高一化学必修2等效平衡问题归类

等效平衡 问题归类例析
a
1
一、等效平衡的概念
在一定条件(定温、定压或定温、定 容)下，对于同一可逆应，只要起始时加 人物质的物质的量不同，而达到平衡时， 同种物质的物质的量分数(或体积分数) 相同，这样的平衡称为等效平衡。
a
2
二、等效平衡问题的类型
根据反应条件(定温、定压或定温、定容) 以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是 否相等)，可将等效平衡问题分成三类： 1．定温、定容条件下，反应前后气体分子 数不相等的可逆反应
a
10
例3在一个固定容积的密闭容器中，保 持一定温度进行以下反应：
H2(g) + Br2(g) ⇌ 2HBr(g)
已知加入1 mol H2和2molBr2，达到平衡 时生成amol HBr(见表2已知项)。在相同 条件下，且保持平衡时各组分的体积分数 不变，对下列编号①～③的状态，填写表 中的空白：
解题要领：此种条件下，只要改变起始加
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半边的物质的物质的
量与原平衡相同，则两平衡等效(此种情况下
又称等同平衡，此法又a 称极限法)。
3
例1 在一定温度时，将4 mol SO2和3mol O2 置于一容积固定的密闭容器中，反应 2的S物O2质(g)的+O量2(分g)数⇌为2SpO％3(，g)达则平相衡同后条，件测下知，S按O3 表1配比将各组物质置于同一容器中，达平衡 后，SO3的物质的量分数也为P％的是
解题要领：此条件下，只要按化学计量
数换算到同一半边后，各物质的量之比与原 平衡相等，则两平衡等效。
a
14
例4某温度下，在一容积可变的容器中加 入1 mol N2和3 mol H2，使反应
N2+3H2⇌2NH3达平衡，测得平衡混合气中NH3 的物质的量分数为p％。若保持温度、压强
不变，只改变初始物质的加入量，而要求达 到平衡时NH3的物质的量分数仍为p％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=——，=——。 ③x、y、z取值必须满a足的一般条件是——。15
a
7
解析本题是一道经典的等效平衡的题目。
(1)因题中原平衡所提供的数据恰好符合 反假二应设者2中的mS物Oo质l2S与的OO量2和2的完1化全m学换ol计算m量到完数s全q之一消比边耗，)(，即故则将可 生故成(1)S中Oc3=为22mmool。l，此即a=0，b=0的情况，
a
8
(S2O)S3初O2始的量初c始m量o。l完为全0换．算5 到moSlO，2则、可O2将 一边后，应与原平衡初始量相同，即有：
0．5+c=2，b+c/2=1， 得b=0．25 mol，c=1．5 mol；
(3)通过解答上述两个具体问题，不难抽 象出第(3)问的一般规律，即有a+c=2， b+c/2=1(或2b+c=2)。
a
9
2．定温、定容条件下，反应前 后气体分子数相等的可逆反应
解题要领：此条件下，只要换算到同一 半边时，反应物(或生成物)的物质的量 的比例与原平衡相等，则两平衡等效。
a
6源自文库
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
衡时，反应混合物中三种气体的物质的
量分数与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)若a=0.5，则b= _____，则c=_____。 (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)：_____，_____。
故H2和Br2原有物质的量应分别为0mol和
1.0-0.5=0.5mol。
a
13
③设起始n(HBr)为x mol，则H2和Br2总量分 别为(m+x/2)mol和(g+x/2)mol，则 (m+x/2):(g+x/2)=1:2，解得x=2(g-2m)。
再设n(HBr)平衡为y mol，可得 2:0=(g+x/2):y,得y=(g-m)a。 3．定温、定压条件下，反应前后气体分子数 任意型的可逆反应
SO2 O2(mol) SO3(mo
（mol)
l)
A
2
1
2
B
0
0
2
C
2
2
2
D
2
a 1.5
2
5
例如O当2下2此通在反反人一应应一定：进个温2行容S度O到积2下(一固g)，定+定O把程的22(度g密m)⇌时闭o2l，容SSOO反器32(应，里g)混和，合1发m物生o就l 处于化学平衡状态。现在该容器中，维持温 度O2不和变SO，3的令物a、质b的、量c分(m别o1代)。表初始加入SO2、
a
11
起始状态物质的量(mol) 平衡时HBr物质的量
H2
Br2
HBr (mol)
1
2
0
a
①2
② ③m
4
0
1 g(g≥2m)
0.5a
a
12
解析此题为定温、定容条件下，反应前后
气体分子数不变的可逆反应，因此只要换
算到一边后，各物质的物质的量之比等于
原平衡即可。
①2：由a于，题即干2：n(4H：2)：2an，(B故r2n)：(HnB(rH)平B衡r)=平2衡0=1： ②B0.r5起2一m始边o状l，，态按即有1得：1Hm22：和olnBH可rB2分得r，别0.则5为：换01.算5.0m到：oH0l2.和5、0，
解析①若N2、H2的初始量均为0，则z的取值 可以是大于0的任意值，这样将NH3的量完全 换算到N2、H2一边时，n(N2):n(H2)必然等于 原平衡N2与H2的初始量之比(1:3)。 ②若N2的初始量为0.75 mol，则H2的初始 量与N2，的初始量之比应符合反应中化学计 量数之比，即x/y = 1/3 ，得y=2.25 mol，
解析依上述解题要领，可将4个选项中SO3的 量按反应式中的化学计量数之比完全换算到 SO2、O2一边，即有：
a
4
A：n(SO2)=4mol，n(O2)=2mol B：n(SO2)=2 mol，n(O2)=1 mol C：n(SO2)=4mol，n(O2)=3 mol D：n(SO2)=4 mol，n(O2)=2.5 mol 故只有c项与原平衡相同，即选C。
此时，z的取值可以是大于或等于0的任意值。
③根据上述两个问题的解析，可知z、y、z取