高三化学总复习
化学平衡的应用(一)
专题——等效平衡
●概念：在同一条件下，对同一可逆反应，无论从正反应开始，还是从逆反应开始，还是从正、逆反应同时开始，只要起始时加入物质的物质的量相当，达到平衡时同种物质的含量均相同，这样的平衡称为等效平衡
等效平衡
定温、定容
定温、定压
反应前后气体系数不同
反应前后气体系数相同
靠边，等比
靠边，等值
(1)T、V 不变时，对于一般的可逆反应，只改变起始时加入物质的物质的量，只要通过可逆反应的化学计量数之比换算成方程式同一半边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。
例题1：
在一个固定体积的密封容器中，保持一定温度进行如下反应：
2A(g) ＋B(g) 3C(g) ＋D(g)
已知加入3molA和2molB时，达到平衡后生成x molC（见下表“已知项”）。在相同条件下，且保持平衡时各组分的体积分数不变，对下列编号①~⑤的状态，填写表中的空白：
固定体积
1 3 1
0.5 4.5 1.5
7/3 5/3 1/3
2 1.5 1.5
0≤a≤3， 0.5≤b≤2，
0≤c≤4.5，0≤d≤1.5
(2)T、V 不变时，对于反应前后气体总体积不变的可逆反应，只改变起始时加入物质的物质的量，只要反应物(或生成物) 的物质的量之比与原平衡相同，则两平衡等效。
在一个固定体积的密闭容器中，保持一定温度，进行以下反应：
H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)
已知加入1molH2和2molBr2时，达到平衡后生成amolHBr（见下表“已知项）。在相同条件下，且保持平衡时各组分的摩尔分数不变，对下列编号（1）~（3）的状态，填写表中的空白：
2a
0
0.5
2(n-2m)
(n-m)a
固定体积
反应前后气体分子数不变
(3)T、P 不变时，对于一般的可逆反应，只改变起始时加入物质的物质的量，只要通过可逆反应的化学计量数之比换算成方程式同一半边的物质的物质的量的比例与原平衡相同，则两平衡等效。
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(g)+3H2(g) 2NH3(g)
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，填写表中的空白：
容积可变
反应后气体分子数减少
1.5a
0
0.5
2(n-4m)
(n-3m)a
相关练习：
在一个体积可变的密封容器中，保持一定温度和压强，进行如下反应：
2A(g) ＋B(g) 3C(g) ＋D(g)
已知加入2molA和1molB时，达到平衡后生成x molC（见下表“已知项”）。在相同条件下，且保持平衡时各组分的体积分数不变，对下列编号①~⑤的状态，填写表中的空白：
体积可变
3 1
2x y
1 0.5
2.4 1.2 0 0
0 0 3.6 1.2
1.2 0.6 1.8 0.6
(a/2＋c/3)x或(b＋d)x等
a∶b＝2∶1 ; c∶d＝3∶1; (a＋2c/3) ∶(b＋c/3) ＝2∶1， (a＋2d) ∶(b＋d) ＝2∶1; (c+3a/2) ∶(d+a/2) = 3∶1; (c+3b):(d+b) = 3∶1
当c、d取值为零时，a、b不能为零；
当a、b取值为零时，c、d不能为零。
练习2： 在一个1L的密封容器中，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。
(1)维持容器的温度不变，若缩小容器的体积，则平衡 移
动(填“向正反应方向、向逆反应方向或不”)
(2)维持容器的体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，
达到平衡时，C的浓度仍为1.2mol/L的是 。(错选倒扣分)
A.4molA＋2molB B. 3molC＋1molD
C.2molA＋1molB＋1molD
D.1molA＋0.5molB＋1.5molC＋0.2molD
(3)若维持容器的体积和温度不变，反应从逆反应开始，按不同配比作为起始物质，达到平衡时，C的浓度仍为1.2mol/L，则D的起始物质的量应满足的条件是 。
不
B C D
＞0.6mol
s
例．某温度下，某容积恒定的密闭容器中发生如下可逆反应：CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) △H>0
当反应达平衡时，测得容器中各物质均为n mol，欲使H2的平衡浓度增大一倍，在其它条件不变时，下列措施可以采用的是。
(A)升高温度
(B)加入催化剂
(C)再加入 n molCO 和 n molH2O
(D) 再加入 2n molCO2和 2n molH2
D
例：在一真空密闭容器中，充入10molN2和30molH2，发生N2+3H2 2NH3反应，在一定温度下达到平衡时，H2的转化率为25％。若在同一容器中在相同温度下充入NH3，欲达到平衡时各成分的百分含量与上述平衡相同，则起始时充入NH3的物质的量和达到平衡时NH3的转化率
A、15mol、25％ B、20mol、50％
C、20mol、75％ D、40mol、80％
C
在等温、等容条件下，有如下可逆反应：
2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(g)。现分别从两条途径建立平衡，途径Ⅰ：A、B的起始浓度均为2mol·L-1；途径Ⅱ：C、D的起始浓度分别为6 mol·L-1和2mol·L-1。下列叙述正确的是（ ）
A．Ⅰ、Ⅱ两种途径最终达到平衡时，体系内混合气体的浓度相同
B．Ⅰ、Ⅱ两种途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成相同
C．达到平衡时，Ⅰ途径的反应速率v1等于Ⅱ途径的反应速率v2
D．达到平衡时，Ⅰ途径混合气体的密度与Ⅱ途径混合气体的密度相等
B
C
例：A和B两个完全相同的容器中,A中充有各1g的SO2和O2 ，B中充有各2g的SO2和O2。在同温下，反应达平衡，设此时A中SO2的转化率为a%，B中SO2的转化率为b%,则其大小关系是 （ ）
A a> b B. a≥b C.aC
B
练习：在一真空恒容容器中盛有2 mol PCl5，加热到200℃时发生如下反应，PCl5（气） PCl3（气）＋Cl2（气），反应达到平衡有PCl5 0.4mol，此时若移走1mol PCl3和1mol Cl2，相同温度下达到平衡状态时，PCl5的物质的量为：
A 0.4mol B 0.2mol
C 大于0.2mol小于0.4mol D 小于0.2mol
D
化学平衡中的解题思想
1.极端假设
可逆反应是化学平衡的前提，达到平衡时是反应物与生成物共存的状态。每种物质的量都不为零。
一般用极限分析法推断，即假设反应不可逆，则最多生成产物多少，有无反应物剩余，余多少？这样的极点值是不可能达到的。故可确定某些范围或在范围中选择合适的量。
【例2】在一个密闭容器中发生如下反应 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g),反应过程中某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度均为0.2mol/L,当反应达到平衡时，可能出现的数据是 ( )
A .c(SO3) = 0.4mol/L
B. c(SO2) = c(SO3) = 0.15mol/L
C. c(SO2) = 0.25mol/L
D. c(SO2) + c(SO3) = 0.4mol/L
C D
2、等效转化
例：在温度一定，容器容积相同的条件下，将SO2和O2按以下两种投料方式进行反应， SO2或O2的转化率是否相等？　2SO2　＋　O2　　　　2SO3
始态1　2mol 　　1mol 　　0mol α1
始态2　4mol 　　2mol 　 　0mol　　α2
3.“一边倒”原则
3.”过渡态“方法
例：在温度一定，容器容积相同的条件下，将SO2和O2按以下两种投料方式进行反应， SO2或O2的转化率是否相等？　2SO2　＋　O2　　　　2SO3
始态1　2mol 　　1mol 　　0mol α1
始态2　4mol 　　2mol 　 　0mol　　α2