高中化學(xué)等效平衡的知識(shí)點(diǎn)詳解

高中化學(xué)等效平衡的知識(shí)點(diǎn)詳解

　　在化學(xué)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生會(huì)學(xué)習(xí)到很多的關(guān)于平衡的知識(shí)點(diǎn)，下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)?lái)的有關(guān)于等效平衡的知識(shí)點(diǎn)的介紹，希望能夠幫助到大家。

　　高中化學(xué)等效平衡的知識(shí)點(diǎn)

　　相同條件下，同一可逆反應(yīng)體系中，不管從正反應(yīng)開(kāi)始，還是從逆反應(yīng)開(kāi)始，達(dá)到平衡時(shí)，任何物質(zhì)的百分含量(濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)等)都保持不變的化學(xué)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(yīng)物或生成物，然后觀察有關(guān)物質(zhì)的數(shù)量是否相當(dāng)。

　　在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)，對(duì)同一可逆反應(yīng)，起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，達(dá)平衡時(shí)的狀態(tài)規(guī)律如下：

　　2HI的反應(yīng)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(yīng)，只要方程式的另一邊的幾種反應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量與方程式的系數(shù)成正比，無(wú)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(yīng)物質(zhì)(如HI)，而另幾種反應(yīng)物的量為0，都能使反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各組分的體積百分含量恒定。

　?、菰诤銣亍⒍ㄈ輻l件下，對(duì)于類似H2+I2 pC+qD。如果兩次反應(yīng)投入原料物質(zhì)不同，而反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，指定物質(zhì)的濃度相同，則經(jīng)過(guò)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(gè)一定容積的密閉的容器里，發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2+O2解析：本題屬于：反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)發(fā)生變化的可逆反應(yīng)在等溫、等容條件下的等效平衡，此時(shí)只改變起始加入量，只要通過(guò)可逆反應(yīng)化學(xué)計(jì)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(yīng)式：

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

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

　　解析：本題屬于：反應(yīng)前后氣體分子總數(shù)沒(méi)有發(fā)生變化的可逆反應(yīng)在等溫、等容條件下的等效平衡，此時(shí)，只要通過(guò)可逆反應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成方程式同一半邊的反應(yīng)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(shí)，達(dá)到平衡時(shí)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(yīng)：

　　3A(g)+B(g) 例4. 537℃、1.01×105Pa時(shí)，往體積可變的密閉容器中充入2molSO2和1molO2，此時(shí)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(yīng)：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積減少的放熱反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，降低溫度，平衡逆向移動(dòng)。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(qiáng)對(duì)平衡的轉(zhuǎn)化影響不大，同時(shí)，增大壓強(qiáng)對(duì)設(shè)備和動(dòng)力的要求都很高，因此一般不采用高壓，而是常壓;同時(shí)升高溫度平衡逆向移動(dòng)，不利于SO2的轉(zhuǎn)化，但催化劑在537℃左右時(shí)活性最大，反應(yīng)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(shuō)明反應(yīng)過(guò)程中壓強(qiáng)保持不變，則本題是等溫等壓條件下的等效平衡問(wèn)題，因此，只充入2molSO3時(shí)，換算成方程式左邊與原平衡起始一致，說(shuō)明是等效平衡，SO2的體積分?jǐn)?shù)仍為0.91。此時(shí)：

　　2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)

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

　　反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量(mol)　2y y 2y

　　平衡時(shí)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(gè)方程組，可得：y=1.365mol，a=2.91mol;b=1.455mol。

　　答案：(1)由于壓強(qiáng)對(duì)平衡的轉(zhuǎn)化影響不大，同時(shí)，增大壓強(qiáng)對(duì)設(shè)備和動(dòng)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?jǐn)?shù)為0.91，達(dá)平衡時(shí)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(yīng)2A(g)+B(g) N2O4，此時(shí)平衡混合氣中NO2的體積分?jǐn)?shù)為x%，若再充入1mol N2O4，在溫度不變的情況下，達(dá)到新的平衡時(shí)，測(cè)得NO2的體積分?jǐn)?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(yīng)A(g)十2B(g)=2Q(g)平衡時(shí)，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(shí)反應(yīng)速率v(正)減小，v(逆)增大

　　B. 達(dá)到新的平衡時(shí)，反應(yīng)混合物中A、B的體積分?jǐn)?shù)增加

　　C. 達(dá)到新的平衡時(shí)c(A)：c(B)：c(Q)仍為1：1：2

　　D. 達(dá)到新的平衡的過(guò)程中，體系壓強(qiáng)先增大，后逐漸減小

　　4. 在密閉容器中，aA(氣) bB(氣)達(dá)平衡后，保持溫度不變，將容器體積增加1倍，當(dāng)達(dá)到新平衡時(shí)，B的濃度是原來(lái)的60%，下列說(shuō)法正確的是：( )

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

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

　　5. 某溫度下，反應(yīng)：H2(g)+I2(g) x C(g)，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?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(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?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(wú)法確定

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

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

　?、旁撈胶饣旌衔镏蠧O2的體積分?jǐn)?shù)為

　?、迫粼谙嗤瑮l件下，向容器中充入1molCO2、1molH2和1molH2O，則反應(yīng)向 (填“正反應(yīng)方向”、“逆反應(yīng)方向”或“不”)進(jìn)行。達(dá)到平衡時(shí)，混合物中CO2的體積分?jǐn)?shù)可能是下列各值中的 (填編號(hào))

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

　?、墙Y(jié)合⑵中的計(jì)算結(jié)果分析，若平衡向正方向移動(dòng)時(shí)，則下列說(shuō)法中正確的是( )

　?、偕晌锏漠a(chǎn)量一定增加;②生成物的體積分?jǐn)?shù)一定增加;③反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大;④反應(yīng)物的濃度一定降低;⑤正反應(yīng)速率一定大于逆反應(yīng)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(yīng)合成NH3，平衡后測(cè)得NH3的體積分?jǐn)?shù)為m。若溫度不變，只改變起始加入量，使之反應(yīng)平衡后NH3的體積分?jǐn)?shù)仍為m。假設(shè)N2、H2、 NH3的加入量(單位：mol)用x、y、z表示，應(yīng)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(yīng)滿足的一般條件是_______________________________。

　　(2)恒定溫度、壓強(qiáng)：

　?、偃魓=0，y=0，則z=_________;

　?、谌魓=0.75，y=_________，則z =_________;

　?、踴、y、z應(yīng)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(gè)移動(dòng)的活塞，能使容器內(nèi)保持恒壓，B容器保持恒容，起始時(shí)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(yīng)：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，填寫下列空格：

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

　?、谶_(dá)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(xué)平衡 移動(dòng)，B容器中化學(xué)平衡 移動(dòng)。

　　③達(dá)到(1)所述的平衡后，若向兩容器中通入等量的原反應(yīng)氣體，再達(dá)到平衡時(shí)，A容器中SO3的體積分?jǐn)?shù) (填增大、減小或不變)，B容器中SO3的體積分?jǐn)?shù) 。

　　【試題答案】

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

　　7. ⑴33.3%;　　　?、颇娣磻?yīng)方向，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

　　②逆向 不

　?、鄄蛔?增大

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