文档介绍：备战2012高考化学冲刺押题(高考热点)系列专题09 等效平衡解题策略
在相同条件下(定温、定容或定温、定压),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,只要按化学计量数之比投入反应物或生成物,在达到化学平衡状态时,所建立起来的化学平衡状态都是相同的,这样的化学平衡互称为等效平衡。
一、等效平衡的标志
我们所说的“等效平衡”与“完全相同的平衡状态”不同;“完全相同的平衡状态”在达到平衡状态时,任何组分的物质的量分数(或体积分数)对应相等,并且反应的速率等也相同;而“等效平衡”只要求平衡混合物中各组分的物质的量分数(或体积分数)对应相同,反应的速率、压强等可以不同。
二、等效平衡的分类
在等效平衡中比较常见并且重要的类型主要有以下几种:
1. 定温、定容条件下的等效平衡:
①化学反应前后气体分子数改变的等效平衡。
②化学反应前后气体分子数不变的等效平衡。
2. 定温、定压条件下的等效平衡。
三、等效平衡的解题思路
我们常采用“等价转换”的方法,分析和解决等效平衡问题。
1. 在定温、定容条件下,对于化学反应前后气体分子数改变的可逆反应,只改变起始加入物质的物质的量,如果通过可逆反应的化学计量数之比换算成化学方程式的同一边物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。
2. 在定温、定容条件下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,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。
3. 在定温、定压条件下,改变起始时加入物质的物质的量,只要按化学计量数之比换算成化学方程式的同一边物质的物质的量之比与原平衡相同,达到平衡状态后与原平衡等效。
【题型解读】
题型1:一般可逆反应在恒温、恒容条件下建立等效平衡
例1、在一个体积固定的密闭容器中加入2 mol A和1 mol B,发生反应:
2A(g)+B(g)3C(g)+D(g),达到平衡时C的浓度为a mol·L-1。若维持容器体积和温度不变,按下列四种配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍为a mol·L-1的是( )
+2molB
+1molB+3molC+1molD
+1molD+1molB
+1molD
分析:等效平衡的含义:在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的百分含量(体积分数、物质的量分数等)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡。
对于一般可逆反应,在恒温恒容条件下,只改变起始加入的情况,只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同,则二平衡等效。
假设2 mol A和1 mol B能够完全反应,则应生成3molC+1molD,所以如果维持容器体积和温度不变,开始时向容器中加入3molC+1molD,达到平衡时,与原平衡是等效平衡,则C的浓度仍为a mol·L-1。
答案:D。
题型2:反应前后气体体积不变的可逆反应在恒温、恒容条件下建立等效平衡
例2、可逆反应A(g)+B(g)2C(g)在固定容积的容器中进行,如果向容器中充入1mol A和1mol B,在某温度下达到平衡时,C的体积分数为m%;若向容器中充入1mol C,在同样的温度下达到平衡时,C的体积分数为n%,则m和n的关系正确的是( )
>n <n =n
分析:在恒温恒容条件下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,只要按化学计量数换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量之比与原平衡相同,则二平衡也为等效平衡。
假设1mol C物质完全反应, B,投入量是第一种投料方式的一半,所以压强也是其一半。但由于该反应是一个气体体积不变的反应,即压强对该反应的平衡状态没有影响,所以前后两个平衡仍然是等效平衡。因此两个平衡中C的体积分数相等。但在第二个平衡状态中C的浓度是第一个平衡状态的一半。
答案:C。
题型3:可逆反应在恒温、恒压条件下建立等效平衡
例3、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+3H22NH3。已知加入1mol N2和4mol H2时,达到平衡后生成a mol NH3(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,填写表中空白。
已知
编号
起始状态物质的量 n/mol
平衡时NH3的物质的量
n/mol
N2
H2
NH3
1
4
0
a
①
6
0
②
1
③
m
g(g≥4m)
分析:对于一般的可逆反应,在恒温恒压条件下,只要按化学