高中化学之等效平衡完整版

高中化学之等效平衡

相同条件下，同一可逆反应体系中，不管从正反应开始，还是从逆反应开始，达到平衡时，任何物质的百分含量（浓度、质量分数、体积分数等）都保持不变的化学平衡互称等效平衡。

说明：

1、判断方法：使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的数量是否相当。

2、恒温恒容条件下的等效平衡：

①对反应前后气体分子数改变的可逆反应：换算成方程式同一半边所含物质的物质的

量与原平衡相同，则两平衡等效；

②对反应前后气体分子数不变的可逆反应：换算成方程式同一半边所含物质的物质的

量比例关系与原平衡相同，则两平衡等效；

3、恒温恒压条件下的等效平衡：

在温度、压强不变的条件下，改变起始加入物质的物质的量，只要通过可逆反应化学计量数之比换算成方程式左右两边同一半边的物质的量之比与原平衡相同，则容器内各组分的百分含量相同，各指定物质的物质的量浓度也相同。两平衡等效。此时的等效平衡与反应前后气体的分子数变化没有关系。

练习

Ⅰ.在一定温度下，把2mol SO2和1mol O2通入一定容积的密闭容器中，发生如下反应，，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分别代表初始时加入的的物质的量（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）

解析：（1）c=2 （2）b=0.25，c=1.5 （3）a+c=2 b+c/2=1（或2b+c=2）。

Ⅱ.在一个固定体积的密闭容器中加入2molA、1molB发生反应：

2A（g）＋B（g）3C（g）＋D（g），达到平衡时生成C的物质的量浓度为Wmol·L-1。若维持容器的体积和温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，C的物质的量浓度仍为W mol·L-1的是

①4molA＋2molB

②2molA＋1molB＋3molC＋1molD

③3molC＋1molD

④1molA＋0.5molB＋1.5molC＋0.5molD

⑤3molA＋1molB

A、①②

B、②③

C、③④

D、④⑤

解析：恒温恒容条件下的等效平衡：对于反应前后气体分子总数发生变化的可逆反应，等效平衡的条件是：换算成方程式同一半边，所含物质的物质的量与原平衡相同。则按照以上原则，把①②③④⑤中的C、D换算成另一半边的A、B并与原有的A、B相加后与起始值相比，若相同，则两平衡等效，即③④属于等效平衡。

答案：C

Ⅲ. 在固定体积的密闭容器中，一定温度下，加入2molBr2，1molH2，发生反应：

Br2（g）＋H2（g）2HBr，达到平衡时，HBr的质量分数为w%。在相同条件下，按下列情况充入物质，达到平衡时，HBr的质量分数仍为w%的是

A、2molHBr

B、3molHBr

C、4molBr2＋2molH2

D、1molBr2＋2molHBr

解析：恒温恒容条件下的等效平衡：对于反应前后气体分子总数没有变化的可逆反应，等效平衡的条件是：换算成方程式同一半边，所含物质的物质的量比例关系与原平衡相同。则按照上述原则，原平衡时：Br2和H2的比例关系为2：1，则换算成同一半边时比例关系应仍为2：1，则两平衡等效，则符合题意的有：CD

答案：CD

Ⅳ.在一固定容积的密闭容器中充入2molA和1molB，发生反应：

2A（气）＋B（气）xC（气），达到平衡后，C的体积分数为W%。若维持容器体积和温度不变，按0.6molA、

0.3molB和1.4molC为起始物质，达到平衡后，C的体积分数仍为W%，则x值为

A、1

B、2

C、3

D、4

解析：恒温恒容条件下的等效平衡有两种情况：对于反应前后气体分子总数没有变化的可逆反应，只要换算成方程式同一半边，所含物质的物质的量比例关系与原平衡相同即可，由于所给物质的比例关系与原平衡相同，则符合题意的是x＝3；反应前后气体分子总数发生变化的可逆反应，等效平衡的条件是：换算成方程式同一半边，所含物质的物质的量与原平衡相同，则将1.4molC换算成A、B后所得A、B的物质的量与原平衡一致即可，则此时x＝2。综上所述，本题答案为BC

答案：BC

Ⅴ.某恒温恒压下，向可变容积的密闭容器中充入3L A和2L B，发生如下反应：

3A（g）＋2B（g）x C（g）＋y D（g）达到平衡时，C的体积分数为m%，若维持温度、压强不变，将0.6L A、0.4L B，4L C、0.8L D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＝1

B、x＝4，y＝1

C、x＝5，y＝1

D、x＝2，y＝3

解析：本题是恒温、恒压条件下的等效平衡判断。根据阿伏加德罗定律及推论可知：同温同压下任何气体的体积比等于物质的量之比，则把4L C、0.8L D换算成A、B时可得：A为12/x或2.4/y，B为8/x 或1.6/y，则A的总量为：0.6＋12/x或0.6＋2.4/y，B的总量为：0.4＋8/x或：0.4＋1.6/y，再根据A：B＝3：2可得，x＝5，y＝1

答案：C

Ⅵ. 某温度下，在1L的密闭容器中加入1mol N2、3mol H2，使反应N2+3H2 2NH3达到平衡，测得平衡混合气中N2、H2、NH3分别为0.6 mol、1.8 mol、0.8 mol，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N2、H2、NH3的物质的量仍分别为0.6 mol、1.8mol、0.8 mol，则N2、H2、NH3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=0.75，则Y=__________________。

（3）若X=0.45，则Y=_____

（4）X、Y、Z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。

假若此反应为不可逆反应，那么1mol N2和3 molH2能完全生成2 mol NH3，即从图中A能达到C 但由于该反应可逆，故实际上只反应到B点，这就好比一条线路，从A地经过B地能达到C地，那么从A地正向出发能达到B地，自然从C地逆向出发也能达到B地。

故（1）中若X=0，Y=0，则 Z=2 mol。