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第1页高二化学《化学反应原理》等效平衡专题等效平衡的含义：在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，任何相同组分的分数（体积、物质的量）均相等，这样的化学平衡互称为等效平衡。同一平衡是等效平衡的特例。等效平衡的类型条件等效条件结果恒温恒容（△V≠0）起始投料与原平衡起始态物质的量两次平衡时各组分百分含量，n，c均恒温恒容（△V=0）起始投料与原平衡起始态物质的量两次平衡时各组分百分含量n，c均恒温恒压起始投料与原平衡起始态物质的量两次平衡时各组分百分含量，c均n考点1：恒温、恒压条件（非等体反应）下的等效平衡例1、定温度下，把2molSO2和1molO2通入一个一定容积的密闭容器里，发生反应2SO2+O22SO3，当此反应进行到一定程度时，就处于化学平衡状态。若该容器中维持温度不变，令a、b、c分别代表初始时SO2、O2和SO3的物质的量。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体积分数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=。(2)若a=0.5mol，则b=，c=。(3)a、b、c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)。例2、在一个体积固定的密闭容器中加入2molA和1molB，发生反应：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)，达到平衡时C的浓度为amol·L－1。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amol·L－1的是（）A．4molA＋2molBB．2molA＋1molB＋3molC＋1molDC．3molC＋1molD＋1molBD．3molC＋1molD方法小结：考点2、恒温、恒容条件（等体反应）下的等效平衡例3、可逆反应A(g)＋B(g)2C(g)在固定容积的容器中进行，如果向容器中充入1molA和1molB，在某温度下达到平衡时，C的体积分数为m%；若向容器中充入1molC，在同样的温度下达到平衡时，C的体积分数为n%，则m和n的关系正确的是（）A．mnB．mnC．m=nD．无法比较方法小结：考点3、恒温、恒压条件下的等效平衡例4、在一定温度下,将2molHI气体充入一容积可变的密闭容器中发生反应HI(g)H2(g)+I2(g),反应达平衡后,H2的体积分数为m%。若其他条件不变,容器的容积变为原来的一半,平衡时H2的体积分数为。第2页例5、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＋3H22NH3。已知加入1molN2和4molH2时，达到平衡后生成amolNH3（见下表已知项）。在相同温度、压强下，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，填写表中空白。已知编号起始状态物质的量n/mol平衡时NH3的物质的量n/molN2H2NH3140a①1.560②10.5a③mg(g≥4m)方法小结：考点4：通过建立等效平衡的中间状态，比较反应物转化率的大小以及平衡时某物质体积分数、浓度的大小例6、体积相同的甲、乙两个容器中，分别充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：2SO2＋O22SO3并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p%，则乙容器中SO2的转化率为（）A．等于p%B．大于p%C．小于p%D．无法判断变式：在相同温度下，有相同体积的甲、乙两容器，甲容器中充入1gN2和1gH2，乙容器中充入2gN2和2gH2。下列叙述中，正确的错误的是（）A．化学反应速率：乙＞甲B．平衡后N2的浓度：乙＞甲C．H2的转化率：乙＞甲D．平衡混合气中H2的体积分数：乙＞甲方法小结：考点5、综合题型例7、可逆反应A（g）+B（g）2C（g）在固定容器的容器中进行，如果向容器中充入1molA和1molB，在某温度下达到平衡时，C的体积分数为m℅；若向容器中充入1molC，在同样的温度下达到平衡时，C的体积分数为n℅，则m和n的关系正确的是（）A.mnB.mnC.m=nD.无法比较变式1：将反应改为A（g）+B（g）C（g）应选（）变式2：将反应改为A（g）+B（g）3C（g）应选（）变式3：若仅将恒容容器改为恒压容器，应选（）例8、维持体系温度不变，向一恒容密闭容器中充入2molA和1molB，发生如下可逆反应：2A(g)+B(g)xC(g)，达到平衡后，C的体积分数为w；若按起始物质的量A：0.6mol、B：0.3mol、C：1.4mol充入容器，达到平衡后，C的体积分数仍为w，则x值为（）A．4B．3C．2D．1第3页例9、在恒温时，一固定容积的容器内发生如下反应：2NO2(g)N2O4(g)，达平衡时，再向容器内通入一定量的NO2(g)，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，NO2的体积分数()A．不变B．增大C．减少D．无法判断小结：化学平衡的建立，仅仅与反应条件有关，而与化学平衡的建立的过程无关。对同一个可逆反应，在同样的条件下，无论反应是从正反应开始，或是从逆反应开始，或是从两个方向同时开始(即既有反应物转化为生成物，同时也有生成物转化为反应物)，最终都能达到完全相同的平衡状态，也就是平衡体系中各物质的质量分数(气体的体积分数)各保持一定而不变。对于一般可逆反应，在恒温、恒容条件下，只改变起始加入情况，只要按化学方程式中各物质的化学计量数比换算成方程式左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同，则二平衡等同（也等效）。对于反应前后气体体积不变的可逆反应，在恒温、恒容或恒温、恒压条件下，只改变起始时加入情况，只要按化学方程式中各物质计量数比换算成方程式左右两边同一边物质的物质的量之比与原平衡相同，则二平衡等效（不一定等同）。巩固练习1、下列事实中不能用平衡移动原理解释的是（）A、密闭、低温是存放氨水的必要条件B、实验室用排饱和食盐水法收集氯气C、硝酸工业生产中，使用过量空气以提高NH3的利用率D、在FeSO4溶液中，加入铁粉以防止氧化2、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的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量作如下调整，可使平衡右移的是（）A．均减半B．均加倍C．均增加1molD．均减少1mol3、（2005江苏，18）在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g)+B(g)3C(g)，若反应开始时充入2molA和2molB，达平衡后A的体积分数为a%。其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a%的是（）A．2molCB．2molA、1molB和1molHe（不参加反应）C．1molB和1molCD．2molA、3molB和3molC4、在一定温度下，一定体积的密闭容器中有如下平衡：H2(g)+I2(g)2HI(g)已知H2和I2的起始浓度均为0.10mol/L时，达平衡时HI的浓度为0.16mol/L。若H2和I2的起始浓度均变为0.20mol/L，则平衡时H2的浓度（mol/L）是（）A．0.02B．0.04C．0.08D．0.165、向某密闭容器中充入1molCO和2molH2O（g），发生反应：CO+H2O(g)CO2+H2。当反应达到平衡时，CO的体积分数为x。若维持容器的体积和温度不变，起始物质按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO的体积分数大于x的是（）A．0.5molCO+2molH2O(g)+1molCO2+1molH2B．1molCO+1molH2O(g)+1molCO2+1molH2C．0.5molCO+1.5molH2O(g)+0.4molCO2+0.4molH2D．0.5molCO+1.5molH2O(g)+0.5molCO2+0.5molH2第4页6、一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2，发生下列反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡后改变下述条件，SO3气体平衡浓度不改变．．．的是（）A．保持温度和容器体积不变，充入1molSO2(g)B．保持温度和容器内压强不变，充入1molAr(g)C．保持温度和容器内压强不变，充入1molO2(g)D．保持温度和容器内压强不变，充入1molSO3(g)7、在一定条件下，向5L密闭容器中充入2molA气体和1molB气体，发生可逆反应：2A(g)+B(g)2C(g)，达到平衡时容器内B的物质的量浓度为0.1moL／L，则A的转化率为（）A．67％B．50％C．90％D．10％8、在一定条件下发生反应：2A(g)+2B(g)xC(g)+2D(g)，在2L密闭容器中，把4molA和2molB混合，2min后达到平衡时生成1.6molC，又测得反应速率VD=0.2mol/(L·min)，下列说法正确的是：（）A．B的转化率是20%B．平衡时A的物质的量为2.8molC．平衡时容器内气体压强比原来减小D．x=49、在两个恒容容器中有平衡体系：A(g)2B(g)和2A(g)B(g)，X1和X2分别是A转化率。在温度不变情况下，均增加A的物质的量，下列判断正确的是：（）A．X1降低，X2增大B．X1、X2均降低C．X1增大，X2降低D．X1、X2均增大10、（2007高考江苏卷）一定温度下可逆反应：A(s)+2B(g)2C(g)+D(g)；△H0。现将1molA和2molB加入甲容器中，将4molC和2molD加入乙容器中，此时控制活塞P，使乙的容积为甲的2倍，t1时两容器内均达到平衡状态(如图1所示，隔板K不能移动)。下列说法正确的是（）A．保持温度和活塞位置不变，在甲中再加入1molA和2molB,达到新的平衡后，甲中C的浓度是乙中C的浓度的2倍B．保持活塞位置不变，升高温度，达到新的平衡后，甲、乙中B的体积分数均增人C．保持温度不变，移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到新的平衡后，乙中C的体积分数是甲中C的体积分数的2倍D．保持温度和乙中的压强不变，t2时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后，甲、乙中反应速率变化情况分别如图2和图3所示(t1前的反应速率变化已省略)11、如图所示，向A中充入1molX和1molY，向B中充入2molX和2molY，起始时V(A)=V(B)=aL，在相同温度和催化剂存在条件下，两容器中各自如下反应：X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)；△H＜0达到平衡时，V(A)=1.2L。则下列说法错误的是（）A．反应开始时，B容器中化学反应速率快B．平衡时A容器中X的转化率为40％，且比B容器中X的转化率小C．打开K一段时间体系重新达到平衡时，A的体积为1.6aL（连通管中气体体积不计）D．打开K重新达到平衡后，升高B容器温度，A容器的体积会增大KAB第5页参考答案例题答案:例1、(1)2mol(2)0.25mol，1.5mol(3)a+c=2,b+0.5c=1例2、D例3、C例4、m%例5、已知编号起始状态物质的量n/mol平衡时NH3的物质的量n/molN2H2NH3140a①1.5601.5a②00.510.5a③mg(g≥4m)2(g-4m)(g-3m)a例6、B变式：D例7、C变式1：C变式2：B变式3：C例8、BC例9、C巩固练习1234567891011DCABBBDBDABDBC