等效平衡和平衡常数

知识梳理探究高考练出高分知识梳理·题型构建考点三I等效平衡同一可逆反应，当外界条件一定时，反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，最后都能达到平衡状态。其中平衡混合物中各物质的含量。由于化学平衡状态与有关，而与建立平衡的无关。因而，同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同，则可形成等效平衡。1．含义在一定条件下(等温等容或等温等压)，对同一可逆反应体系，时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量。2．原理起始相同相同条件途径知识梳理探究高考练出高分知识梳理·题型构建深度思考深度思考1．在等温等容条件下，可逆反应：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)ΔH＝－Q1kJ·mol－1(Q10)，起始物质的量如下表所示：序号ABCD①2mol1mol00②4mol2mol00③1mol0.5mol1.5mol0.5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol(1)上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相同？(2)达到平衡后，①放出的热量为Q2kJ，⑤吸收的热量为Q3kJ，则Q1、Q2、Q3的定量关系为________________。答案①③⑤互为等效平衡。表现在达到平衡后物质的量、质量、体积、物质的量浓度、组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同。Q2＋Q3＝Q12mol1mol002mol1mol002mol2mol00知识梳理探究高考练出高分知识梳理·题型构建等温、等容条件下，对于左右气相物质的化学计量数不等的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质(一边倒)，其物质的量对应相同，则它们互为等效平衡。知识梳理探究高考练出高分知识梳理·题型构建深度思考深度思考2．在等温等容条件下，可逆反应：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(s)起始物质的量如下表所示：序号ABCD①2mol1mol00②4mol2mol00③1mol0.5mol1.5mol0.5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相同？答案①②③⑤互为等效平衡。表现在达到平衡后组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同。2mol1mol002mol1mol002mol2mol00知识梳理探究高考练出高分知识梳理·题型构建等温、等容条件下，对于左右气相物质的化学计量数相等的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质(一边倒)，其物质的量对应成比例，则它们互为等效平衡。知识梳理探究高考练出高分知识梳理·题型构建深度思考深度思考3．在等温等压条件下，可逆反应2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)起始物质的量如下表所示：序号ABCD①2mol1mol00②4mol2mol00③1mol0.5mol1.5mol0.5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol上述反应达到平衡后，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相同？答案①②③⑤互为等效平衡。表现在达到平衡后物质的量浓度、组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同。2mol1mol002mol1mol002mol2mol00知识梳理探究高考练出高分知识梳理·题型构建等温、等压条件下，不论左右气相物质的化学计量数是否相等的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质(一边倒)，其物质的量对应成比例，则它们互为等效平衡。知识梳理探究高考练出高分知识梳理·题型构建题组二等温、等压条件下等效平衡的应用2．已知：t℃时，2H(g)＋Y(g)2I(g)ΔH＝－196.6kJ·mol－1，t℃时，在一压强恒定的密闭容器中，加入4molH和2molY反应，达到平衡后，Y剩余0.2mol。若在上面的平衡体系中，再加入1mol气态的I物质，t℃时达到新的平衡，此时H物质的物质的量n(H)为()A．0.8molB．0.6molC．0.5molD．0.2mol题组一题组二123题组三知识梳理探究高考练出高分知识梳理·题型构建解析本题考查恒温恒压条件下等效平衡原理。根据反应式知，“4molH和2molY反应达到平衡后，Y剩余0.2mol”，即Y转化了1.8mol，根据化学计量数之比，H必转化了3.6mol，即H的转化率等于Y的转化率＝1.8mol2mol×100%＝90%。2H(g)＋Y(g)2I(g)起始(Ⅰ)4mol2mol0起始(Ⅱ)4mol2mol1mol起始(Ⅲ)5mol2.5mol0该可逆反应在恒温、恒压条件下反应，按起始(Ⅱ)与起始(Ⅲ)投料能达到同一平衡状态，而起始(Ⅰ)与起始(Ⅲ)达到的平衡状态为等效平衡，即平衡时H的转化率相等，故达到新平衡时剩余H的物质的量为n(H)＝5mol×(1－90%)＝0.5mol。题组一题组二123题组三答案C题组二等温、等压条件下等效平衡的应用知识梳理探究高考练出高分知识梳理·题型构建题组三等温、等容，等温、等压条件下等效平衡的比较应用3．有甲、乙两容器，甲容器容积固定，乙容器容积可变。一定温度下，在甲中加入2molN2、3molH2，反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)达到平衡时生成NH3的物质的量为mmol。(1)相同温度下，在乙中加入4molN2、6molH2，若乙的压强始终与甲的压强相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为________mol(从下列各项中选择，只填序号，下同)；若乙的容积与甲的容积始终相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为________mol。A．小于mB．等于mC．在m～2m之间D．等于2mE．大于2mDE题组一题组二123题组三知识梳理探究高考练出高分知识梳理·题型构建(2)相同温度下，保持乙的容积为甲的一半，并加入1molNH3，要使乙中反应达到平衡时，各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同，则起始时应加入______molN2和________molH2。解析(1)由于甲容器定容，而乙容器定压，它们的压强相等，达到平衡时，乙的容积应该为甲的两倍，生成的NH3的物质的量应该等于2mmol。当甲、乙两容器的体积相等时，相当于将建立等效平衡后的乙容器压缩，故乙中NH3的物质的量大于2mmol。(2)乙的容积为甲的一半时，要建立与甲一样的平衡，只有乙中的投入量是甲的一半才行，故乙中应该投入N2为(1－0.5)mol＝0.5mol，H2为(1.5－1.5)mol＝0mol。解析(1)由于甲容器定容，而乙容器定压，它们的压强相等，达到平衡时，乙的容积应该为甲的两倍，生成的NH3的物质的量应该等于2mmol。当甲、乙两容器的体积相等时，相当于将建立等效平衡后的乙容器压缩，故乙中NH3的物质的量大于2mmol。(2)乙的容积为甲的一半时，要建立与甲一样的平衡，只有乙中的投入量是甲的一半才行，故乙中应该投入N2为(1－0.5)mol＝0.5mol，H2为(1.5－1.5)mol＝0mol。0.50题组一题组二123题组二题组三等温、等容，等温、等压条件下等效平衡的比较应用知识梳理探究高考练出高分知识梳理·题型构建等效平衡判断“四步曲”第一步，看，观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应是前后等气体分子数的可逆反应还是反应前后不等气体分子数的可逆反应；第二步，挖，挖掘题目条件，区分恒温恒容和恒温恒压，注意密闭容器不等于恒容容器；第三步，倒，采用一边倒法，将起始物质转化成一边的物质；第四步，联，联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否达到等效平衡。第一步，看，观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应是前后等气体分子数的可逆反应还是反应前后不等气体分子数的可逆反应；第二步，挖，挖掘题目条件，区分恒温恒容和恒温恒压，注意密闭容器不等于恒容容器；第三步，倒，采用一边倒法，将起始物质转化成一边的物质；第四步，联，联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否达到等效平衡。第一步，看，观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应是前后等气体分子数的可逆反应还是反应前后不等气体分子数的可逆反应；第二步，挖，挖掘题目条件，区分恒温恒容和恒温恒压，注意密闭容器不等于恒容容器；第三步，倒，采用一边倒法，将起始物质转化成一边的物质；第四步，联，联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否达到等效平衡。第一步，看，观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应是前后等气体分子数的可逆反应还是反应前后不等气体分子数的可逆反应；第二步，挖，挖掘题目条件，区分恒温恒容和恒温恒压，注意密闭容器不等于恒容容器；第三步，倒，采用一边倒法，将起始物质转化成一边的物质；第四步，联，联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否达到等效平衡。知识梳理探究高考练出高分知识梳理·题型构建考点一I化学平衡常数对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，1．概念在一定温度下，当一个可逆反应达到时，生成物与反应物的比值是一个常数，用符号K表示。2．表达式(固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。(1)K值越大，反应物的转化率，正反应进行的程度。3．意义(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。(2)K只受影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。化学平衡浓度幂之积浓度幂之积越大越大温度K＝cpC·cqDcmA·cnB知识梳理探究高考练出高分知识梳理·题型构建深度思考深度思考1．对于给定反应，正逆反应的化学平衡常数一样吗？是什么关系？答案正逆反应的化学平衡常数不一样，互为倒数关系。2．化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数是增大还是减少？答案温度升高化学平衡常数的变化要视反应而定，若正反应是吸热反应，则温度升高K值增大，反之则减小。3．对于一个可逆反应，化学计量数扩大或缩小，化学平衡常数表达式是否改变？是什么关系？转化率是否相同？试举例说明。答案对于一个可逆反应，化学计量数不一样，化学平衡常数表达式也就不一样，但对应物质的转化率相同。例如：(1)aA(g)＋bB(g)cC(g)K1＝ccCcaA·cbB(2)naA(g)＋nbB(g)ncC(g)K2＝cncCcnaA·cnbB＝Kn1或K1＝nK2无论(1)还是(2)，A或B的转化率是相同的。知识梳理探究高考练出高分【递进题组】题组一题组二知识梳理·题型构建1234知识梳理探究高考练出高分1．温度为t℃时，在体积为10L的真空容器中通入1.00mol氢气和1.00mol碘蒸气，20min后，反应达到平衡，此时测得碘蒸气的浓度为0.020mol·L－1。涉及的反应可以用下面的两个化学方程式表示：①H2(g)＋I2(g)2HI(g)②2H2(g)＋2I2(g)4HI(g)下列说法正确的是()A．反应速率用HI表示时，v(HI)＝0.008mol·L－1·min－1B．两个化学方程式的意义相同，但其平衡常数表达式不同，不过计算所得数值相同C．氢气在两个反应方程式中的转化率不同D．第二个反应中，增大压强平衡向生成HI的方向移动知识梳理·题型构建题组一化学平衡常数及其影响因素题组一题组二1234知识梳理探究高考练出高分知识梳理·题型构建题组一化学平衡常数及其影响因素解析H2(g)＋I2(g)2HI(g)初始浓度(mol·L－1)0.1000.1000平衡浓度(mol·L－1)0.0200.0200.160转化浓度(mol·L－1)0.0800.0800.160所以，v(HI)＝0.160mol·L－1÷20min＝0.008mol·L－1·min－1，A正确；K①＝c2HIcH2·cI2＝64，而K②＝c4HIc2H2·c2I2＝K2①＝642＝4096，故选项B错；两个化学方程式表示的是一个反应，反应达到平衡时，氢气的浓度相同，故其转化率相同，C错；两个反应相同，只是表达形式不同，压强的改变