高中化学专题等效平衡详解

高中化学专题等效平衡详

解

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高中化学专题—等效平衡详解

一、概念.

在一定条件恒温恒容或恒温恒压下,同一可逆反应体系,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,在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包括“全等等效和相似等效”. 理解：1只要是等效平衡,平衡时同一物质的百分含量．．．．

体积分数、物质的量分数等一定相同 2外界条件相同：通常可以是①恒温、恒容,②恒温、恒压.

3平衡状态只与始态有关,而与途径无关,如：①无论反应从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始②投料是一次还是分成几次③反应容器经过扩大—缩小或缩小—扩大的过程,比较时都运用“一边．．．倒”倒回到起始的状态．．．．．．．．．．

进行比较.

二、分类

一全等等效和相似等效

1、全等等效：一边倒后要和标准状态数值完全相同才能等效,达到平衡后,w%百分含量,如质量分数、体积分数、物质的量分数等、n 物质的量、m 质量、V 体积等量完全相同.

2、相似等效：一边倒后和标准状态数值成比例就可以等效,达到平衡后,w%一定相同,但n 、m 、V 等量不一定相同但一定成比例.

二具体分析方法

针对反应mAg +n Bg pCg + qDg,

1、若m + n ＝ p + q,则无论恒温恒容还是恒温恒压,都满足相似等效.

例：对于反应H 2g+ I 2g 2HIg,在某温度下,向某一密闭容器中加入1molH 2和1molI 2,平衡时HI 的浓度为a,HI 的物质的量为b,则

1若保持恒温恒容,开始时投入_______molHI,与上述情况等效

2若保持恒温恒压,开始时投入_______molHI,与上述情况等效

3若保持恒温恒容,开始时投入,还需要加入_______mol I 2和_______molHI,与上述情况等效 4若保持恒温恒压,开始时投入4molHI,则平衡时,HI 的浓度为_______,物质的量为_______

2、若m + n ≠ p + q,

1若恒温恒容,则满足全等等效；2若恒温恒压,则满足相似等效.

例：对于反应H 2g+ 3N 2g 2NH 3g,在某温度下,向某一密闭容器中加入1molH 2和3molN 2,平衡时NH 3的浓度为a,NH 3的物质的量为b,则

1若保持恒温恒容,开始时投入_______mol NH 3,与上述情况等效,平衡时NH 3的浓度为_______,NH 3的物质的量为_______；

若保持恒温恒容,开始时投入,还需要加入_______mol N 2和_______mol NH 3与上述情况等效,平衡时NH 3的浓度为_______,NH 3的物质的量为_______；

若保持恒温恒容,为了达到与上述情况等效,NH 3的物质的量的取值范围为_________________,平衡时NH 3的浓度为_______,NH 3的物质的量为_______

2若保持恒温恒压,开始时投入_______mol NH 3,与上述情况等效；

若保持恒温恒容,开始时投入,还需要加入_______mol N 2和_______mol NH 3与上述情况等效；

若保持恒温恒压,开始时投入4molNH 3,平衡时NH 3的浓度为_______,NH 3的物质的量为_______

三、典型例题

例1、将6molX 和3molY 的混合气体置于密闭容器中,发生如下反应：2X g+Yg 2Z g,反应达

到平衡状态A 时,测得X 、Y 、Z 气体的物质的量分别为、和.若X 、Y 、Z 的起始物质的量分别可用a 、b 、c 表示,请回答下列问题：

1若保持恒温恒容,且起始时a=,且达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A 相同,则起始时b 、c 的取值分别为 , .

2若保持恒温恒压,并要使反应开始时向逆反应方向进行,且达到平衡后各气体的物质的量与平衡A 相同,则起始时c 的取值范围是 .

例2、将6molX 和3molY 的混合气体置于容积可变的密闭容器中,在恒温恒压发生如下反应：2X

g+Yg 2Z g,反应达到平衡状态A 时,测得X 、Y 、Z 气体的物质的量分别为、和.若X 、Y 、Z 的

起始物质的量分别可用a 、b 、c 表示,若起始时a=,且达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A 相同,则起始时b 、c 的取值分别为 , .

四、巩固练习

1、在1L 的密闭容器中通入2molNH 3,在一定温度下发生下列反应：2NH 3N 2+3H 2,达到平衡时,容器内N 2的百分含量为a%.若维持容器的体积和温度都不变,分别通入下列初始物质,达到平衡时,容器内N 2的百分含量也为a ％的是

A ．3molH 2+1molN 2

B ．2molNH 3＋1molN 2

C ．2molN 2+3molH 2

D ．＋+

2、在密闭容器中发生反应2SO 2+O 2 2SO 3g,起始时SO 2和O 2分别为20mol 和 10mol,达到平衡时,SO 2的转化率为80%.若从SO 3开始进行反应,在相同的条件下,欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同,则起始时SO 3的物质的量及SO 3的转化率分别为

A 、10mol 10%

B 、20mol 20%

C 、20mol 40%

D 、30mol 80%

3、在一密闭的容器中充入2 mol A 和1 mol B 发生反应：2Ag ＋Bg== x Cg,达到平衡后,C 的体积分数为w %；若维持容器的容积和温度不变,按起始物质的量A ： mol 、B ： mol 、C ： mol 充入容器,达到平衡后,C 的体积分数仍为w %,则x 的值为

A ．只能为2

B ．只能为3

C ．可能为2,也可能为3

D ．无法确定 4、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223N (g)3H (g)2NH (g)+= 92.4H ∆=-kJ·mol 1-：

容器

甲 乙 丙 反应物投入量

1mol N 2、3mol H 2 2mol NH 3 4mol NH 3 平衡时NH 3的浓度

mol·L 1-

c 1 c 2 c 3 反应的能量变化

放出a kJ 吸收b kJ 吸收c kJ 体系压强Pa

p 1 p 2 p 3

反应物转化率

下列说法正确的是

A ．132c c >

B ．92.4a b +=

C ．232p p <

D ．13αα1+<

5、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反应混合物就处于化学平衡状态.现在该容器中