高中化学选修4：等效平衡专题

一、等效平衡的概念:在一定条件下，同一可逆反应只要起始组分的量相当，无论经过何种途径，但达到化学平衡时，只要任何相同组分（同种物质）的物质的量分数（百分含量）相同，这样的平衡称为等效平衡。等效平衡专题等效平衡恒温恒容:m+n=p+qm+n≠p+q恒温恒压:m+n=p+qm+n≠p+q对于：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)(△n(g)=0)(△n(g)=0)(△n(g)≠0)(△n(g)≠0)二、等效平衡的建成条件、判断方法及产生结果：方法:放大缩小法、极限转换法或一边倒法一）恒温恒容1：(△n(g)=0)H2a%I2b%HIc%平衡状态ⅠH2(g)+I2(g)催化剂加热2HI(g)H2a%I2b%HIc%平衡状态H2a%I2b%HIc%平衡状态ⅡH2a%I2b%HIc%平衡状态Ⅱ?1molH21molI2A1molH21molI2B1molH21molI2B2molH22molI2B方法:放大缩小法恒温恒容(△n(g)=0)H2(g)+I2(g)催化剂加热2HI(g)1molH21molI2B1molH21molI2B2molH22molI2B1molH21molI2B1molH21molI2B2molH22molI2B相对等效平衡H2a%I2b%HIc%平衡状态Ⅰ1molH21molI2A例1、恒温恒容时对于反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)下列条件能与下图达到等效平衡的是（）催化剂加热1molH21molI2开始H2a%I2b%HIc%平衡状态A.2molHIB.2molH2+2molI2C.1molH2+1molI2+2molHID.0.5molH2+0.5molI2+1molHI（110）（220）（220）（110）ABCD极限转化或一边倒例2：在一个1L的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生下述反应：2A(g)+B(g)3C(g)+D(s)达到平衡时，C的浓度为1.2mol/L。维持容器的体积和温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为1.2mol/L的是()A、0.3molC+0.1molDB、1.6molA+0.8molB+0.6molC+0.2molDC、3molC+1molD+1molBD、4molA+2molB结论：对于气态物质反应前后分子总数不变的可逆反应，只要起始组分的物质的量比相等（相当）。则为等效平衡。催化剂加热B注意:上题中的答案D虽然A/B=4/2=2/1,同条件下可达到等效平衡，但C的浓度却不为1.2mol/L，而为？2.4mol/L二、等效平衡的建成条件、判断方法及产生结果：1：对于气态物质反应前后分子数不变化的可逆反应等效平衡的判断方法是:使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的物质的量比是否相等。若相等产生结果：各组分百分量相同，n、c同比例变化，则为等效平衡。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)m+n=p+q一）恒温、恒容：(△n(g)=0)一）恒温恒容2：(△n(g)≠0)4molSO22molO2B方法:放大缩小法极限转换法或一边倒法2SO2+O2催化剂加热2SO3SO2a%O2b%SO3c%平衡状态ⅠSO2a%O2b%SO3c%SO2a%O2b%SO3c%平衡状态ⅡSO2a%O2b%SO3c%平衡状态ⅡSO2O2SO3平衡状态Ⅱ?2molSO21molO2A2molSO21molO2B2molSO21molO2B4molSO22molO2B①若平衡不移动②若平衡移动恒温恒容(△n(g)≠0)SO2a%O2b%SO3c%平衡状态2molSO21molO2A2molSO21molO2B2molSO21molO2B4molSO22molO2B2molSO21molO2B2molSO21molO2B4molSO22molO2B非等效平衡！2SO2+O2催化剂加热2SO3方法:放大缩小法结论：对于气态物质反应前后分子总数变化的可逆反应，只要起始组分的物质的量相等（相当），则为等效平衡。否则非等效。例3：在一个1L的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生下述反应：2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)达到平衡时，C的体积分数为a%。维持容器的体积和温度不变，按下列配比作为起始物质，达平衡后，C的体积分数仍为a%是A、3molC+1molDB、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC、1molA+0.5molB+1.5molCD、4molA+2molB催化剂加热A、B二、等效平衡的建成条件、判断方法及产生结果：一）恒温、恒容：2、对于气态物质反应前后分子数变化的可逆反应等效平衡的判断方法是:使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的物质的量是否对应相等。若相等产生结果：各组分百分量、n、c均相同，则为等效平衡（绝对等效）mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)m+n≠p+q(△n(g)≠0)H2a%I2b%HIc%平衡状态H2(g)+I2(g)催化剂加热2HI(g)H2a%I2b%HIc%平衡状态H2a%I2b%HIc%平衡状态1molH21molI2A1molH21molI2B1molH21molI2B2molH22molI2BH2a%I2b%HIc%二）恒温恒压2：(△n(g)=0)H2a%I2b%HIc%平衡状态H2(g)+I2(g)催化剂加热2HI(g)1molH21molI2A1molH21molI2B1molH21molI2B2molH22molI2B等效平衡1molH21molI2B1molH21molI2B二）恒温恒压2：(△n(g)=0)练习1、在一密闭容器中，加入2molA和1molB，发生下述反应：2A(g)+B(g)3C(g)+D(s)达到平衡时，C的浓度为1.2mol/L。维持容器的压强和温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为1.2mol/L的是()A、0.3molC+0.1molDB、1.6molA+0.8molB+0.6molC+0.2molDC、3molC+1molD+1molBD、4molA+2molB催化剂加热A、B、DSO2a%O2b%SO3c%平衡状态ⅡSO2a%O2b%SO3c%2SO2+O2催化剂加热2SO3SO2a%O2b%SO3c%2molSO21molO2B2molSO21molO2B4molSO22molO2B方法:放大或缩小法SO2a%O2b%SO3c%平衡状态Ⅰ2molSO21molO2A二）恒温恒压1：(△n(g)≠0)2molSO21molO2B2molSO21molO2B4molSO22molO2B等效平衡2molSO21molO2B2molSO21molO2B二）恒温恒压1：(△n(g)≠0)2SO2+O2催化剂加热2SO3SO2a%O2b%SO3c%平衡状态Ⅰ2molSO21molO2A结论：对于气态物质反应前后分子总数变化的可逆反应，只要起始组分的物质的量相等（相当），则为等效平衡。否则非等效。例4、（将前例3条件改变）在一密闭容器中，加入2molA和1molB，发生下述反应：2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)达到平衡时，C的体积分数为a%。维持容器的压强和温度不变，按下列配比作为起始物质，达平衡后，C的体积分数仍为a%是A、3molC+1molDB、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC、1molA+0.5molB+1.5molCD、4molA+2molB催化剂加热A、B、D在一定温度下，一个压强恒定的密闭容器中发生反应2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，根据下表有关数据分析恒温、恒压达平衡时D的体积分数（分别选填a%或b%a≠b）。ABCD平衡时D的体积分数起始充入2mol1mol001mol0.5mol1.5mol0.5mol4mol2mol002mol2mol00a%a%a%b%(a≠b)二、等效平衡的建成条件、判断方法及产生结果：与可逆反应气态物质的化学计量数无关,使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的物质的量比是否相等。若相等，二）恒温、恒压下等效平衡的判断方法是:产生结果：各组分百分量、c相同，n同比例变化等效平衡小结条件等效条件结果恒温恒容(△n(g)≠0)(△n(g)=0)恒温恒压投料换算成相同物质表示时量相同投料换算成相同物质表示时等比例投料换算成相同物质表示时等比例两次平衡时各组分百分量、n、c均相同两次平衡时各组分百分量相同，n、c同比例变化两次平衡时各组分百分量、c相同n同比例变化等效平衡规律:①恒温恒容条件下的等效平衡Ⅰ：对反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要换算成反应物（或生成物）的物质的量的比值与原平衡相同，则二平衡等效。II：对反应前后气体分子数改变的可逆反应，只改变起始加入量，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左或右边同一半边的物质的量与原平衡相同，则二平衡等效。②恒温恒压下的等效平衡III：改变起始加入情况，只要按化学计量数换算成平衡式左或右边同一半边的物质的量的比值与原平衡相同，则二平衡等效。注:I、III为相对等效；II为绝对等效.练习5、在一个1L的密闭容器中，加2molA1molB发生下述反应：达到平衡时，C的浓度为1.2mol/L,C的体积分数为a%。维持容器的压强和温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍是1.2mol/L（或C的体积分数仍是a%）的是A、3molC+1molDB、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC、1molA+0.5molB+1.5molCD、4molA+2molBABD2A（气）＋B（气）3C（气）＋D（气）三、等效平衡的应用：练习6在一固定容积的密闭容器中，充入2molA和1molB发生反应：2A(g)+B(g)xC(g)，达到平衡后C的体积分数为Φ%。若维持容器体积和温度不变，按0.6molA，0.3molB和1.4molC为起始物质，达到平衡后，C的体积分数也为Φ%，则x的值（）A、只能为2B、只能为3C、可能是2，也可能是3D、无法确定C注意：C无论是多少，分解时总是按2：1分解。练习7、在一固定容积的密闭容器中充入2molA和1molB，发生反应：2A(气)+B(气)xC(气),达到平衡后，C的体积分数为W%。若维持容器体积和温度不变，按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始物质，达到平衡后，C的体积分数仍为W%，则x值为（）A、1B、2C、3D、4BC﹏同练习6练习8、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T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，若N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示应满足：（1）恒定T、V：[1]若X=0，Y=0，则Z=-----------。[2]若X=0.75，Y=----------，Z=----------。[3]X、Y、Z应满足的一般条件是---------------（2）恒定T、P：[1]若X=0、Y=0，则Z。[2]若X=0.75,则Y，Z。[3]X、Y、Z应满足的一般条件是0=2.25mol≥0Y=3X，Z≥02mol2.25mol0.5molX+Z/2=1,Y+3Z/2=3练习9、在固定体积的密闭容器内，加入2molA、1molB，发生反应：A(气)+B(气)2C(气)达到平衡时，C的质量分数为W。在相同(T、V)条件下，按下列情况充入物质达到平衡时C的质量分数仍为W的是A.2molCB.3molCC.4molA、2molBD.1molA、2molCCD练习10、在一固定容积的密闭容器中充入2molA和1molB，发生反应：2A(气)+B(气)xC(气),达到平衡后，C的体积分数为W%。若维持容器体积和温度不变，按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始物质，达到平衡后，C