等效平衡的三种题型与解法.docx

等效平衡的三种题型及解法等效平衡归纳为以下三种题型：完全等效平衡，这类等效平衡问题的特征是在同T、P、V的条件下，同一化学反响经过不同的反响过程最后建设的平衡一样。解决这类问题的方法就是构建一样的起始条件。下面看例题一：【例题一】：温度一定，在一个容器体积恒定密闭容器内，发生合成氨反响：N2+3H22NH3o假设充入ImOIN2和3molH2,反响到达平衡时NH3的体积百分含量为W%。假设改变开场时投入原料的量，参加amolN2,bmolH2,cmolNH3,反响到达平衡时，NH3的体积百分含量仍为W%,那么：假设a=b=O,C=假设a=0.75>b=,C=假设温度、压强恒定，那么a、b、C之间必须满足的关系是分析：通过阅读题目，可以知道建设平衡后两次平衡之间满足同T、P、V,所以可以断定是完全等效平衡，故可以通过构建一样的起始条件来完成。N2+3H22NH3起始条件I:1mol3molO起始条件Il：amolbmolCtnol(可以把cmolNH3全部转化为N2,H2)转化：0.5cmoll.5cmolcmol构建条件：(a+0.5c)mol(b+l.5c)molO要使起始条件I和起始条件II建设的平衡一样，那么必须是起始条件I和构建条件完全一样。那么有：(a+0.5c)mol=Imol(b+1.5c)mol=3mol其实这两个等式就是的答案，的答案就是代入数值计算即可。不完全等效平衡，这类等效平衡问题的特征是在同T、P不同V的条件下，同一化学反响经过不同的反响过程最后建设的平衡中各成分的含量一样。解决这类问题的方法就是构建相似的起始条件，各量间对应成比例。下面看例题二：【例题二】：恒温恒压下，在一个可变容积的容器中发生中下反响：A(g)÷B(g)=C(g)(1)假设开场时放入ImoIA和ImoIB,到达平衡后，生成amolC,这时A的物质的量为molO(2)假设开场时放入3molA和3molB,到达平衡后，生成C的物质的量为moL(3)假设开场时放入xmolA>2molB和ImolC,到达平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3amol,那么X=,y=,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2molT：可能大于，等或小于2mol作出判断的理由是。(4)假设在(3)的平衡混合物中再参加3molC,待到达平衡后，C的物质的量分数是。分析：通过阅读题目，可以知道建设平衡后两次平衡之间湎足同T、P不同V,所以可以断定是不完全等效平衡，故可以通过构建相似的起始条件各量间对应成比例来完成。解答过程如下：A(g)+B(g)=C(g)(1)起始条件I：ImolImolO平衡I：(1-a)mol(1-a)molamol(2)起始条件11:3mol3molO平衡11：3(1-a)mol3(1-a)mol3amol(各量间对应成比例)(3)起始条件HI：Xmol2mol1mol平衡III：3(1-a)mol3(1-a)mol3amol可见，起始条件11与起始条件In建设的是完全等效平衡，因此可通过构建一样的起始条件求得X的值。A(g)+B(g)=C(g)起始条件II：3mol3mol0起始条件IH：Xmol2mol1mol转化：ImOIImoIlmol构建条件：(1+x)mol(1+2)molO即(1+x)mol=3molx=2平衡时，B的物质的量丁(选填一个编号)甲：大于2mol乙：等于2mol丙：小于2molT：可能大于，等或小于2mol作出判断的理由是a取值的不确定决定的.(4)假设在(3)的平衡混合物中再参加3molC,待再次到达平衡后，与(1)、(2)、(3)建设的平衡是等效的，所以与(1)中的含量一样为a/(2-a)0特殊等效平衡，这类等效平衡问题的特征是对于反响前后气体体积不变的反响在同T的条件下，同一化学反响经过不同的反响过程最后建设的平衡中各成分的含量一样。解决这类问题的方法就是构建相似的起始条件，各量间对应成比例。下面看例题三：【例题三】：在一个固定体积的密闭容器内，保持一定的温度发生以下反响：H2+Br22HBro参加ImOIH2和2molBr2时，到达平衡状态生成amolHBr。在一样条件下，且保持平衡时的各物质的百分含量一样，那么填写以下空白：编号起始状态Imol)平衡时HBr物质的量(mol)H2Br2HBrI20a240 10.5a mn(nN2m)分析：通过阅读题目，可以知道建设平衡后两次平衡之间满足反响前后气体体积不变的并且在一样T下进展，所以可以断定是特殊等效平衡，故可以通过构建相似的起始条件各量间对应成比例来完成。解答过程如下：H2+Br22HBr平衡时HBr的量起始条件：1mol2mol0amol起始条件：2mol4mol02amol起始条件：xmolymolItnol转化：ImOlImolImol构建条件：(x+l)mol(y+l)molO0.5amol因各量间对应成比例0.5(x+l)=10.5(y+l)=2那么X=Iy=3起始条件：mmolnmolpmol转化：pmolPmolpmol构建条件：(m+p)mol(n+p)molO因各量间对应成比例(m+p)：(n+p)=1：2那么p=n-2m代入得构建条件：(n-m)mol2(n-m)molO那么平衡时HBr的量为a(n-tn)mol综上所述，解决等效平衡问题的关键是先根据题意(一般会指出含量或体积分数一样)判断是否为等效平衡问题,然后结合以上三类等效平衡的特征归类,这时离解答出来已经不远了。化学平衡小结一等效平衡问题一、概念在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，同一可逆反响体系，不管是从正反响开场，还是从逆反响开场，在到达化学平衡状态时，任何一样组分的百分含量(体积分数、物质的量分数等)均一样，这样的化学平衡互称等效平衡(包括“全等等效和相似等效)。概念的理解：(1)只要是等效平衡，平衡时同一物质的百分含量(体积分数、物质的量分数等)一定一样(2)外界条件一样：通常可以是恒温、恒容，恒温、恒压。(3)平衡状态只与始态有关，而与途径无关，(如：无论反响从正反响方向开场，还是从逆反响方向开场投料是一次还是分成几次反响容器经过扩大一缩小或缩小一扩大的过程，)比较时都运用“一边倒倒回到起始的状态进展比较。二、等效平衡的分类在等效平衡中比较常见并且重要的类型主要有以下二种：I类：全等等效一不管是恒温恒容还是恒温恒压。只要“一边倒”倒后各反响物起始用量是一致的就是全等等效“全等等效”平衡除了满足等效平衡特征转化率一样，平衡时百分含量(体积分数、物质的量分数)一定相等外还有如下特征“一边倒”后同物质的起始物质的量相等，平衡物质的量也一定相等。拓展与延伸：在解题时如果要求起始“物质的量相等或“平衡物质的量相等"字眼的肯定是等效平衡这此我们只要想方法让起始用量相等就行例1.将6molX和3molY的混合气体置于密闭容器中，发生如下反响：2X(g)+Y(g)2Z(g),反响到达平衡状态A时，测得X、Y、Z气体的物质的量分别为1.2mol、0.6mol和4.8mol.假设X、Y、Z的起始物质的量分别可用a、b、C表示，请答复以下问题：(1)假设保持恒温恒容，且起始时a=3.2mol,且到达平衡后各气体的体积分数与平衡状态A一样，那么起始时b、c的取值分别为，。(2)假设保持恒温恒压，并要使反响开场时向逆反响方向进展，且到达平衡后各气体的物质的量与平衡A一样，那么起始时c的取值范围是。答案：(1)b=1.6molc=2.8mol(2)4.8mol<c<6mol分析：(1)通过题意我们可以看出问题该反响是反响前后气体系数不等的反响，题中给出保持恒温恒容，且到达平衡后各气体的体积分数与平衡状态A一样可以看出该平衡应与原平衡形成全等等效，故一定要使一边倒后的X的物质的量为6mol而Y的物质的量为3mol.2X(g)+Y(g)2Z(g)问题的物质的量mola=3.2b=?c=?从Z向X、Y转化的量molX(1/2)XX从上述关系可得：3.2+x=6x=2.8；b+(1/2)x=3b=1.6c=2.8(2)通过到达平衡后各气体的物质的量与平衡A一样，可以知道这是一个全等等效的问题，由于三者平衡时的关系为：2X(g)+Y(g)2Z(g)平衡物质的量mol1.2mol0.6mol4.8mol从上述平衡时各物质的量可以看出当Z的物质的量超过4.8mol时该反响一定向逆方向进展，故c>4.8mol,又由于是一个全等等效的问题，所以其最大值一定是起始是a、b等于0,只投入c,即c等于6mol值最大.H类：相似等效相似等效分两种状态分别讨论1 .恒温恒压下对于气体体系通过“一边倒”的方法转化后，只要反响物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态一样，两平衡等效。恒温恒压下的相似等效平衡的特征是：平衡时同一物质转化率一样，百分含量(体积分数、物质的量分数)一样，浓度一样2 .恒温恒容下对于反响前后气体总物质的量没有变化的反响来说，通过“一边倒”的方法转化后，只要反响物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态一样，两平衡等效。恒温恒容下的相似等效平衡的特征是：平衡时同一物质转化率一样，百分含量(体积分数、物质的量分数)一样，浓度不一样拓展与延伸：属于相似等效的问题，我们只要想方法让物质的量的比例与原平衡起始态一样起始用量相等就行例2.将6molX和3molY的混合气体置于容积可变的密闭容器中，在恒温恒压发生如下反响：2X(g)+Y(g)2Z(g),反响到达平衡状态A时,测得X、Y、Z气体的物质的量分别为1.2mol0.6mol和4.8mol。假设X、Y、Z的起始物质的量分别可用a、b、C表示，假设起始时a=3.2mol,且到达平衡后各气体的体积分数与平衡状态A一样，那么起始时b、c的取值分别为，。答案：b=1.6molC为任意值分析：通过题意到达平衡后各气体的体积分数与平衡状态A一样，且反响是在恒温恒压下，可以看出二者属于相似等效，故起始加量只要满足物质的量的比例与原平衡起始态一样即可，从上述反响我们可以看出生成物只有一种，故C为任何值时都能满足比例故C可不看，只要a:b能满足2：1即可，Sfcb=1.6mol【总结】通过上述分析等效平衡的问题解题的关键是：读题时注意勾画出这些条件，分清类别，用相应的方法(使起始物质量相等或起始物质的量比相等)求解。我们常采用“一边倒”(又称等价转换)的方法，分析和解决等效平衡问题例3：在一定温度下，把2molSO2和ImOl02通入一定容积的密闭容器中，发生如下反响，当此反响进展到一定程度时反响混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中维持温度不变，令a、b、C分别代表初始时参加的的物质的量(mol),如果a、b、C取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证到达平衡状态时，反响混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡完全一样。请填空：(1)假设a=0»b=0,那么C=o(2)假设a=0.5,那么b=,C=°(3)a、b、C的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)解析：通过化学方程式：可以看出，这是一个化学反响前后气体分子数不等的可逆反响，在定温、定容下建设的同一化学平衡状态。起始时，无论若何改变的物质的量，使化学反响从正反响开场，还是从逆反响开场，或者从正、逆反响同时开场，但它们所建设起来的化学平衡状态的效果是完全一样的，即它们之间存在等效平衡关系。我们常采用“等价转换”的方法，分析和解决等效平衡问题。(1)假设a=0,b=0,这说明反响是从逆反响开场，通过化学方程式可以看出，反响从2molS03开场，通过反响的化学计量数之比换算成和的物质的量(即等价转换)，恰好跟反响从2molS02和ImOl02的混合物开场是等效的，故C=2。(2)由于a=S5<2,这表示反响从正、逆反响同时开场，通过化学方程式可以看出，要使0.5molS02反响需要同时参加0.25mol02才能进展，通过反响的化学计量数之比换算成S03的物质的量(即等价转换)与0.5molS03是等效的，这时假设再参加15molSO3就与起始时参加2molS03是等效的,通过等价转换可知也与起始时参加2molS02和ImOl02是等效的。故b=0.25,c=1.5°(3)题中要求2molS02和Imol02要与amolSO2、bmol02和CmolS03建设等效平衡。由化学方程式可知,cmolS03等价转换后与CmolSo2和等效,即是说，和与amolSO2、bmol02和CmOISO3等效，那么也就是与2molS02和ImOlo2等效。故有。例4：在一个固定容积的密闭容器中，保持一定的温度进展以下反响：参加ImolH2和2molBr2时，到达平衡后生成amolHBr（见下表项），在一样条件下，且保持平衡时各组分的体积分数不变，对以下编号的状态，填写下表中的空白。解析：在定温、定容下，建设起化学平衡状态，从化学方程式可以看出，这是一个化学反响前后气体分子数相等的可逆反响。根据“等价转换”法，通过反响的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量之比与原平衡一样，那么到达平衡后与原平衡等效。因为标准项中n（起始）：n（起始）：n（HBr平衡）=1：2：a,将n（H2起始）=2mol,n（Br2起始）=4mol,代入上式得n（HBr平衡）=2a<>参照标准项可知，n（HBr平衡）=0.5amol,需要nIH2起始）=0.5mol,n（Br2起始）=Imobn（HBr起始）=OmoL而现在的起始状态，己有ImolHBr,通过等价转换以后，就相当于起始时有0.5molH2和0.5molBr2的混合物，为使n（H2起始）：n（Br2起始）=I：2,那么需要再参加0.5molBr2就可以到达了。故起始时H2和Br2的物质的量应为OmOl和0.5moL设起始时HBr的物质的量为XmoL转换成H2和Br2后，那么H2和Br2的总量分别为（）mol和（）mol,根据，解得。设平衡时HBr的物质的量为ymol,那么有，解得。例5：如以下列图，在一定温度下，把2体积N2和6体积H2通入一个带有活塞的容积可变的容器中，活塞的一端与大气相通，容器中发生以下反响：（正反响放热），假设反响到达平衡后，测得混合气体的体积为7体积。据此答复以下问题：（1）保持上述反响温度不变，设a、b、C分别代表初始参加的N2、H2和NH3的体积，如果反响到达平衡后混合气体中各气体的体积分数仍与上述平衡一样，那么：假设a=l,c=2,那么b=。在此情况下，反响起始时将向（填“正或“逆”）反响方向进展。假设需规定起始时反响向逆反响方向进展，那么c的取值范围是o（2）在上述装置中,假设需控制平衡后混合气体为6.5体积,那么可采取的措施是,原因是o解析：（1）化学反响：在定温、定压下进展，要使平衡状态与原平衡状态等效，只要起始时就可以到达。起始时各物质的体积分别为I体积N2、b体积H2和2体积。根据“等价转换法，将2体积通过反响的化学计量数之比换算成和的体积，那么相当于起始时有（1+1）体积和（b+3）体积,它们的比值为，解得b=3。因反响前混合气体为8体积，反响后混合气体为7体积，体积差为1体积，由差量法可解出平衡时为1体积；而在起始时，的体积为c=2体积，比平衡状态时大，为到达同一平衡状态，的体积必须减小，所以平衡逆向移动。假设需让反响逆向进展，由上述所求出的平衡时的体积为1可知，的体积必须大于1,最大值那么为2体积和6体积完全反响时产生的的体积，即为4体积，那么。（2）由6.5<7可知，上述平衡应向体积缩小的方向移动，亦即向放热方向移动，所以采取降温措施。例6：（一）恒温、恒压下，在一个容积可变的容器中发生如下反响：（1）假设开场时放入ImOlA和ImoIB,到达平衡后，生成amolC,这时A的物质的量为molo（2）假设开场时放入3molA和3molB,到达平衡后，生成C的物质的量为moL（3）假设开场时放入XmolA、2molB和ImolC,到达平衡后，A和C的物质的量分别为ymol和3amol,那么x=,y=。平衡时，B的物质的量（填编号（甲）大于2mol（乙）等于2mol（丙）小于2mol（T）可能大于、等于或小于2mol（4）假设在（3）的平衡混合物中再参加3molC,待再次到达平衡后，C的物质的量分数是O（二）假设维持温度不变，在一个与（一）反响前起始体积一样，且容积固定的容器中发生上述反响。（5）开场时放入ImOlA和ImolB到达平衡后生成bmolCo将b与（I）小题中的a进展比较（填编号）。（甲）a>b亿）a<b（丙）a=b（T）不能比较a和b的大小作出此判断的理由是O解析：（一）（1）由反响知，反响达平衡后，假设有amolC生成，那么必有amolA物质消耗，此时剩余A的物质的量为（-a）molo（2）在恒温、恒压下，假设投放3molA和3molB,那么所占有的体积为（1）中的3倍。由于A、B的投放比例与（1）一样，故平衡时与（1）等效，而C的物质的量为3amol。（3）由于到达平衡时C的物质的量为3amol,故此平衡状态与（2）完全一样。假设把C的物质的量完全转化为A和B,A、B的物质的量应与（2）完全相等。起始（mol）：X21将C转化为A、B（mol）：x+l2+1O平衡时（mol）：y33a3a据题意有：，解得；，解得y=3-3a°通过上述可知，平衡时B的物质的量为（3-3a）mol,由于该反响起始时投放的物质为A、B、C均有，即从中间状态开场到达平衡，故平衡可能向左、向右或不移动，也即3a可能大于、小于或等于11不移动时，），故（3）中B的物质的量应为1丁）。（4）在（3）的平衡中，再参加3molC,所到达的平衡状态与11）、（2）、（3）皆为等效状态，通过（1）可求出C的物质的量分数为，也就是在（3）的平衡状态时C的物质的量分数。（二）15）因此时容器的容积不变，而（1）中容器的容积缩小，（5）小题中容器相当于在（1）的根基上减压，那么平衡逆向移动，故反响到达平衡后a>b,即应填（甲）。