混合气密度的1/2D.达平衡时,Ⅰ途径的反应速率v A等于Ⅱ途径的反应速率v A考点:等效平衡.专题:化学平衡专题.分析:由于化学平衡状态与条件有关,而与建立平衡的途径无关.因而,同一可逆反应,从不同的状态开始,只要达到平衡时条件温度、浓度、压强等完全相同,则可形成等效平衡,在恒温、恒容条件下,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的比值与原平衡相同,则两平衡等效.解答:解:2Ag+2Bg Cg+3Dg,反应前后气体的物质的量相等,Ⅰ.A、B的起始物质的量均为2mol,Ⅱ.C、D的起始物质的量分别为2mol和6mol,相当于4molA和4molB,两种途径的物质的量比值相同,则处于相同平衡状态,则A.两种途径平衡状态相同,则对应的各组分的体积分数相同,故A正确;B.两种途径平衡状态相同,各物质的含量相同,则混合气的平均相对分子质量相同,故B正确;C.由于途径Ⅱ的质量为途径Ⅰ的质量的2倍,则Ⅰ途径所得混合气的密度为Ⅱ途径所得混合气密度的,故C正确;D.Ⅱ途径浓度大,压强大,反应速率应较大,故D错误.故选D.点评:本题考查等效平衡问题,题目难度中等,注意相同条件下,同一可逆反应体系,不管从正反应开始,还是从逆反应开始,只要按反应方程式中的化学计量数之比投入反应物或生成物,建立起的平衡状态都是相同的,这就是所谓等效平衡原理.6.在相同温度和压强下,对反应CO2g+H2g COg+H2Og进行甲、乙、丙、丁四组实验,实验起始时放入容器内各组分的物质的量见表:CO2H2CO H2O甲 a mol a mol 0 mol 0 mol乙2a mol a mol 0 mol 0 mol丙0 mol 0 mol a mol a mol丁 a mol 0 mol a mol a mol上述四种情况达到平衡后,nCO的大小顺序是A.丁>乙>丙=甲B.乙>丁>甲>丙C.乙=丁>丙=甲D.丁>丙>乙>甲考点:等效平衡;化学平衡的影响因素.专题:极端假设法;化学平衡专题.分析:在相同温度和压强下的可逆反应,反应后气体体积不变,按方程式的化学计量关系转化为方程式同一边的物质进行分析.解答:解:假设丙、丁中的CO、H2Og全部转化为CO2、H2,再与甲、乙比较:CO2g+H2g COg+H2Og丙开始时0mol 0mol anol anol丙假设全转化anol anol 0mol 0mol丁开始时amol 0mol amol amol丁假设全转化2amol amol 0mol 0mol通过比较,甲、丙的数值一样,乙、丁的数值一样,且乙、丁的数值大于甲、丙的数值.故选:C点评:采用极端假设法是解决本题的关键,本题还涉及等效平衡,等效平衡是一种解决问题的模型,对复杂的对比问题若设置出等效平衡模型,然后改变条件平衡移动,问题就迎刃而解.7.相同温度下,体积均为0.25 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应:X2g+3Y2g2XY3g;△H=﹣92.6kJ•mol﹣1,实验测得反应起始时、达到平衡状态时的有关数据如下表所示,不正确的是容器编号起始时各物质物质的量/mol 平衡时体系能量的变化X2Y2 XY3① 1 3 0 放热Q1=23.15kJ②0.6 1.8 0.8 Q2A.达平衡时,两个容器中XY3的物质的量浓度均为2mol•L﹣1B.容器①、②中反应的平衡常数相等C.容器②中反应达到平衡状态时放出23.15×kJ的热量D.若容器①体积为0.20L,则反应达到平衡状态时放出的热量大于23.15kJ考点:等效平衡.专题:压轴题;化学平衡专题.分析:A、由达平衡时①放出的热为23.15 kJ,计算平衡时XY3的物质的量浓度,再根据两平衡是完全等效平衡解答;B、平衡常数只与温度有关;C、由达平衡时①放出的热为23.15 kJ,计算平衡时X2、Y2和XY3的物质的量,分析②是否处于平衡状态或是向哪个方向进行,判断②是吸热还是放热,再根据转化率计算具体的值;D、从平衡移动的角度比较反应放出的热量与23.15kJ的关系.解答:解:A、①容器中放出23.15kJ热量,则生成氨气的物质的量为:=0.5mol,利用三段式法计算:N2g+3H2g2NH3g起始:1mol 3mol 0转化:0.25mol 0.75mol 0.5mol平衡:0.75mol 2.25mol 0.5mol此时XY3的物质的量浓度均为=2 mol/L,将②按化学计量数比换算成左边与①对应的物质的物质的量相等,恒温恒容下,两平衡是完全等效平衡,平衡时各物质的浓度相等,故A正确;B、平衡常数只与温度有关,温度不变,对同一反应平衡常数不变,故B正确;C、由上述计算,可知平衡时①容器中X2、Y2和XY3的物质的量分别为0.75mol、2.25mol和0.5mol,②与①为完全等效平衡,所以,平衡时②容器中X2、Y2和XY3的物质的量也分别为0.75mol、2.25mol和0.5mol,可知②的反应向逆反应方向进行,反应过程需要吸收热,故C错误;D、若容器①体积为0.20L,增大压强平衡向正反应方向移动,放出热量多,D项正确.故选C.点评:本题考查化学平衡移动问题、等效平衡、反应热等问题,题目难度不大,注意C项根据计算分析,多认为无法判断是吸热还是放热.8.已知N2g+3H2g2NH3g△H=﹣92.3kJ•mol﹣1,在一定温度和催化剂的条件下,向一密闭容器中,通入1molN2和3molH2,达到平衡状态I;相同条件下,向另一体积相同的密闭容器中通入0.9molN2、2.7molH2和0.2molNH3,达到平衡状态II,则下列说法正确的是A.两个平衡状态的平衡常数的关系:K I<K IIB.H2的百分含量相同C.N2的转化率:平衡I<平衡IID.反应放出的热量:Q I=Q II<92.3 kJ考点:等效平衡.专题:化学平衡专题.分析:已知N2g+3H2g2NH3g△H=﹣92.3kJ•mol﹣1,在一定温度和催化剂的条件下,向一密闭容器中,通入1molN2和3molH2,达到平衡状态I,反应是可逆反应△H1>﹣92.3kJ•mol﹣1;相同条件下,向另一体积相同的密闭容器中通入0.9molN2、2.7molH2和0.2molNH3,转化起始量为1molN2和3molH2,达到平衡状态II和平衡状态I相同;A、平衡常数随温度变化;B、平衡状态相同;C、依据平衡状态相同分析判断;D、反应是可逆反应不能进行彻底,起始量不同反应热量不同.解答:解:已知N2g+3H2g2NH3g△H=﹣92.3kJ•mol﹣1,在一定温度和催化剂的条件下,向一密闭容器中,通入1molN2和3molH2,达到平衡状态I,反应是可逆反应△H1>﹣92.3kJ•mol﹣1;相同条件下,向另一体积相同的密闭容器中通入0.9molN2、2.7molH2和0.2molNH3,转化起始量为1molN2和3molH2,达到平衡状态II和平衡状态I相同;A、平衡常数随温度变化,两个平衡状态的平衡常数的关系:K I=K II,故A错误;B、平衡状态II和平衡状态I相同;H2的百分含量相同,故B正确;C、平衡状态II和平衡状态I相同,N2的转化率:平衡I=平衡II,故C错误;D、反应是可逆反应不能进行彻底,平衡Ⅱ反应是正逆进行,反应放出的热量:Q I>Q II都小于92.3 kJ,故D错误;故选B.点评:本题不仅考查了反应热的概念,还同时考查了可逆反应,等效平衡,平衡常数,转化率等概念,综合性较强,考生只有在准确理解上述概念的基础上,才能准确作答.由于“化学反应中的能量变化”,新教材已将其作为另一条主线贯穿于教材始终,故能量变化问题几乎可与任何一章相联系、相综合,复习中应多加留意.9.在一恒温恒容密闭容器中,A、B气体可建立如下平衡:2Ag+2Bg Cg+3Dg现分别从两条途径建立平衡:Ⅰ.A、B的起始量均为2mol;Ⅱ.C、D的起始量分别为2mol和6mol.下列叙述不正确的是A.Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成不同B.Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成相同C.达到平衡时,途径Ⅰ的和途径Ⅱ体系内混合气体平均相对分子质量相同D.达到平衡时,途径Ⅰ的气体密度为途径Ⅱ密度的1/2考点:等效平衡.专题:化学平衡专题.分析:由反应2Ag+2Bg Cg+3Dg可知,反应前后气体的化学计量数相等,压强对平衡移动没有影响,当满足Ⅱ所加物质完全转化为A、B时,与Ⅰ物质的量比值相等,则达到平衡状态.解答:解:2Ag+2Bg Cg+3DgⅠ2mol 2molⅡ2mol 6molⅡ所加物质完全转化为A、B时,可生成4molA、4molB,与Ⅰ物质的量比值相等,由反应2Ag+2Bg Cg+3Dg可知,反应前后气体的化学计量数相等,压强对平衡移动没有影响,则Ⅰ、Ⅱ为等效平衡状态,体系内混合气体的百分组成相同,混合气体平均相对分子质量相同,由于容器体积相等,Ⅱ气体质量是Ⅰ气体质量的2倍,则达到平衡时,途径Ⅰ的气体密度为途径Ⅱ密度的,则B、C、D正确,A错误.故选A.点评:本题考查等效平衡问题,题目难度中等,注意等效平衡有2种情况:①化学反应前后气体的化学计量数之和不等的反应必须满足物质的量完全相等,②反应前后气体的化学计量数相等,满足物质的量之比相等.10.在一定温度下,一定体积的密闭容器中有如下平衡:H2g+I2g2HIg.已知H2和I2的起始浓度均为0.10mol•L ﹣1时,达平衡时HI的浓度为0.16mol•L﹣1.若H2和I2的起始浓度均变为0.20mol•L﹣1,则平衡时H2的浓度mol•L﹣1是A.0.16 B.0.08 C.0.04 D.0.02考点:等效平衡;化学平衡的计算.专题:计算题;平衡思想;化学平衡专题.分析:先根据题中所给信息,求出化学平衡常数,温度一定,化学平衡常数不变,再次利用平衡常数求出平衡式H2的浓度.解答:解:H2g+I2g2HIg起始浓度0.10mol•L﹣1 0.10mol•L﹣1 0反应浓度0.08mol•L﹣1 0.08mol•L﹣1.16mol•L﹣1平衡浓度0.02mol•L﹣1 0.02mol•L﹣1 0.16mol•L﹣1化学平衡常数K===64当H2和I2的起始浓度均变为0.20mol•L﹣1时,设则平衡时H2的浓度为xmol•L﹣1,则氢气的反应浓度为0.20﹣xmol•L﹣1.H2g+I2g2HIg起始浓度0.20mol•L﹣1 0.20mol•L﹣10反应浓度0.20﹣xmol•L﹣1 0.20﹣xmol•L﹣1 20.20﹣xmol•L﹣1平衡浓度x x 20.20﹣xmol•L﹣1化学平衡常数K==64x=0.04 mol•L﹣1故选:C点评:温度一定,化学平衡常数不变是解决本题的关键.化学平衡常数K只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关.11.在温度、初始容积相同的两个密闭容器中,按不同方式投入反应物如图所示,发生如下反应:3Xg+Yg2Zg△H<0保持温度不变,测得平衡时的有关数据如下:恒容容器甲恒压容器乙X的物质的量mol n1n2Z的体积分数φ1φ2下列说法正确的是A.平衡时容器乙的容积一定比反应前小B.n2>n1C.平衡时容器甲的压强一定比反应前小D.φ2>φ1考点:等效平衡.专题:压轴题;化学平衡专题.分析:A、先判断反应方向,然后根据恒温恒压条件下,体积与物质的量的关系解题;B、不同的容器,不同物质的量的物质反应,先根据等效平衡,把不同物质转化为相同物质再分析选项;C、根据反应方向的判定进行分析;D、与B选项结合分析.解答:解:A、容器乙内反应向正反应方向进行,气体总的物质的量减少,恒温恒压下,体积之比等于物质的量之比,所以平衡时容器乙的容积一定比反应前小,故A正确;B、容器甲内反应所达到的平衡状态可以等效为开始投入3molX,1molY在相同条件下达到的平衡状态,容器乙开始投入虽然也是3molX,1molY,但是保持恒压,而容器甲根据开始投入3molX,1molY在相同条件下达到的平衡状态来分析,随反应进行压强减小,容器乙所到达的平衡状态可以等效为容器甲增加压强,平衡向体积减小方向移动,即向正反应方向移动,所以n1>n2,故B错误;C、容器甲内反应根据有关数据无法判断反应向哪个方向进行、还是处于平衡状态,因此无法判断平衡时容器内的压强与比反应前压强大小关系,故C错误;D、根据B中的分析可知φ2>φ1,故D正确;故选AD.点评:利用等效平衡把不同物质全部转化为相同物质即采用一边倒的方法是解C选项的关键.12.若过程I与过程II温度相同,则关于反应N2O4g2NO2 g在下列过程中发生的变化描述正确的是A.a'<b'、a>bB.在平衡I向平衡II过渡的过程中,v逆<v正C.a'>a、b'<bD.平衡II与平衡IV中N2O4的质量分数相等考点:等效平衡.专题:化学平衡专题.分析:过程I:再加入N2O4,相当于在原来的基础上缩小体积,平衡向逆反应方向移动,a>b,过程II:在平衡Ⅲ的基础上缩小体积,平衡向逆反应方向移动,a'>b',对比过程Ⅰ与Ⅱ,平衡Ⅰ和Ⅲ相比较,平衡状态相同,转化率a'=a,b'=b.解答:解:A.过程I:再加入N2O4,相等于在原来的基础上缩小体积,平衡向逆反应方向移动,a>b,过程II:在平衡Ⅲ的基础上缩小体积,平衡向逆反应方向移动,a'>b',故A错误;B.在平衡I向平衡II过渡的过程中,,再加入N2O4,相当于在原来的基础上缩小体积,平衡向逆反应方向移动,v逆>v正,故B错误;C.对比过程Ⅰ与Ⅱ,平衡Ⅰ和Ⅲ相比较,平衡状态相同,转化率a'=a,b'=b,故C错误;D.平衡II与平衡IV平衡状态相同,N2O4的质量分数相等,故D正确.故选D.点评:本题考查等效平衡问题,题目难度中等,本题注意分析各过程,结合反应的化学方程式,判断各过程的平衡状态,答题时注意分析,从等效平衡的角度分析.13.如图,隔板K可左右移动,甲中充入2mol A和1mol B,乙中充入2mol C和1mol He,此时K停在0处.发生反应2Ag+Bg2Cg,达到平衡后,恢复至温度.下列有关说法不正确的是A.达平衡后,隔板K最终停留在左侧刻度0~2之间B.若平衡时K停留在左侧1处,则活塞停留在右侧6处C.达到平衡时,甲容器中B的物质的量小于于乙容器中B的物质的量D.根据隔板K滑动与否可判断左右两边的反应是否达到平衡考点:等效平衡;化学平衡的影响因素.专题:化学平衡专题.分析:A.根据可逆反应不能完全反应进行分析;B.“隔板K最终停留在左侧1处”说明反应后气体体积为5格,即物质的量为2.5mol,乙中A、B、C三种气体的总量比甲中至少多1 mol,即大于3.5 mol;C.乙中充入1 mol He,等于给甲加压,平衡右移,B的物质的量减少;D.平衡移动,气体体积会发生变化,隔板随之滑动.解答:解:由于甲中充入2 mol A和1 mol B,反应向正反应方向移动,A中压强降低,最多能转化为2 mol C,但是由于反应是可逆反应,所以C的物质的量在0﹣2 mol之间,所以达到平衡后,隔板K不再滑动,最终停留在左侧刻度0﹣2之间,故A正确;B.“隔板K最终停留在左侧1处”说明反应后气体体积为5格,即物质量为2.5mol,甲中气体的物质的量为2.5 mol,乙中A、B、C三种气体的总量比甲中至少多1 mol,即大于3.5 mol,故乙中气体的体积要在6刻度右侧,故B错误;C.隔板可以滑动,说明是等压条件.乙中充入1molHe,等于给甲加压,平衡右移,B的物质的量减少,则甲容器中B的物质的量小于乙容器中B的物质的量,故C正确;D.平衡移动,气体体积会发生变化,隔板随之滑动,当隔板不移动时,说明达到平衡状态,故D正确.故选B.点评:本题结合压强改变考查平衡的移动知识、判断到达平衡的标志及等效平衡的有关知识,本题注意分析反应的可逆性特征和两容器压强相等,这两个角度是解答该题的关键.。
等效平衡专题
等效平衡专题一、等效平衡原理:[例]一定温度下密闭容器中发生反应:1L 容器800℃时可逆反应:CO(g) +H 2O(g) CO 2(g) +H 2(g)途径1:起始0.01mol 0.01mol 0 0 平衡0.005mol 0.005mol 0.005mol 0.005mol 途径2:起始0 0 0.01mol 0.01mol 平衡0.005mol0.005mol0.005mol0.005mol上述两种途径,同一可逆反应,外界条件相同,通过不同的途径(正向和逆向),平衡时同种物质的物质的量相等(同种物质的含量相等)-----效果相同的平衡对于同一个可逆反应,在相同的条件下(恒温恒容或恒温恒压),不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,或从正反应和逆反应同时开始,都可以建立同一平衡状态。
即化学平衡状态与条件有关,而与建立平衡的途径无关二、等效平衡定义及规律:1、定义:同一可逆反应当外界条件一定时,反应无论从正反应开始还是从逆反应开始,平衡时平衡混合物中同种物质的含量(体积分数或物质的量分数)相同的状态。
2、规律:等效类型(1)(2)(3)条件恒温、恒容恒温、恒容恒温、恒压起始投料折算为方程式同一边物质,其“量”相同折算为方程式同一边物质,其“量”符合同一比例折算为方程式同一边物质,其“量”符合同一比例对反应的要求任何可逆反应反应前、后气体体积相等任何可逆反应等效情况完全等效:各物质的百分含量、浓度、物质的量均相同不完全等效:各物质的百分含量相同,但各物质的浓度、物质的量不一定相同不完全等效:各物质的百分含量相同,但各物质的浓度、物质的量不一定相同[分析]规律一:[例1]恒温恒容时,2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g)途径1起始2mol 1mol 0 途径2起始0 0 2mol 途径3起始1mol 0.5mol 1mol 途径4起始0.5mol ? ? 途径5起始amolbmolcmol[问题] ①途径2、3与1等效吗?②途径4 中O 2(g) 和SO 3(g)的起始量为多少, 平衡时可与途径1平衡时SO 3(g)的含量相同?③途径5中a 、b 符合怎样的关系达到的平衡状态与1相同?[练习1]将2molSO 2(g)和2molSO 3(g)混合于某固定体积的容器中,在一定条件下达平衡。
等效平衡试题及答案
等效平衡试题及答案1. 题目:在一定条件下,可逆反应A(g) + 3B(g) ⇌ 2C(g) + D(g)达到平衡状态。
若起始时A、B的摩尔数分别为1mol和3mol,平衡时A 的摩尔分数为0.4,则平衡时B的摩尔分数为多少?答案:根据等效平衡的原理,当反应物A和B的初始摩尔数之比与平衡时A和B的摩尔数之比相同时,系统达到等效平衡。
已知平衡时A 的摩尔分数为0.4,设平衡时A的摩尔数为x,则有:1 - x = 0.4x解得x = 0.75mol。
由于反应物A和B的初始摩尔数之比为1:3,平衡时A的摩尔数为0.75mol,所以平衡时B的摩尔数为3 * 0.75 =2.25mol。
因此,平衡时B的摩尔分数为:(2.25 / (0.75 + 2.25 + 1.5 + 0.5)) = 0.6所以,平衡时B的摩尔分数为0.6。
2. 题目:若在密闭容器中,反应N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)达到平衡,此时容器中N2的浓度为0.1mol/L,H2的浓度为0.3mol/L,NH3的浓度为0.2mol/L。
若将容器体积压缩为原来的一半,问达到新的平衡时NH3的浓度是多少?答案:压缩体积后,反应物和生成物的浓度都会增加,根据勒夏特列原理,反应会向体积减小的方向进行,即向生成NH3的方向进行。
设压缩后NH3的浓度为y mol/L,则有:0.1 + 0.3 = 2y解得y = 0.2mol/L。
因此,达到新的平衡时NH3的浓度为0.2mol/L。
3. 题目:在一定条件下,反应2NO(g) + O2(g) ⇌ 2NO2(g)达到平衡。
若起始时NO的摩尔数为2mol,O2的摩尔数为1mol,平衡时NO2的摩尔数为1.5mol,则平衡时O2的摩尔数为多少?答案:根据反应方程式,2mol的NO和1mol的O2反应生成2mol的NO2。
已知平衡时NO2的摩尔数为1.5mol,说明反应物NO和O2没有完全反应。
设平衡时NO的摩尔数为x mol,则有:2 - x = 1.5解得x = 0.5mol。
等效平衡问题的基本模型及例题
等效平衡问题的基本模型等效平衡问题是高中化学中《化学平衡》这一章的一个难点,也是各级各类考试的重点和热点。
学生如何正确理解并运用相关知识进行解题是非常必要的。
经过对大量试题的对比分析,笔者认为可以归纳为以下三种情形:完全等效平衡,这类等效平衡问题的特征是在同T、P、V的条件下,同一化学反应经过不同的反应过程最后建立的平衡相同。
解决这类问题的方法就是构建相同的起始条件。
下面看例题一:【例题一】:温度一定,在一个容器体积恒定密闭容器内,发生合成氨反应:N2+3H2 2NH3。
若充入1molN2和3molH2,反应达到平衡时NH3的体积百分含量为W%。
若改变开始时投入原料的量,加入amolN2,bmolH2,cmolNH3,反应达到平衡时,NH3的体积百分含量仍为W%,则:①若a=b=0,c=②若a=0.75,b= ,c=③若温度、压强恒定,则a、b、c之间必须满足的关系是分析:通过阅读题目,可以知道建立平衡后两次平衡之间满足同T、P、V,所以可以断定是完全等效平衡,故可以通过构建相同的起始条件来完成。
N2 +3H2 2NH3起始条件Ⅰ:1mol 3mol 0起始条件Ⅱ:amol bmol cmol(可以把cmolNH3全部转化为N2,H2)转化:0.5cmol 1.5cmol cmol构建条件:(a+0.5c)mol (b+1.5c)mol 0要使起始条件Ⅰ和起始条件Ⅱ建立的平衡一样,那么必须是起始条件Ⅰ和构建条件完全相同。
则有:(a+0.5c)mol = 1mol (b+1.5c)mol = 3mol其实这两个等式就是③的答案,①②的答案就是代入数值计算即可。
不完全等效平衡,这类等效平衡问题的特征是在同T、P不同V的条件下,同一化学反应经过不同的反应过程最后建立的平衡中各成分的含量相同。
解决这类问题的方法就是构建相似的起始条件,各量间对应成比例。
下面看例题二:【例题二】:恒温恒压下,在一个可变容积的容器中发生中下反应:A(g)+B(g) = C(g) (1)若开始时放入1molA和1molB,到达平衡后,生成a molC,这时A的物质的量为mol。
等效平衡 专题(知识点+经典例题讲评)
等效平衡专题【教学目标】1.理解等效平衡的定义;2.熟悉等效平衡的条件;3.学以致用。
【重点难点】等效平衡的判断。
【知识点+例题讲评】一、什么是等效平衡在一定条件下,对一可逆反应,起始时加入物质的物质的量不同,而达到化学平衡时,同种物质的含量相同,这两个平衡叫做等效平衡。
具体分析如下:1、一定条件指一定的温度、压强、体积以及反应前后气体总体积是否变化。
关于等效平衡的条件有以下几种情况:(1)ΔV≠0,恒温恒容,极值等量即等效。
(2)ΔV≠0,恒温恒压,极值等比即等效。
(3)ΔV=0,恒温恒容或恒温恒压,极值等比即等效。
ΔV≠0是指反应前后气体总体积发生变化的反应。
ΔV=0是指反应前后气体总体积不发生变化的反应。
2、含量相同指质量分数相同、物质的量分数相同、体积分数相同。
百分含量,将质量分数、物质的量分数、体积分数换算为百分数。
3、等效指效果相同,起始时加入物质的物质的量不同,而达到化学平衡时,同种物质的含量相同。
具体有下面三种情况:①两平衡中同种物质百分含量相同、物质的量相同、物质的量浓度相同。
②两平衡中同种物质百分含量相同、物质的量浓度相同,物质的量与反应物同比例。
③两平衡中同种物质百分含量相同,物质的量、物质的量浓度分别与反应物同比例。
4、等效平衡研究的对象:有气体参加的可逆反应。
二、等效平衡举例1、ΔV≠0,恒温恒容,极值等量即等效。
2SO2(g)+O2(g2SO3(g)①2mol 1mol 0②0 0 2mol分析:将②中2molSO3按计量系数折算成反应物SO2和O2,SO2为2mol,O2为1mol,和①中2mol SO2、1mol O2完全相同,相当于①和②的起始用量相同,两个反应达到平衡后必定是等效平衡。
或将①中2mol SO2、1mol O2按计量系数折算为生成物SO3,也是2mol,相当于①和②的起始用量也相同,两个反应达到平衡后必定是等效平衡。
规律:定温、定容条件下,若反应前后气体总体积发生变化的反应,即ΔV≠0。
高考_化学等效平衡经典例题
精心整理等效平衡经典例题(I类)同T、V,△V≠0,建立等效平衡的条件是:反应物投料量相当。
1.在一定温度下,把4molA气体和5molB气体通入一定容积的密闭容器里,发生以下反应:4A(g)+5B(g)4C(g)+6D(g)当此反应进行到一定程度时,反应混合物就处于化学平衡状态。
在该容器中,维持温度不变,令a、b、c、d(1)若(2)若(3)a含b和c2.2测令x、y、z量(必平衡时完全相同。
请填写下列空白:(1)若x=0,y=0,则z=。
(2)若x=0.75,则y=,z=。
(3)x、y、z应满足的一般条件是(用含x、y、z的关系式表示)。
3.在一定温度下,把2molSO2和1molO2通入一个一定容积的密闭容器里,发生如下反应:2SO2 +O22SO3,当此反应进行到一定程度时,反应混合物就处于化学平衡状态。
现在该容器中,维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量(mol)。
如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时完全相同,请填写下列c,另一2Y(g)。
和Zmol。
molZ,。
度,进行以下反应:H2(g)+Br2(g)2HBr(g),已知加入1molH2和2molBr2时,达到平衡后生成a molHBr(见下表的“已知”项),在相同条件下,且保持平衡时各组分的含量不变,对下列3.在一固定容积的密闭容器中,保持一定温度,在一定条件下进行如下反应A(g)+2B(g)3C(g),已知起始时加入1molA(g)和3molB(g),达平衡后,生成amolC(g)。
(1)当反应达到平衡时,C(g)在反应混合气中的体积分数为___________(用字母a 表示)。
(2)相同实验条件下,若在同一容器中改为开始加入量大”、(3需加入(4平衡时可以使m 示)。
(III 1.体积H 2反应:22(1223达到平衡后混合气体中各气体的体积分数仍与上述平衡相同,那么:①若a=1,c=2,则b=_________。
等效平衡例题--精选解析
全方向透析等效均衡化学均衡是中学化学中三大理论之一,它是电离均衡、水解均衡的基础,在中学化学教课中占有举足轻重的地位,只管新教材整体上对化学均衡降低了难度,但它还是值得重视的高考热门。
此中等效均衡是化学均衡教课中的要点和难点,也是高考的热门,为让学生能更好的掌握和应用等效均衡,下边笔者联合自己的教课领会,对相关等效均衡知识进行了系统的分析。
一、等效均衡的原理在必定条件(定温、定容或定温、定压)下,不过开端加入状况不一样的同一可逆反应达到均衡后,任何同样组分的物质的量分数(或体积分数)均同样,这样的化学均衡互称等效均衡。
二、等效均衡的成立化学均衡状态的成立与条件(如浓度、温度、压强等)相关,而与成立均衡时的途径没关,因此同一可逆反响,从不一样的状态开始,只需达到均衡时的条件(浓度、温度、压强等)完整同样,则可形成等效均衡。
如常温常压下,可逆反响:2SO 2 + O 2 2 SO 3① 2mol 1mol 0② 0 0 2mol③ 1mol 1mol①从正反响开始,②从逆反响开始,③从正、逆反响同时开始,因为①、②、③三种状况假如按方程式的化学计量数比折算成同一方向的反响物,对应各组分的物质的量均相等[如将②、③折算为① ],所以三者为等效均衡。
三、等效均衡的规律1、定温、定容条件下的等效均衡Ⅰ类:在定温、定容条件下,关于反响前后气体化学计量数不相等的可逆反响,只改变开端时加入物质的物质的量,若经过可逆反响的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量,所得反响物(或生成物)的物质的量与原开端量对应同样,则两均衡等效。
Ⅱ类:在定温、定容条件下,关于反响前后气体化学计量数相等的可逆反响,只改变开端时加入物质的物质的量,若经过可逆反响的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量,所得反响物(或生成物)的物质的量之比与原开端量之比对应同样,则两均衡等效。
2、定温、定压条件下的等效均衡在定温、定压条件下,关于反响前后气体化学计量数随意型的可逆反响,只改变开端时加入物质的物质的量,若经过可逆反响的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量,所得反响物(或生成物)的物质的量之比与原开端量之比对应同样,则两均衡等效。
最新-化学平衡的等效平衡”专题 精品
化学平衡的等效平衡”专题“等效平衡”是高中化学教学的难点之一,曾在高考试题中出现过几次且分值较大(如2003年江苏、广东题中各12分)。
下面我们一起来分析“等效平衡”解题思路。
【例题】1、在一个密闭容器内,温度一定时,发生合成氨反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),若充入1 mol N2和3 mol H2,反应达到平衡时NH3的体积百分含量为W%。
若改变开始时投入原料的量,加入a mol N2,b mol H2,c mol NH3,反应达到平衡时,NH3的体积百分含量仍为W%,则:(1)若温度、容器体积恒定 2 ;若温度、压强恒定>0 ;(2)若温度、容器体积恒定 2.25 ,0.5 。
若温度、压强恒定 2.25 ,≥0 。
若温度、压强恒定,则a、b、c之间必须满足的关系是a/b=1/3 , c≥0 。
若温度、容器体积恒定,则a、b、c之间必须满足的关系是2a+c=2,2b+3c=6 。
【提示】在解决等效平衡问题时,应时刻注意以下2个方面:反应的条件是同温同体积还是同温同压;反应的方程式是气体之间的反应还是有固体参加或生成的反应。
对没有固体参加的化学反应,其等效平衡情况为:一、恒温恒容条件下的可逆反应1、若要求对应物质的物质的量浓度(或者质量、物质的量)与原平衡均相同:则进行等效转化后,对应物质起始投料的物质的量(mol)要相同。
2、若要求对应物质的物质的量分数(或者体积分数、质量分数)均相同:(1)对于反应前后气体体积有变化的化学反应:则进行等效转化后,对应物质起始投料的物质的量(mol)要相同。
(2)对于反应前后气体体积没有变化的化学反应:则进行等效转化后,对应物质起始投料的物质的量(mol)要成比例。
注意:对于反应前后气体体积没有变化的化学反应,如果对应物质起始投料的物质的量(mol)成N倍的比例,则达到平衡时,对应物质的物质的量(mol)仍然成N倍的比例。
二、恒温恒压条件(即体积可变化)下的可逆反应,若要求对应物质的质量分数(或者物质的量分数、体积分数、物质的量浓度)均相同:则进行等效转化后,对应物质起始投料的物质的量(mol)要成比例。
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等效平衡一、等效平衡的原理在一定条件(定温、定容或定温、定压)下,只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的物质的量分数(或体积分数)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡。
二、等效平衡的建立化学平衡状态的建立与条件(如浓度、温度、压强等)有关,而与建立平衡时的途径无关,因而同一可逆反应,从不同的状态开始,只要达到平衡时的条件(浓度、温度、压强等)完全相同,则可形成等效平衡。
如常温常压下,可逆反应:2SO2 + 02-------------- 2 SO 3①2mol 1mol 0②0 0 2mol③1mol 0.5mol 1mol①从正反应开始,②从逆反应开始,③从正、逆反应同时开始,由于①、②、③三种情况如果按方程式的化学计量数比折算成同一方向的反应物,对应各组分的物质的量均相等[如将②、③折算为①],因此三者为等效平衡。
三、等效平衡的规律1、定温、定容条件下的等效平衡I类:在定温、定容条件下,对于反应前后气体化学计量数不相等的可逆反应,只改变起始时加入物质的物质的量,若通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量,所得反应物(或生成物)的物质的量与原起始量对应相同,则两平衡等效。
n类:在定温、定容条件下,对于反应前后气体化学计量数相等的可逆反应, 只改变起始时加入物质的物质的量,若通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量,所得反应物(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。
2、定温、定压条件下的等效平衡在定温、定压条件下,对于反应前后气体化学计量数任意型的可逆反应,只改变起始时加入物质的物质的量,若通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量,所得反应物(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。
四、等效平衡的解题思想一一极值法无论平衡从哪个方向建立,在判断时,都可以根据题给条件,把生成物全部推算成反应物或把反应物全部推算成生成物,再与平衡开始时加入的物质的量相比较。
推算公式是:某反应物的物质的量+变成生成物而消耗了该反应物的物质的量=原来该反应物的物质的量理解了上述等效平衡的概念和建立方法,就能顺利应用到实际的解题中。
五、等效平衡的应用等效平衡的应用通常有三类,第一类是改变起始加入量,第二类是反应物分批加入,第三类是等效平衡的综合应用,现就此例析如下。
1、改变起始加入量时有关等效平衡的计算⑴改变起始加入量判断平衡时体积分数的大小例1 (2005年江苏化学卷,18题)一定温度下,在恒容密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g),若反应开始时充入2molA和2molB,达到平衡后A的体积分数为a%。
其他条件不变时,若按下列四种配比作为起始物质,平衡后A的体积分数大于a%的是()A、2molCB、2molA、ImolB 和ImoIHe (不参加反应)C、ImolB 和ImolCD、2molA、3molB 和3 molC解析:本题考查了上述定温、定容”条件下的等效平衡规律中的第2类等效平衡问题。
首先把各选项中的C都折算成A和B,再与题干相比较。
选项A中把2molC ”完全转化为4/3molA和2/3molB ”,可设想分两步进行,第一次先加入4/3molA和4/3molB,与题干中比例一致,与原平衡等效,平衡后A的体积分数为a%,第二次再移走2/3molB,会使平衡逆向移动,A的物质的量增加(但总物质的量减小),故平衡后A的体积分数大于a% ;选项B中所充入的ImoIHe "不能改变各组分分压,对平衡无影响,只需分析加入2molA、ImolB "的情况即可,其分析原理与选项A类似,故平衡后A的体积分数也大于a% ;选项C中把ImolB 和ImolC ”完全转化为4/3molA和5/3molB ”,也可假设分批加入,第一次先加入4/3molA和4/3molB,与原平衡等效,平衡后A的体积分数为a%,第二次再加入1/3molB,会使平衡正向移动,A的物质的量减小(但总物质的量增加),故平衡后A的体积分数小于a% ;选项D中把2molA、3molB和3 molC ”完全转化为4molA和4molB ”,与原平衡等效,平衡后A 的体积分数为a%。
故符合题意的为AB。
⑵改变起始加入量时计算平衡时物质的量浓度大小例2(2004年北京理综卷,14题)在一定温定容的密闭容器中有如下平衡:H2(g)+b(g)2HI(g),已知H2和I2的起始浓度均是0.10mol/L,达到平衡时HI的浓度为0.16 mol/L,若出和-的起始浓度均变为0.20mol/L时,则平衡时的出浓度(mol/L)是()A、0.16mol/LB、0.08mol/LC、0.04mol/LD、0.02mol/L解析此题仍运用等效平衡规律处理,仍假设第一种情况的反应体系的体积为VL,第二种情况的反应体系的体积为2VL,则在等温条件下,两者建立等效平衡。
其中H2的平衡浓度相同,为0.02mol/L (由第一种情况平衡时,HI浓度为0.16mol/L,可推知出转化浓度为0.08mol/L,则剩余浓度为0.02mol/L得)。
这样,由第二种情况的反应体积为2VL压缩到VL时,平衡不移动,但出、I2和HI的浓度均增大2倍,所以出的平衡浓度则为0.04mol/L。
应选C。
⑶利用等效平衡讨论可逆反应化学计量数例3、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) --- x C (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、0.3molB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()C、3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 X2/x=2,或0.3+1.4 Xl/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。
2、反应物分批加入时有关等效平衡的计算⑴反应物分批加入时判断平衡移动方向例4 (2003年全国新课程卷,12题)某温度下,在一容器可变的容器中,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1molD、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中三者比例为2: 1 : 2,与题中比例一致,为等效平衡,平衡不移动。
C可设想为两步加入,第一次加入ImolA、0.5molB、ImolC,此时平衡不移动,第二次再加入0.5molB (此法与一次性各加入1mol等效),提高反应物B的浓度,平衡向右移动。
D中均减小1mol,也可设想为两步进行,先将A减小1mol , B减小0.5mol , C减小1mol ,此时平衡不移动,再将B减小0.5mol , 降低反应物B的浓度,平衡向左移动,故本题应选C。
⑵反应物分批加入时判断平衡时体积分数的大小例5 (2004年广东化学卷,5题)在恒温时,一固定容积的容器内发生如下反应:2NO2(g厂一'N2O4(g)达到平衡时,再向容器中通入一定量的NO2,重新达到平衡后,与第一次平衡时相比,NO?体积分数()A、不变B、增大C、减小D、无法判断解析有关等效平衡”问题,一般都假设过程:设原平衡在建立前初始时,只放入NO 2其物质的量是amol,此时容器的体积为VL,再加入的N02是namol,此时容器的体积为(1+ n)VL , 两种情况下在等温等压条件下建立的平衡状态是相同的(即等效平衡),此时NO 2的体积分数相同。
再把容器的体积由(1+ n)VL压缩为VL时(因为题设条件是等温等容,所以需把假设过程的虚设体积恢复至原体积),该可逆反应的原平衡会发生正向移动,再建立新的平衡状态,此时反应物NO?的体积分数会比原平衡减小。
故应选C。
3、等效平衡的综合应用例6 (2003年江苏化学卷,26题)1 •恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应:A(g)+B(g)一9(g)⑴若开始时放入ImolA和ImolB,到达平衡后,生成amolC,这时A的物质的量为______________ mol。
⑵若开始时放入3molA和3 molB,到达平衡后,生成C的物质的量为___________ mol。
⑶若开始时放入xmolA、2 molB和1molC,到达平衡后,A和C的物质的量分别是ymol禾廿3amol ,贝H x = mol , y = _____ mol平衡时,B的物质的量_________ (选填一个编号)。
(甲)大于2mol (乙)等于2mol (丙)小于2mol(丁)可能大于,等于或小于2mol作出判断的理由是______________________________________________ 。
⑷若在⑶的平衡混合物中再加入3molC,待再次达到平衡后,C的物质的量分数n.若维持温度不变,在一个与⑴反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。
⑸开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成bmolC。
将b与⑴小题中的a进行比较 ___________ (选填一个编号)。
(甲)a v b (乙)a> b (丙)a=b (丁)不能比较a和b的大小作出此判断的理由是_____________________________________________ 。
解析本题综合考查了恒容和恒压两种情况下的等效平衡。
I中的后三问都是考查恒温、恒压下的等效平衡。
I、⑴由反应A(g)+B(g) --------- 、C(g)知,反应到达平衡后,若有amol的C生成,贝U必有amol的A消耗,此时剩余A的物质的量为(1 —a) mol。
⑵起始量改为3molA和3 molB,相当于3个ImolA和ImolB,或理解为需将容器扩大为原来的3倍,才可保持恒温、恒压。
根据第⑴问答案,C的物质的量为3amol。
因而可确定,在定温定压的条件下起始量为3molA、3molB和OmolC与ImolA、ImolB和OmolC 为等效平衡。
所以这两种状态达到平衡时C的体积分数一定相同,因而状态⑵下,A、B、C的物质的量都是状态⑴下的3倍。
⑶将状态⑶与状态⑵看成是等效平衡,把xmolA、2 molB和ImolC全部转换成反应物,为(x+1)molA、3molB、OmolC,故可求出x=2mol,平衡时A、B、C的物质的量与状态⑵相同,故反应后A的物质的量y=(3 —3a)mol , B的物质的量为(3 —3a)mol,而(3 —3a)与2大小比较,完全取决于a的数值。