高中化學等效平衡的知識點詳解
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于平衡的知識點，下面是學習啦小編給大家帶來的有關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，任何物質的百分含量(濃度、質量分數、體積分數等)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，然后觀察有關物質的數量是否相當。
在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)，對同一可逆反應，起始時加入物質的物質的量不同，達平衡時的狀態規律如下：
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的反應，只要方程式的另一邊的幾種反應物質的物質的量與方程式的系數成正比，無論加入多少量的生成物(在方程式的這一側只有這種物質);或只加入這種單一反應物質(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。
⑤在恒溫、定容條件下，對于類似H2+I2 pC+qD。如果兩次反應投入原料物質不同，而反應達到平衡時，指定物質的濃度相同，則經過配比轉化后的原料不僅完全成比例，而且物質的量完全相同。
【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，發生如下反應：2SO2+O2解析：本題屬于：反應前后氣體分子總數發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之比換算成方程式同一半邊的物質的量與原平衡相同，則兩平衡等效。根據反應式：
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不變，根據下列編號的狀態，填寫表中空白。
解析：本題屬于：反應前后氣體分子總數沒有發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之比換算成方程式同一半邊的反應物(或生成物)的物質的量的比值與原平衡狀態相同，則兩平衡等效。此時，達到平衡時各物質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。但工業生產中常采用常壓而不是高壓，主要是由于壓強對平衡的轉化影響不大，同時，增大壓強對設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，一般工業生產中采用高溫條件。
(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的體積分數仍為0.91。此時：
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
反應起始物質的物質的量(mol) a b 0
反應過程中轉化的物質的量(mol) 2y y 2y
平衡時各物質的物質的量(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化影響不大，同時，增大壓強對設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發生反應2A(g)+B(g) N2O4，此時平衡混合氣中NO2的體積分數為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的體積分數為y%，則x和y的大小關系正確的是( )
A. x>y B. x
3. 某溫度下，在容積固定的密閉容器中發生可逆反應A(g)十2B(g)=2Q(g)平衡時，各物質的濃度比為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A的轉化率減少了;
C. 物質B的質量分數增加了; D. a>b;
5. 某溫度下，反應：H2(g)+I2(g) x C(g)，達到平衡后，C的體積分數為W%。若維持容器中的容積和溫度不變，按起始物質的量：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轉化為CO2。
⑴該平衡混合物中CO2的體積分數為
⑵若在相同條件下，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的體積分數可能是下列各值中的 (填編號)
A. 22.2% B. 27.55% C. 33.3% D. 36.8%
⑶結合⑵中的計算結果分析，若平衡向正方向移動時，則下列說法中正確的是( )
①生成物的產量一定增加;②生成物的體積分數一定增加;③反應物的轉化率一定增大;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的體積分數仍為m。假設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：
①若x=0，y=0，則z =_________;
②若x=0.75，y=_________，則z =_________;
③x、y、z應滿足的一般條件是_______________________________。
(2)恒定溫度、壓強：
①若x=0，y=0，則z=_________;
②若x=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，使之發生反應：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，填寫下列空格：
①達到平衡時所需的時間A比B ，A中SO2的轉化率比B 。
②達到(1)所述的平衡后，若向兩容器中通入數量不多的等量氬氣，則A容器中化學平衡 移動，B容器中化學平衡 移動。
③達到(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 (填增大、減小或不變)，B容器中SO3的體積分數 。
【試題答案】
1. D 2. A 3. D 4. AC 5. BC 6. C
7. ⑴33.3%; ⑵逆反應方向，D; ⑶①
8. ⑴：①z=2; ②y=2.25，z=0.5;③x+z/2=1;y+3z/2=3;
⑵：①z>0的任意值;②y=2.25，z≥0;③x/y=1/3，z≥0。
9. ①少 大
②逆向 不
③不變 增大
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