高中化學等效平衡的知識點詳解

　　在化學的學習中，學生會學習到很多的關(guān)于平衡的知識點，下面是學習啦小編給大家?guī)淼挠嘘P(guān)于等效平衡的知識點的介紹，希望能夠幫助到大家。

　　高中化學等效平衡的知識點

　　相同條件下，同一可逆反應體系中，不管從正反應開始，還是從逆反應開始，達到平衡時，任何物質(zhì)的百分含量(濃度、質(zhì)量分數(shù)、體積分數(shù)等)都保持不變的化學平衡互稱等效平衡。

　　判斷方法：使用極限轉(zhuǎn)化的方法將各種情況變換成同一反應物或生成物，然后觀察有關(guān)物質(zhì)的數(shù)量是否相當。

　　在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)，對同一可逆反應，起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，達平衡時的狀態(tài)規(guī)律如下：

　　2HI的反應前后氣體體積不變且方程式的一邊只有一種物質(zhì)的反應，只要方程式的另一邊的幾種反應物質(zhì)的物質(zhì)的量與方程式的系數(shù)成正比，無論加入多少量的生成物(在方程式的這一側(cè)只有這種物質(zhì));或只加入這種單一反應物質(zhì)(如HI)，而另幾種反應物的量為0，都能使反應達到平衡時，各組分的體積百分含量恒定。

　?、菰诤銣亍⒍ㄈ輻l件下，對于類似H2+I2 pC+qD。如果兩次反應投入原料物質(zhì)不同，而反應達到平衡時，指定物質(zhì)的濃度相同，則經(jīng)過配比轉(zhuǎn)化后的原料不僅完全成比例，而且物質(zhì)的量完全相同。

　　【典型例題

　　例1. 在一定溫度下，把2摩SO2和1摩O2通入一個一定容積的密閉的容器里，發(fā)生如下反應：2SO2+O2解析：本題屬于：反應前后氣體分子總數(shù)發(fā)生變化的可逆反應在等溫、等容條件下的等效平衡，此時只改變起始加入量，只要通過可逆反應化學計量數(shù)之比換算成方程式同一半邊的物質(zhì)的量與原平衡相同，則兩平衡等效。根據(jù)反應式：

　　2SO2+O2例2. 在一個固定容積的密閉容器中，保持一定的溫度進行以下反應：

　　已知加入1molH2和2molBr2時，達到平衡后生成a mol HBr。在相同條件下，若保持達到平衡時各組分的體積分數(shù)不變，根據(jù)下列編號的狀態(tài)，填寫表中空白。

　　解析：本題屬于：反應前后氣體分子總數(shù)沒有發(fā)生變化的可逆反應在等溫、等容條件下的等效平衡，此時，只要通過可逆反應化學計量數(shù)之比換算成方程式同一半邊的反應物(或生成物)的物質(zhì)的量的比值與原平衡狀態(tài)相同，則兩平衡等效。此時，達到平衡時各物質(zhì)的百分含量保持不變，但濃度成比例變化。

　　例3. 將3molA和1molB放入恒溫恒壓的密閉容器中，發(fā)生如下反應：

　　3A(g)+B(g) 例4. 537℃、1.01×105Pa時，往體積可變的密閉容器中充入2molSO2和1molO2，此時容器的體積為200L。向容器中加入催化劑(固體)并保持恒溫、恒壓，發(fā)生反應：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)是一個反應前后氣體體積減少的放熱反應，增大壓強，平衡正向移動，降低溫度，平衡逆向移動。但工業(yè)生產(chǎn)中常采用常壓而不是高壓，主要是由于壓強對平衡的轉(zhuǎn)化影響不大，同時，增大壓強對設(shè)備和動力的要求都很高，因此一般不采用高壓，而是常壓;同時升高溫度平衡逆向移動，不利于SO2的轉(zhuǎn)化，但催化劑在537℃左右時活性最大，反應速率快，因此，一般工業(yè)生產(chǎn)中采用高溫條件。

　　(2)溫度一定，體積可以改變，說明反應過程中壓強保持不變，則本題是等溫等壓條件下的等效平衡問題，因此，只充入2molSO3時，換算成方程式左邊與原平衡起始一致，說明是等效平衡，SO2的體積分數(shù)仍為0.91。此時：

　　2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)

　　反應起始物質(zhì)的物質(zhì)的量(mol)　　a　　　b　　　　　0

　　反應過程中轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量(mol)　2y y 2y

　　平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量(mol)　a-2y 　b-y 2y

　　則有：a∶b=2∶1;2y/(a+b-y)=0.91;(V前/V后=n前/n后)a+b-y=3;

　　解上述三個方程組，可得：y=1.365mol，a=2.91mol;b=1.455mol。

　　答案：(1)由于壓強對平衡的轉(zhuǎn)化影響不大，同時，增大壓強對設(shè)備和動力的要求都很高，因此一般不采用高壓，而是常壓。

　　(2)SO2的體積分數(shù)為0.91，達平衡時的體積為137.3L。

　　(3)a=2.91mol

　　【模擬試題

　　1. 在一固定體積的密閉容器中加入2 mol A和1 mol B發(fā)生反應2A(g)+B(g) N2O4，此時平衡混合氣中NO2的體積分數(shù)為x%，若再充入1mol N2O4，在溫度不變的情況下，達到新的平衡時，測得NO2的體積分數(shù)為y%，則x和y的大小關(guān)系正確的是(　　)

　　A. x>y B. x

　　3. 某溫度下，在容積固定的密閉容器中發(fā)生可逆反應A(g)十2B(g)=2Q(g)平衡時，各物質(zhì)的濃度比為c(A)：c(B)：c(Q)=1：1：2，保持溫度不變，以1：1：2的體積比再充入A、B、Q，則下列敘述正確的是(　　　)

　　A. 剛充入時反應速率v(正)減小，v(逆)增大

　　B. 達到新的平衡時，反應混合物中A、B的體積分數(shù)增加

　　C. 達到新的平衡時c(A)：c(B)：c(Q)仍為1：1：2

　　D. 達到新的平衡的過程中，體系壓強先增大，后逐漸減小

　　4. 在密閉容器中，aA(氣) bB(氣)達平衡后，保持溫度不變，將容器體積增加1倍，當達到新平衡時，B的濃度是原來的60%，下列說法正確的是：( )

　　A. 平衡向正反應方向移動了; B. 物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率減少了;

　　C. 物質(zhì)B的質(zhì)量分數(shù)增加了; D. a>b;

　　5. 某溫度下，反應：H2(g)+I2(g) x C(g)，達到平衡后，C的體積分數(shù)為W%。若維持容器中的容積和溫度不變，按起始物質(zhì)的量：A為0.6 mol，B為0.3 mol，C為1.4 mol充入容器，達到平衡后，C的體積分數(shù)仍為W%，則x的值為(　　　)

　　A. 只能為2 B. 只能為3

　　C. 可能是2，也可能是3 D. 無法確定

　　7. 將1molCO和1molH2O(g)充入某固定容積的反應器中，在某條件下達到平衡：

　　CO+H2O(g) CO2+H2，此時有2/3的CO轉(zhuǎn)化為CO2。

　?、旁撈胶饣旌衔镏蠧O2的體積分數(shù)為

　?、迫粼谙嗤瑮l件下，向容器中充入1molCO2、1molH2和1molH2O，則反應向 (填“正反應方向”、“逆反應方向”或“不”)進行。達到平衡時，混合物中CO2的體積分數(shù)可能是下列各值中的 (填編號)

　　A. 22.2% B. 27.55% C. 33.3% D. 36.8%

　?、墙Y(jié)合⑵中的計算結(jié)果分析，若平衡向正方向移動時，則下列說法中正確的是( )

　　①生成物的產(chǎn)量一定增加;②生成物的體積分數(shù)一定增加;③反應物的轉(zhuǎn)化率一定增大;④反應物的濃度一定降低;⑤正反應速率一定大于逆反應速率;⑥一定使用了催化劑

　　8. 某溫度下，向某密閉容器中加入1 mol N2和3 mol H2，使之反應合成NH3，平衡后測得NH3的體積分數(shù)為m。若溫度不變，只改變起始加入量，使之反應平衡后NH3的體積分數(shù)仍為m。假設(shè)N2、H2、 NH3的加入量(單位：mol)用x、y、z表示，應滿足：

　　(1)恒定溫度、體積：

　?、偃魓=0，y=0，則z =_________;

　　②若x=0.75，y=_________，則z =_________;

　?、踴、y、z應滿足的一般條件是_______________________________。

　　(2)恒定溫度、壓強：

　?、偃魓=0，y=0，則z=_________;

　?、谌魓=0.75，y=_________，則z =_________;

　　③x、y、z應滿足的一般條件是______________________。

　　9. 有兩只密閉容器A和B，A容器有一個移動的活塞，能使容器內(nèi)保持恒壓，B容器保持恒容，起始時向這兩只容器中分別充入等量的體積比為1：2的SO2和O2的混合氣體，并使A和B的容積相等。在保持400℃的條件下，使之發(fā)生反應：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，填寫下列空格：

　?、龠_到平衡時所需的時間A比B ，A中SO2的轉(zhuǎn)化率比B 。

　?、谶_到(1)所述的平衡后，若向兩容器中通入數(shù)量不多的等量氬氣，則A容器中化學平衡 移動，B容器中化學平衡 移動。

　?、圻_到(1)所述的平衡后，若向兩容器中通入等量的原反應氣體，再達到平衡時，A容器中SO3的體積分數(shù) (填增大、減小或不變)，B容器中SO3的體積分數(shù) 。

　　【試題答案】

　　1. D　　2. A　　3. D　　4. AC　　5. BC　　6. C

　　7. ⑴33.3%;　　　?、颇娣磻较?，D;　　　　⑶①

　　8. ⑴：①z=2;　　?、趛=2.25，z=0.5;③x+z/2=1;y+3z/2=3;

　?、疲孩賨>0的任意值;②y=2.25，z≥0;③x/y=1/3，z≥0。

　　9. ①少 大

　?、谀嫦?不

　　③不變 增大

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