高中化学-等效平衡原理及其应用

对于合成氨反应
状态一： n(始) /mol 状态二： n(始) /mol 状态三： n(始) /mol
N2(g)＋3H2(g)
1
3
0.95 2.85
0
0
一般式
n(始) /mol a
b
2NH3(g)
0 0.1
2
c
只要满足：a＋c/2＝１和b＋3c/2＝３就是等效平衡。
例2、在一定温度下，把 4 mol A 气体和 5 mol B 气
体通入一个固定容积的密闭容器中，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。现在在该容器中，维持温度不变，令 a、b、c
、d 分别代表初始加入 A、B、C、D 的物质的量，如
果 a、b、c、d 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，反应混合物中各物质的百分
含量仍跟上述平衡时完全相同，请填写下列空白。
（1）若 a = 0 ，b = 0 ，则 c = ，d = 。
（2）若 a =1 ，则c =
，d =
。
（3）a、b、c、d 取值必须满足的一般条件是（请用
方程式表示，其中一个只含 a 和 c ，另一个只含 b
对于合成氨反应
状态一： n(始) /mol 状态二： n(始) /mol 状态三： n(始) /mol
N2(g)＋3H2(g)
1
4
1.5
6
0
0.5
一般式
n(始) /mol a
b
2NH3(g)
0 0 1
c
只要满足： (a＋c/2) ∶(b＋3c/2)＝1∶4 就是等效平衡
例4、在一个盛有催化剂的容积可变的容器中，保持 一定温度和压强，进行如下反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。已知加1molN２和4molH２时，达到平衡后生成 a molNH3(见表已知项)。在相同条件下，保持平衡时 混合气体中各成分的体积分数不变，根据表中①②的 状态，填写表中空白。
专题整合二
等效平衡原理
一、抽屉原理
抽屉原理适用于固定容积的密闭容器中 反应物浓度按倍数增大或减少时，平衡移动 方向的判断。其基本思想是：先建模，使其 初始浓度相等，建立平衡，然后压缩体积， 使其与原容器体积相等，判断平衡的移动方 向，确定有关量的变化。
例1、一真空密闭容器中盛有1 mol PCl5 ， 加热到 200 ℃时发生如下反应
⑵反应达平衡时，混合气体的体
积为716.8L(标况下），其中NH3的含量（体积分数）
为25%
n(NH3)=32×25%=8
25％， ⑶计原算混平合衡气时体NH与3平的物衡质混的合量气。体的总物
质的量之比（写出最简整数比，下同）。
n4(0始∶)3：2n=(平5∶) 4=
，
⑷ 原 混 1合6∶气24体= 2中∶3， a ： b =
和 c）
。
类型二： 平衡建立的条件：等温、等容、等体反应 平衡时的特征：各组分的体积分数（质量分 数、物质的量分数）保持不变，各组分的物 质的量、物质的量的浓度按比例增减。 判断方法：由极端假设法（一边倒原理）， 确定出两始态的物质的量比相同，则达到平 衡后，两平衡等效。
对于反应
CO(g)＋H2O(g)
编号
已知 ① ②
起始状态时各成分的物质的量／mol
N2
H2
NH３
１
４
０
1.5
6
0
0
0.5
1
平衡时NH3的 物质的/mol
a
1.5a
0.5a
三、化学平衡的计算
化学平衡计算的一般模式 （1）写出反应的化学方程式 （2）列出 n(始) 或 C(始) ；
n(转) 或 C(转) ； n(平) 或 C(平)。 （3）结合阿佛加德罗定律的一些重要推论 列方程求解结果
根据阿佛加德罗定律的一些重要推论有： ① （当 T、P 不变时）ρ1/ρ2 = M1/M2 ② （当 T、V 不变时）P1/P2 = n1/n2 ③M= =
例5、恒温下，将amolN2与bmolH2的混合气体通入一 个固定容积的密闭容器中，发生如下反应：
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ⑴若反应进行到某时刻 t 时，n(N2)=13mol， n(NH3)=6mol，计算a的值。 a=13+3=16
，
⑸达到25平%∶衡5时0%，N=21和∶H22的转化率之比
，
3∶3 ∶2
巩固练习
1、在一体积可变、压强恒定的密闭容器中加入
2 molA和1 mol B 发生反应 2A(g)＋B(g)
PCl5(g)
PCl3(g)＋Cl2(g) ，反应达到平
衡时，PCl5 所占体积分数为M％，若在同一
温度和同一容器中，最初投入的是 2 mol
PCl5 ，反应达Biblioteka Baidu衡时，PCl5 所占体积分数
为 N％，则 M 和 N 的正确关系是 （ B ）
A、M＞N
B、N＞M
C、M＝N
D、无法比较
二、等效平衡原理
等效平衡就是在一定条件下，对同一可逆反应，无 论从正反应开始，还是从逆反应开始，达到平衡时，混 合物中各物质的含量或物质的量相同的平衡状态。
类型一：
平衡建立的条件：等温、等容、非等体反应 平衡时的特征：各组分的浓度、物质的量、体积分数 （质量分数、物质的量分数）均保持不娈，故又叫全 等平衡。 判断方法：由极端假设法（一边倒原理），确定出两 初始态有相同的物料关系（如相同的物质的量），则 达到平衡后，两平衡等效。
达到平衡后生成a molC。保持温度等其他条件不变，
要求达到平衡时各物质的百分含量不变，请填写下表
中（１）、（２）后的空格：
起始状态各物质的物质的量／mol
A
B
C
平衡状态时Ｃ的 物质的量／mol
已知
1
2
0
a
（１） 2
4
0
（２） 0
0.5
1
（３） m
n (n≥2m)
2a 0.5a
类型三： 平衡建立的条件：等温、等压 平衡时的特征：各组分的物质的量浓度、体 积分数（质量分数、物质的量分数）保持不 变，各组分的物质的量按比例增减。 判断方法：由极端假设法（一边倒原理）， 确定出两始态的物质的量比相同，则达到平 衡后，两平衡等效。
状态一：
n(始) /mol 1
2
状态二：
n(始) /mol 1
3
状态三：
n(始) /mol 0
2
一般式
n(始) /mol a
b
CO2(g)＋H2(g)
0
0
1
1
2
2
c
c
只要满足：（a+c）/（b+c）= 1∶2 就是等效平衡。
例3、在一固定容积的密闭容器中进行下列反应：
A(g)＋B(g)
2C(g)，已知加入1molA和2molB时，