化学:等效平衡解题技巧
在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,在达到化学平衡状态时,各组分的百分含量(体积分数、物质的量分数、质量分数)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡。若不仅各组分的物质的量分数对应相等,而且其物质的量也对应相等,则两平衡互为等同平衡。等同平衡可视为等效平衡的一种特殊情况。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
I类:恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说(即△V≠0的体系):等价转化后,对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同。
II类:恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应来说(即△V=0的体系):等价转化后,只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。
III类:恒温恒压下对于气体体系等效转化后,要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。
解等效平衡的题,有一种基本的解题方法——极限转换法。
(I类)同T、V,△V≠0,建立等效平衡的条件是:反应物投料量相当。
1. 在1L密闭容器中加入2molA和1molB,在一定温度下发生下列反应:2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g),达到平衡时容器内D的百分含量为a%。若保持容器体积和温度不变,分别通入下列几组物质达到平衡时容器内D的百分含量也为a%的是
A.3molC和1molD B.2molA、1molB和3molC
C.4molC和1molD D.1.9molA、0.95molB、0.15molC和0.05molD
2. 在t℃时,向2L密闭容器中放入1molA和1molB,发生反应:A(g)+B(g) C(g)+2D(g),平衡时C的含量为m%,保持其他条件不变,若按下列配比放入容器中达到平衡时,C的含量仍为m% 的是 A.2molA和1molB B.2molD和A、B、C各1mol
C.1molC和2molD D.1molC和1molD
3. 在一个固定体积的密闭容器中,加入2mol A和1mol B,发生反应:2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g) 达平衡时,C(C)=W mol/L。若维持容器内体积和温度不变,按下列四种配比作起始物质,达平衡后,C浓度仍为W mol/L的是
A.1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5 D B.2mol A+1mol B+3mol C+1mol D
C.3mol C+1mol D+1mol B D.3mol C+1mol D
4. 在1L密闭容器中通入2mol NH3,在一定温度下发生下列反应:2NH3 N2 + 3H2,达到平衡时容器内N2的百分含量为a%,若维持容器的体积和温度不变,分别通入下列几组物质,达平衡时,容器内N2的百分含量也为a%的是 A.3mol H2和1mol N2 B.2mol NH3和1mol N2
C.2mol N2和3mol H2 D.0.1mol NH3,0.95mol N2和2.85mol H2
5. 将2.0 mol SO2气体和2.0 mol SO3气体混合于固定体积的密闭容器中,在一定条件下发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),达到平衡时SO3为n mol。在相同温度下,分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质,平衡时SO3等于n mol的是
A.1.6 mol SO2+0.3 mol O2+0.4 mol SO3 B.4.0 mol SO2+1.0 mol O2
C.2.0 mol SO2+1.0 mol O2+2.0 mol SO3 D.3.0 mol SO2+1.0 mol O2+1.0 mol SO3
(II)同T、V,△V=0, 建立等效平衡的条件是:相同反应物的投料比相等
1. 在一个容积固定的密闭容器中充入1molHI,建立如下平衡:H2(g)+I2 (g) 2HI(g),测得HI的转化率为a%。其他条件不变,在上述平衡体系中再充入1mol HI,待平衡建立时HI的转化率为b%,则a与b的关系为 A.a>b B.a<b C.a=b D.无法确定
2. 在一个1L的密闭容器中,加入2molA和1molB ,发生下述反应:2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(g)
达到平衡时,C的浓度为1.2mol/L , C的体积分数为a% 。维持容器的体积和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍是1.2mol/L的是
A.3mol C+1mol D B.1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D
C.1mol A+0.5mol B+1.5mol C D.4mol A+2mol B
3. 在相同体积的容器A和B内分别加入2mol SO2和2mol O2。若A为恒容,B为恒压。当二者到达平衡状态时A内SO2的转化率为P%, B容器内SO2的转化率为Q%
A.P>Q B.P<Q C.P=Q D.无法比较
4. 在一固定容积的密闭容器中,充入2.0 mol A和1.0 mol B发生如下反应:2A(g)+B(g) xC(g)达到平衡后,C的体积分数为 (C)。若维持容器体积和温度不变,改为充入0.6 mol A、0.3 mol B和1.4 mol C为起始物质,反应达平衡后,C的体积分数也为 (C),则x可能为
A.1 B.2 C.3 D.4
5. 在一恒温恒容密闭容器中,A、B气体可建立如下平衡: 2A(g)+2B(g) C(g)+3D(g)现分别从两条途径建立平衡:I. A、B的起始量均为2mol;II. C、D的起始量分别为2mol和6mol。下列叙述不正确的是:A.I、II两途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成相同
B.I、II两途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成不同
C.达到平衡时,途径I的 和途径II体系内混合气体平均相对分子质量相同
D.达到平衡时,途径I的气体密度为途径II密度的1/2
(III)同T、P,对于任意可逆反应,建立等效平衡的条件是:相同反应物的投料比相等。
1. 在一个1L的密闭容器中,加入2molA和1molB ,发生下述反应:2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)
达到平衡时,C的浓度为1.2mol/L , C的体积分数为a% 。维持容器的压强和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍是1.2mol/L(或C的体积分数仍是a%)的是
A.3mol C+1mol D B.1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D
C.1mol A+0.5mol B+1.5mol C D.4mol A+2mol B
2. 在恒温、恒压的条件下,向可变容积的密闭容器中充入3L A和2L B,发生如下反应:3A(g)+2B(g) xC(g)+yD(g),达到平衡时,C的体积分数为m%。若维持温度压强不变,将0.6L A 、0.4L B、4L C、0.8L D作为起始物质充入密闭容器中,达到平衡时C的体积分数仍为m%,则X、Y的值分别为 A.x=3 y=1 B.x=4 y=1 C.x=5 y =1 D.x=10 y=2
3. 在一定条件下,将2.0 mol SO2和1.0 mol O2通入下列容器中:活塞与大气相通,维持容器内温度不变,平衡时SO2的质量分数为w。则该容器内充入下列物质,相同条件下达到平衡时,SO2的质量分数也为w的是
A.4.0 mol SO2和2.0 mol O2 B.2.0 mol SO2、1.0 mol O2和3.0 mol SO3 C.3.5 mol SO3
D.2.2 mol SO2和1.8 mol O2 E.4.5 mol SO2、4.5 mol O2和1.2 mol SO3
4. 恒温恒压条件下,可逆反应2SO2+O2 2SO3在密闭容器中进行,起始时充入1mol SO3,达到平衡时,SO2 的百分含量为ω%,若再充入1mol SO3 ,再次达到新的平衡时,的百分含量为 A.大于ω% B.小于ω% C.等于ω% D.无法确定
5. 某温度下,在容积可变的容器中,反应2A(g)+B(g) 2C(g),达到平衡时,A、B、C的物质的量分别是4mol、2mol、4mol。保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量作如下调整,可使平衡右移动的是 A.均减半 B.均加倍 C.均增加1mol D.均减少1molw.w.w.k.s.5.u.c.o.m
化学等效平衡解题技巧答案1. 答案】 AD
【解析】 此题属等效平衡中的第一种情况,T、V一定且m+n≠p+q,用“极限转换法”作出判断,将各选项中的物质的量换算成从正反应开始时A和B的物质的量。
2A(g) + B(g) 3C(g) + D(g
A.
起始/mol
0
0
3
1
转换后/mol
2
1
0
0
B.
起始/mol
2
1
3
0
转换后/mol
2
1
3
0
C.
起始/mol
0
0
4
1
转换后/mol
2
1
1
0
D.
起始/mol
1.9
0.95
0.15
0.05
转换后/mol
2
1
0
0
2. C 3. AD w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
4. A、D。【解析】这是一个“等效平衡”题。首先判断等效平衡的类型为等温等容下的等效平衡,平衡等效的条件是“反应物的投料相当”。投料相当如何体现在具体的物质当中呢?我们可以采用“一边倒”的极限法。凡能与起始时反应物2molNH3相同的,都可以得到N2的百分含量也为a%,即为等效平衡。根据方程式2NH3 N2 + 3H2分析:
A. 将3molH2和1molN2完全转化为NH3,生成NH32mol与起始时反应物2mol NH3相同;
B. 2molNH3和1molN2,比起始时2molNH3多了1molN2;
C. 将3molH2和2molN2转化为NH3时生成NH32mol,同时余1mol N2,比起始时2molNH3多了1molN2;
D. 将0.95molN2和2.85molH2完全转化为NH3时生成NH3 1.9mol,再加上加入的0.1mol NH3,共为2mol NH3,与起始时2mol NH3相同。 故本题正确答案为A、D。
5. 答案:B 依据恒温恒容下建立等效平衡的条件:投料量相等,将备选项中O2完全转化后,得如下数据:A.1.0 mol SO2+1.0 mol SO3 B.2.0 mol SO2+2.0 mol SO3
C.4.0 mol SO3 D.1.0 mol SO2+3.0 mol SO3
与题干比较,可知只有B符合题意。 答案:B
(II)同T、V,△V=0, 建立等效平衡的条件是:反应物投料比相当。
1. C2. D
3. 通过分析2SO2+O2→2SO3知道,反应后A容器内的压强降低,B容器内压强不变。我们可以假设A先恒压,那么此时A与B就是完全一样的等效平衡,然后对A进行降压,平衡向左移动,SO2的转化率降低,从而得出P<Q的结论。B
4. 解析:恒温恒容条件下,建立等效平衡的条件有两种情况:①当反应物的计量数之和不等于生成物的计量数之和时,必须投料量相等(若投料物质不一样,则应依化学方程式转化后再作比较);②当反应物的计量数之和等于生成物的计算数之和时,投料比相等亦可(若投料物质不一样,则应依化学方程式转化后再作比较)。依据前一种观点,可知B项可选;依据后一种观点,可知C项可选。
答案:BC 5. B
(III)同T、P,对于任意可逆反应,建立等效平衡的条件是:相同反应物的投料比相等。
1. ABD2. CD
3. 题设条件为恒温恒压,凡通入SO2和O2物质的量比与题干相同者都符合题意,不论SO3通入多少,都符合题意。
答案:ABC
4. ( C )
5. ( C
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
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