高二选修化学反应原理等效平衡专题突破

taoti.tl100.com你的首选资源互助社区等效平衡专题突破一、等效平衡状态含义1、某一可逆反应，在一定条件（T、c、p）下，经过不同的途径．．．．．建立平衡时，各组分的百分含量．．．．（质量百分含量、体积分数、物质的量分数）对应相等的状态互称为等效平衡状态（简称等效平衡）。比如，我们到达的目的地是郭店，可以从新郑或新村出发，也可以从郑州或龙湖出发，行走的方向可能相同也可能相反，走的途径不一样，路程也可能不相等，但最终目的是一样的，都是郭店，即都达到了相同的效果，就是等效的。2、判断“等效平衡”的方法（1）使用极限转化的方法将体系转化成同一方向的反应物或生成物。（2）观察有关物质的量是否相等或成比例。3、等效平衡规律mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)条件反应前后气体分子数关系等效条件结果恒温恒容不相等m+n≠p+q极限转化后对应物质的物质的量相等．．两次平衡时各组分百分含量、n、c均相同相等m+n＝p+q极限转化后对应物质的物质的量比值．．相等．．两次平衡时各组分百分量相同，n、c同比例变化，不一定相等恒温恒压不相等或相等极限转化后对应物质的物质的量比值．．相等两次平衡时各组分百分含量、c相同，n同比例变化二、典例精析和变式演练（一）恒温恒压例1、在一个盛有催化剂、容积可变．．．．的密闭容器中，保持一定温度和压强，进行以下反应：N2（g）+3H2(g)2NH3(g)。已知加入1molN2和4molH2时，达到平衡后生成amolNH3，在相同温度、压强下，保持平衡时各组分的体积分数变。对下列编号①～③的状态，填写表中的空白。已知编号起始状态物质的量（mol）平衡时NH3物质的量N2H2NH3140a①1.5601.5a②00.510.5a③1522a解析：因转化率相同，故若都只加反应物，则起始量是几倍，则转化量是几倍，平衡量就是几倍，又因等压条件下物质的量之比等于体积之比，故起始量之比等于平衡量之比。①和题干量之比是1.5，平衡之比就是1.5。taoti.tl100.com你的首选资源互助社区②的平衡量是题干平衡量的一半，则若没有NH3，只有N2、H2，则其物质的量应分别为0.5和2mol，又因1molNH3完全转化生成N20.5mol，H21.5mol，故原来的N2、H2分别为0mol和0.5mol。③可同理推得。例2、恒温、恒．压．下，在一个可变容积的容器中发生如下发应：A（g）＋B（g）C（g）（1）若开始时放入1molA和1molB，到达平衡后，生成amolC，这时A的物质的量为mol。（2）若开始时放入3molA和3molB，到达平衡后，生成C的物质的量为mol。（3）若开始时放入xmolA，2molB和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3amol，则x＝mol，y＝mol。平衡时，B的物质的量（选填一个编号）（甲）大于2mol（乙）等于2mol（丙）小于2mol（丁）可能大于、等于或小于2mol作出此判断的理由是。（4）若在（3）的平衡混合物中再加入3molC，待再次到达平衡后，C的物质的量分数是。II．若维持温度不变，在一个与（1）反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。（5）开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成bmolC。将b与（1）小题中的a进行比较（选填一个编号）。（甲）a＜b（乙）a＞b（丙）a＝b（丁）不能比较a和b的大小作出此判断的理由是。答案：（1）1—a（2）3a（3）23—3aDa的范围为：0a1，但3—3a的范围只能确定在0～3之间，不能确定与2的关系。（4）a/（2—a）（5）乙由于该反应正反应为气体体积减小的反应，故（1）中为恒温恒压，相当于在II中容器的基础上增加压强，此时平衡正向移动，故可得：ab解析：（1）A（g）＋B（g）C（g）平衡前：110变化：aaa平衡后：1—a1—aa（2）恒温恒压下，此平衡为等比：故达平衡时，生成C应与（1）成比例，为3amol（3）极值转化法，A（g）＋B（g）C（g）平衡前：x21变化：111平衡后：x＋1y3a由平衡后C仍为3amol，即与（2）中平衡状态相同，故有：x＋1＝3得：x＝2moly＝3—3a（4）极值转化法：将3molC转化为A、B：A（g）＋B（g）C（g）平衡前：660平衡后：6—6a6—a6aC的物质的量分数为：6a÷[（6—6a）＋（6—6a）＋6a]＝a/（2—a）因百分含量不变，也可由（1）计算。taoti.tl100.com你的首选资源互助社区练习1、在一个活塞式的反应容器中，通入2molSO2和1molO2，于932K下发生化合反应并达到平衡，在保持恒温、恒压的条件下，再通入2molSO2和1molO2，下列叙述的内容完全正确的是（）A．V正增大，V逆减小，平衡向正反应方向移动，SO3的百分含量增加B．V正增大，V逆不变，平衡向正反应方向移动，SO3的百分含量增加C．V正增大，V逆增大，平衡向正反应方向移动，SO3的百分含量增加D．开始时V正增大，V逆减小，平衡向正反应方向移动；随后又逐渐恢复到原反应速率和原平衡状态，SO3的百分含量保持不变练习2、在甲、乙两容器中各盛一定量的碳和二氧化碳（甲：12g碳，22g二氧化碳。乙：20g碳，22g二氧化碳），在同温同压下进行反应，达到平衡时，两容器中二氧化碳的转化率的关系为（）A甲大于乙B甲小于乙C甲等于乙D不能确定（二）、恒温恒容，左右气体系数相等例1、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1molH2和2molBr2，达到平衡时生成amolHBr。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：已知编号起始状态物质的量（mol）平衡时HBr物质的量H2Br2HBr120a①2402a②00.510.5a③mg(g≥m)2g－4m(g－m)a解析：计算方法同恒温恒压下的例一，起始量是几倍，则转化量是几倍，平衡量就是几倍，根据比例计算。③中因g≥m，故HBr可以有或没有，可设其物质的量为x，令其完全转化，则H2物质的量为（m+0.5x）mol，Br2物质的量为（g+0.5x）mol，又因n(H2)：n(Br2)=1：2，故（m+0.5x）：（g+0.5x）=1：2，解得x=2(g-2m)mol，即n(HBr)=2(g-2m)mol，令HBr完全转化，H2总的物质的量为（g-m）mol其量是原H2的（g-m）倍，则其平衡量也为（g-m）倍，即(g－m)amol。练习1、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．B的起始浓度均为2mol/L;II：C．D的起始浓度分别为2mol/L和6mol/L。下列叙述正确的是（）A．I、II两途径最终达到平衡时，体系内混合气的百分组成相同B．I、II两途径最终达到平衡时，体系内混合气的百分组成不相同C．达到平衡后，I途径混合气体密度与II途径混合气体密度相同D．达到平衡时，I途径的VA=II途径的VA练习2、某温度下，1molCO和1molH2O(气)在2L的密闭容器中发生：CO＋H2OCO2＋H2的反应达到平衡，若在同样容器和温度下，起始时将1molCO2和1molH2投入，平衡时得到相同的各组分浓度，则下列各种起始投料量能得到相同平衡状态的是(单位：mol)（）A．CO：1H2O：2B．CO：0.5H2O：0.5CO2：0.5H2：0.5C．CO：0.8H2O：0.8CO2：0.2H2：0.2taoti.tl100.com你的首选资源互助社区D．CO：0.1H2O：0.1CO2：0.9H2：0.9练习3、在容积相同的两个密闭容器中A和B保持温度为423K，若同时向A、B中加入amol及bmol的HI气体，且ab，待反应：2HI（气）H2（气）＋I2（气），达到平衡时，下列说法正确的是A．从反应开始到达到平衡，所需时间tAtBB．平衡时I2的浓度[I2]A＝[I2]BC．平衡时I2蒸气在混合气体中的体积分数A容器中的大于B容器D．HI的分解率aA＝aB（三）、恒温恒容，左右气体系数不相等典例精析1、某温度下，向某密闭容器中加入1molN2和3molH2，使之反应合成NH3，平衡后测得NH3的体积分数为m。若温度不变，只改变起始加入量，使之反应平衡后NH3的体积分数仍为m。假设N2、H2、NH3的加入量（单位：mol）用x、y、z表示，应满足：（1）恒定温度、体积①若x=0，y=0，则z=_________；②若x=0.75，y=_________，则z=_________；③x、y、z应满足的一般条件是_______________________________。（2）恒定温度、压强①若x=0，y=0，则z=_________；②若x=0.75，y=_________，则z=_________；③x、y、z应满足的一般条件是_______________________________。解析：本题属于等效平衡类型的常见题型，常利用极值转化法；N2g＋3H2g2NH3g化学计量数：132状态00zz＝2状态0.75yz转化后：0.75+z/2y+3z/200.75+z/2=1z=0.5y+3z/2=3y=0.75、由于恒温恒容下，该反应为系数变化的反应，需推一端量相等：故有：x+z/2=1y+3z/2=3（2）在恒温恒压时，为等比：z可取任意值同（1）中同恒温恒压，故有：(x+z/2)/(y+3z/2)=1/3练习1、在容积相同的A．B两个密闭容器中，分别充入2molSO2和1molO2，使它们在相同的温度下发生反应：2SO2＋O22SO3，并达到平衡。在反应过程中，若A容器保持体积不变，B容器保持压强不变，当A中的SO2的转化率为25％时，则B容器中SO2的转化率应是()（）A．25％B．25％C．25%D．12.5%练习2、将2molSO2和2molSO3气体，充入固定体积的密闭容器，在一定条件下发生下列反应：2SO2＋O22SO3，平衡时SO3为nmol，相同温度下，分别按下列配比在相同体积的密闭容器中加入起始物质，到达平衡时SO3的物质的量大于nmol的是()taoti.tl100.com你的首选资源互助社区A．2molSO2＋1molO2B．4molSO2＋1molO2C．2molSO2＋1molO2＋2molSO3D．3molSO2＋1molSO3练习3、某温度下,在固定体积的密闭容器中,可逆反应A(气)+3B(气)2C(气)达到平衡时,各物质的物质的量之比为A：B：C=2：2：1，保持温度不变，以2：2：1的物质的量之比再次充入A．B．C，则（）A．平衡正向移动B．平衡不移动C．平衡时C的体积分数增大D．平衡时C的体积分数可能变小练习4、在500K，相同体积的甲、乙容器，甲容器中充入mgSO2和mgO2，乙容器中充入ngSO2和ngO2(n＞m)，则下列叙述错误的是：（）A．化学反应速率：乙＞甲B．平衡时O2的浓度：乙＞甲C．SO2的转化率：甲＞乙D．平衡时SO2的体积分数：甲＜乙练习5、在一固定容积的密闭容器中充入1molNO2，一定温度下建立如下平衡：2NO2N2O4，此时NO2的转化率为x%，若再充入1molNO2，在温度不变的情况下，达到新的平衡时，测得NO2的转化率为y%，则x、y的大小关系正确的是（）A．x＞yB．x＜yC．x=yD．不能确定综合练习1、有一可逆反应：234AgBgxCgDg()()()()，若按下列两种配比在同温同体积的密闭容器中进行反应：（1）08121224....molAmolBmolCmolD，，，（2）14210612....molAmolBmolCmolD，，，达到平衡后，C的质量分数相等，则方程式中x值为（）A．1B．2C．3D．4综合练习2、在一恒定的容器中充入2molA和1molB发生反