等效平衡学案

等效平衡学案

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。

概念的理解：（1）外界条件相同：通常可以是①恒温、恒容，②恒温、恒压。（2）“等效平衡”与“完全相同的平衡状态”不同：“等效平衡”只要求平衡混合物中各组分的物质的量分数（或体积分数）对应相同，反应的速率、压强等可以不同。

（3）平衡状态只与始态有关，而与途径无关，只要物料相当，就达到相同的平衡状态。

二、等效平衡的分类在等效平衡中比较常见并且重要的类型主要有以下三种：

I类：恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说（即△V≠0的体

系）：等价转化后，对应各物质起始投料的物质的量

．．．．与原平衡起始态相同

．．。

II类：恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应来说（即△V=0的体

系）：等价转化后，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例

．．．．．．．与原平衡起始态相同，两平衡等效。

III类：恒温恒压下对于气体体系等效转化后，要反应物（或生成物）的物质的

．．．

量的比例

．．．．与原平衡起始态相同，两平衡等效。

解题的关键，读题时注意勾画出这些条件，分清类别，用相应的方法求解。我们常采用“等价转换”的方法，分析和解决等效平衡问题

三、例题解析

I类：在恒温恒容下，对于反应前后气体体积改变(m+n≠p+q)的反应，只

有物质的量按方程式的化学计量关系转化为

例： N

2(g) + 3H

2

(g)2NH

3

(g)

起始量 1 mol 3 mol 0 mol

等效于 0 mol 0 mol 2 mol

0.5 mol 1.5 mol 1 mol

a mol

b mol

c mol

则a、b、c关系：___________

练习、1在一个固定体积的密闭容器中，加入2 mol A、1 mol B反应，2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)。达到平衡后，C的浓度为W mol/L，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W mol/L的是( ) A、4 mol A、2 mol B B、2 mol A、1 mol B、3 mol C、1 mol D

C、3 mol C、1 mol

D、1 mol B D、3 mol C、1 mol D

2、在一定温度下，把2 mol SO

2和1 mol O

2

通入一个一定容积的密闭容器里，

发生如下反应：2SO

2 (g) + O

2

(g)催化剂

加热

2SO

3

(g)。当反应达到一定程度时，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

SO

2、O

2

、SO

3

的物质的量，若a、b、c取不同的值，必须满足一定关系都能保证

达到平衡时各组分体积分数不变，则：

(1)a=b=0,则c=__________

(2)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类：在恒温恒容下，对于反应前后气体体积不变(m+n=p+q)的可逆反应，只

要按方程式的化学计量数

H 2(g) + I

2

(g)2HI(g)

起始量 1 mol 2 mol 0 mol

等效于 2 mol 4 mol 0 mol

2 mol 5 mol 2 mol

a mol

b mol

c mol

则a、b、c关系：___________

练习、1、某温度下，在一容积恒定的密闭容器中发生如下反应：CO(g)+H

2

O (g)

CO

2(g)+H

2

(g)+Q。当反应达到平衡时，测得容器中各物质均为 n mol ，现欲

使H

2

的平衡浓度增大一倍，当其他条件不变时，下列措施可行的是( ) A、升高温度 B、加入催化剂

C、再加入 n mol CO,n mol H

2O D、再加入2n mol CO

2

,2n mol H

2

2、一定温度下，在恒容容器中发生如下反应：2A(g)+B(g)3C(g),若反应开始时充入2 mol A、2 mol B达到平衡后，A的体积分数为a%。其他条件不变时，下列配比做初始物质，则平衡后A的体积分数大于a%的是( )

A、2 mol C

B、2 mol A、1 mol B、1 mol He

C、1 mol B、1 mol C

D、2 mol A、3 mol B、3 mol C

III类：恒温、恒压下，对任一可逆反应，只要按方程式的化学计量数转化为方

效。

N 2(g) + 3H

2

(g)2NH

3

(g)

起始量 1 mol 4 mol

等效于 1.5 mol 6 mol

0 mol 0.5 mol 1 mol

a mol

b mol

c mol

则a、b、c关系：___________

练习、1、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)xC(g) + yD(g) ，达到平衡时，C的体积分数为W%。若维持温度、压强不变，将0.6L A、0.4L B、4L C和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W%，则X = ____，Y = ______ 2、（全国）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的物质的量分别是4mol、2 mol 、4 mol 。保持温度和压强不变，对平衡混合物中作调整，平衡右移的是( )

A、均减半

B、均加倍

C、均加1 mol

D、均减少1 mol

3、一定温度下，容积可变的容器中，反应2SO

2 (g) + O

2

(g)催化剂

加热

2SO

3

(g)，

达到平衡时，物质的量分别为4 mol 、2 mol、4 mol 。保持P、T不变时，按下列要求改变，达到新平衡时，各物质百分含量与原平衡相同的是( )

A、通入1 mol SO

3 B、通入

4 mol SO

2

、2 mol O

2

C、通入1 mol N

2

D、各减少1 mol ［自我评价］

1、一真空密闭容器中盛有 1 mol PCl

5 ，加热到20°C时发生反应： PCl

5

(g)

PCl

3(g)+Cl

2

(g)，反应达平衡时，PCl

5

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 PCl

5，反应达到平衡时，PCl

5

所占的体积分数为

N%，则M和N的关系是( )

A、M>N

B、M

C、M=N

D、无法判断

2、在等温、等容条件下有下列反应：2A(g)+2B(g)≒C(g)+3D(g)。现分别从两条途径建立平衡：Ⅰ、A和B的起始浓度均为2mol/L；Ⅱ、C和D的起始浓度分别为2mol/L和6mol/L。下列叙述正确的是（）

A、Ⅰ和Ⅱ两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的体积分数相同

B、Ⅰ和Ⅱ两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的体积分数不同

C、达平衡时，Ⅰ途径的反应速率uA等于Ⅱ途径的反应速率uB