1、1等效平衡問題歸類例析2一、等效平衡的概念 在一定條件在一定條件(定溫、定壓或定溫、定定溫、定壓或定溫、定容容)下，對于同一可逆應，只要起始時下，對于同一可逆應，只要起始時加人物質的物質的量不同，而達到平衡加人物質的物質的量不同，而達到平衡時，同種物質的物質的量分數時，同種物質的物質的量分數(或體積或體積分數分數)相同，這樣的平衡稱為等效平衡。相同，這樣的平衡稱為等效平衡。3二、等效平衡問題的類型 根據反應條件根據反應條件(定溫、定壓或定溫、定容定溫、定壓或定溫、定容)以及可逆反應的特點以及可逆反應的特點(反應前后氣體分子數是反應前后氣體分子數是否相等否相等)，可將等效平衡問題分成三類：，可將

2、等效平衡問題分成三類：1定溫、定容條件下，反應前后氣體分子定溫、定容條件下，反應前后氣體分子數不相等的可逆反應數不相等的可逆反應 解題要領：此種條件下，只要改變起始加解題要領：此種條件下，只要改變起始加入物質的物質的量，若通過可逆反應的化學入物質的物質的量，若通過可逆反應的化學計量數之比換算成同一半邊的物質的物質的計量數之比換算成同一半邊的物質的物質的量與原平衡相同，則兩平衡等效量與原平衡相同，則兩平衡等效(此種情況下此種情況下又稱等同平衡，此法又稱極限法又稱等同平衡，此法又稱極限法)。4例例1 在一定溫度時，將在一定溫度時，將4 mol so2和和3mol o2置于一容積固定的密閉容器中，反

3、應置于一容積固定的密閉容器中，反應2so2(g)+o2(g) 2so3(g)達平衡后，測知達平衡后，測知so3的物質的量分數為的物質的量分數為p，則相同條件下，按，則相同條件下，按表表1配比將各組物質置于同一容器中，達平衡配比將各組物質置于同一容器中，達平衡后，后，so3的物質的量分數也為的物質的量分數也為p的是的是解析依上述解題要領，可將解析依上述解題要領，可將4個選項中個選項中so3的的量按反應式中的化學計量數之比完全換算到量按反應式中的化學計量數之比完全換算到so2、o2一邊，即有：一邊，即有：5a：n(so2)=4mol，n(o2)=2molb：n(so2)=2 mol，n(o2)=1

4、 molc：n(so2)=4mol，n(o2)=3 mold：n(so2)=4 mol，n(o2)=2.5 mol 故只有故只有c項與原平衡相同，即選項與原平衡相同，即選c。so2（mol)o2(mol) so3(mol)a212b002c222d21.526例例2 在一定溫度下，把在一定溫度下，把2 mol so2，和，和1 mol o2通人一個容積固定的密閉容器里，發生通人一個容積固定的密閉容器里，發生如下反應：如下反應：2so2(g)+o2(g) 2so3(g) 當此反應進行到一定程度時，反應混合物就當此反應進行到一定程度時，反應混合物就處于化學平衡狀態。現在該容器中，維持溫處于化學平衡

5、狀態。現在該容器中，維持溫度不變，令度不變，令a、b、c分別代表初始加入分別代表初始加入so2、o2和和so3的物質的量的物質的量(mo1)。7(1)若若a=0，b=0，則，則c=_。(2)若若a=0.5，則，則b= _，則，則c=_。(3)a、b、c必須滿足的一般條件是必須滿足的一般條件是(請用請用兩個方程式表示，其中一個只含兩個方程式表示，其中一個只含a和和c，另一個只含另一個只含b和和c)：_，_。如果如果a、b、c取不同的數值，它們必須取不同的數值，它們必須滿足一定的相互關系，才能保證達到平滿足一定的相互關系，才能保證達到平衡時，反應混合物中三種氣體的物質的衡時，反應混合物中三種氣體的

6、物質的量分數與上述平衡時的完全相同。請填量分數與上述平衡時的完全相同。請填寫下列空白：寫下列空白：8解析本題是一道經典的等效平衡的題目。解析本題是一道經典的等效平衡的題目。 (1)因題中原平衡所提供的數據恰好符合因題中原平衡所提供的數據恰好符合反應中反應中so2與與o2的化學計量數之比，故可的化學計量數之比，故可假設假設2 molso2和和1 mol m完全消耗完全消耗(即將即將二者的物質的量完全換算到二者的物質的量完全換算到sq一邊一邊)，則，則生成生成so3為為2 mol，此即，此即a=0，b=0的情況，的情況，故故(1)中中c=2 mol。9(2)so2的初始量。為的初始量。為05 mo

7、l，則可將，則可將so3初始量初始量c mol完全換算到完全換算到so2、o2一邊后，應與原平衡初始量相同，即有：一邊后，應與原平衡初始量相同，即有： 05+c=2，b+c/2=1， 得得b=025 mol，c=15 mol；(3)通過解答上述兩個具體問題，不難抽通過解答上述兩個具體問題，不難抽象出第象出第(3)問的一般規律，即有問的一般規律，即有a+c=2，b+c/2=1(或或2b+c=2)。102 2定溫、定容條件下，反應前定溫、定容條件下，反應前后氣體分子數相等的可逆反應后氣體分子數相等的可逆反應解題要領：此條件下，只要換算到同一解題要領：此條件下，只要換算到同一半邊時，反應物半邊時，反

8、應物(或生成物或生成物)的物質的量的物質的量的比例與原平衡相等，則兩平衡等效。的比例與原平衡相等，則兩平衡等效。11例例3在一個固定容積的密閉容器中，保在一個固定容積的密閉容器中，保持一定溫度進行以下反應：持一定溫度進行以下反應： h2(g) + br2(g) 2hbr(g)已知加入已知加入1 mol h2和和2molbr2，達到平衡，達到平衡時生成時生成amol hbr(見表見表2已知項已知項)。在相同。在相同條件下，且保持平衡時各組分的體積分數條件下，且保持平衡時各組分的體積分數不變，對下列編號不變，對下列編號的狀態，填寫表的狀態，填寫表中的空白：中的空白：12起始狀態物質的量起始狀態物質

9、的量(mol)(mol) 平衡時平衡時hbrhbr物質的量物質的量(mol)(mol) h h2 2 brbr2 2 hbrhbr 1 2 0 1 2 0 a a 2 4 0 2 4 0 1 1 m g(g2m) m g(g2m)0.5a0.5a13解析此題為定溫、定容條件下，反應前后解析此題為定溫、定容條件下，反應前后氣體分子數不變的可逆反應，因此只要換氣體分子數不變的可逆反應，因此只要換算到一邊后，各物質的物質的量之比等于算到一邊后，各物質的物質的量之比等于原平衡即可。原平衡即可。由于題干由于題干n(h2)：n(br2)：n(hbr)平衡平衡=1：2：a，即，即 2：4：2a，故，故n(h

10、br)平衡平衡=20起始狀態有起始狀態有1 mol hbr，則換算到，則換算到h2、br2一邊，即得一邊，即得h2和和br2分別為分別為0.5 mol和和0.5 mol，按，按1：2：n可得可得0.5：1.0：0.50，故故h2和和br2原有物質的量應分別為原有物質的量應分別為0mol和和1.0-0.5=0.5mol。14設起始設起始n(hbr)n(hbr)為為x molx mol，則，則h h2 2和和brbr2 2總量分總量分別為別為(m+x/2)mol(m+x/2)mol和和(g+x/2)mol(g+x/2)mol，則，則(m+x/2):(g+x/2)=1:2(m+x/2):(g+x/2

11、)=1:2，解得，解得x=2(g-2m)x=2(g-2m)。 再設再設n(hbr)n(hbr)平衡平衡為為y moly mol，可得，可得2:0=(g+x/2):y,2:0=(g+x/2):y,得得y=(g-m)ay=(g-m)a。3 3定溫、定壓條件下，反應前后氣體分子數定溫、定壓條件下，反應前后氣體分子數任意型的可逆反應任意型的可逆反應 解題要領：此條件下，只要按化學計量解題要領：此條件下，只要按化學計量數換算到同一半邊后，各物質的量之比與原數換算到同一半邊后，各物質的量之比與原平衡相等，則兩平衡等效。平衡相等，則兩平衡等效。15例例4 4某溫度下，在一容積可變的容器中加某溫度下，在一容積

12、可變的容器中加 入入1 mol n1 mol n2 2和和3 mol h3 mol h2 2，使反應，使反應n n2 2+3h+3h2 2 2nh2nh3 3達平衡，測得平衡混合氣中達平衡，測得平衡混合氣中nhnh3 3的物質的量分數為的物質的量分數為p p。若保持溫度、壓強。若保持溫度、壓強不變，只改變初始物質的加入量，而要求達不變，只改變初始物質的加入量，而要求達到平衡時到平衡時nhnh3 3的物質的量分數仍為的物質的量分數仍為p p不變，不變，則則n n2 2、h h2 2、nhnh3 3的加入量用的加入量用x x、y y、 z z表示時，表示時，應滿足的條件是：應滿足的條件是：若若x=

13、0 x=0，y=0y=0，則，則z=z=。若若x=0.75 molx=0.75 mol，則，則y=y=，= =。x x、y y、z z取值必須滿足的一般條件是取值必須滿足的一般條件是。16解析解析若若n n2 2、h h2 2的初始量均為的初始量均為0 0，則，則z z的取值的取值可以是大于可以是大于0 0的任意值，這樣將的任意值，這樣將nhnh3 3的量完全的量完全換算到換算到n n2 2、h h2 2一邊時，一邊時，n(nn(n2 2):n(h):n(h2 2) )必然等于必然等于原平衡原平衡n n2 2與與h h2 2的初始量之比的初始量之比(1:3)(1:3)。若若n n2 2的初始量為的初始量為0.75 mol0.75 mol，則，則h h2 2的初始的初始量與量與n n2 2，的初始量之比應符合反應中化學計，的初始量之比應符