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1、高考化学等效平衡解题技巧 河南宏力学校张朝利 一、概念一、概念 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，任何相同组分的含量 （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（包括 “相同的平衡状态”）。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 概念的理解： （1）外界条件相同：通常可以是恒温、恒容，恒温、恒压。 （2）“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” 是指在达到平衡状态时，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，但各组分的物质的量、浓度可能不同。而“等 效平
2、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。 聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 （3）平衡状态只与始态有关，而与途径无关，（如：无论反应从正反应 方向开始，还是从逆反应方向开始投料是一次还是分成几次反应容器经过 扩大缩小或缩小扩大的过程，）只要起始浓度相当，就达到相同的平衡状 态。 残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。 二、等效平衡的分类二、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三种： I I 类：恒温恒容下类：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V0 的体系）：等价转化后，对应各物质起始投料的物质的量物质的量与原平衡起始态相同
3、相同。 酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 IIII 类：恒温恒容下类：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）的物质的量的比例物质的量的比例与原平衡 起始态相同，两平衡等效。 彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。 IIIIII 类：恒温恒压下类：恒温恒压下对于气体体系等效转化后，只要反应物（或生成物）的 物质的量的比例物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。 謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。 解题的关键，读题时注意勾画出这些条件，读题时注意勾画出这些条件，分清类别，用相应的方法求解。 我们常采用“等价转换”的方法，分析和解决等效平衡问题 厦礴恳蹒骈時盡继價骚
4、。 三、例题解析三、例题解析 I I 类：类： 在恒温恒容下恒温恒容下，对于化学反应前后气体体积发生变化的可逆反应， 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。茕桢广鳓鯡选 块网羈泪。 例 1：在一定温度下，把 2 mol SO2和 1 mol O2通入一定容积的密闭容器中， 发生如下反应，当此反应进行到一定程度时反应混合物就 处于化学平衡状态。现在该容器中维持温度不变，令 a、b、c 分别代表初始时 加入的的物质的量（mol），如果 a、b、c 取不同的数值，它们 必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡
5、状态时，反应混合物中三种气体 的百分含量仍跟上述平衡完全相同。请填空： 鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。 （1）若 a=0，b=0，则 c=_。 （2）若 a=0.5，则 b=_，c=_。 （3）a、b、c 的取值必须满足的一般条件是 _，_。（请用两个方程式表示，其中一个只含 a 和 c， 另一个只含 b 和 c） 籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。 解析：通过化学方程式：可以看出，这是一个化学反应 前后气体分子数不等的可逆反应，在定温、定容下建立的同一化学平衡状态。 起始时，无论怎样改变的物质的量，使化学反应从正反应开始， 还是从逆反应开始，或者从正、逆反应同时开始，它们所建立起来的化学平衡 状态的效果是完全相
6、同的，即它们之间存在等效平衡关系。我们常采用“等价 转换”的方法，分析和解决等效平衡问题。 預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。 （1）若 a=0，b=0，这说明反应是从逆反应开始，通过化学方程式 可以看出，反应从 2 mol SO3开始，通过反应的化学计量数 之比换算成和的物质的量（即等价转换），恰好跟反应从 2 mol SO2和 1 mol O2的混合物开始是等效的，故 c=2。 渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。 （2）由于 a=0.52，这表示反应从正、逆反应同时开始，通过化学方程式 可以看出，要使 0.5 mol SO2反应需要同时加入 0.25 mol O2才能进行，通过反应的化学计量数之比换算成 SO3的
7、物质的量（即等价转换） 与 0.5 mol SO3是等效的，这时若再加入 1.5 mol SO3就与起始时加入 2 mol SO3是等效的，通过等价转换可知也与起始时加入 2 mol SO2和 1 mol O2是等效 的。故 b=0.25，c=1.5。 铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。 （3）题中要求 2 mol SO2和 1 mol O2要与 a mol SO2、b mol O2和 c mol SO3建立等效平衡。由化学方程式可知，c mol SO3等价转换 后与 c mol SO2和等效，即是说，和与 a mol SO2、b mol O2和 c mol SO3等效，那么也就是与 2 mol SO2和
8、 1 mol O2等 效。故有。擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。 IIII 类：类： 在恒温恒容下恒温恒容下，对于反应前后气体体积不变的可逆反应，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。 贓熱俣阃歲匱阊邺镓 騷。 例 2：在一个固定容积的密闭容器中，保持一定的温度进行以下反应： 已知加入 1 mol H2和 2 mol Br2时，达到平衡后生成 a mol HBr（见下表已 知项），在相同条件下，且保持平衡时各组分的体积分数不变，对下列编号 的状态，填写下表中的空白。坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。 解析解析：在定温、定容下，建立起化学平衡状态， 从化学方程式可以看出，这是一个化学反应前
9、后气体分子数相等的可逆反应。 根据“等价转换”法，通过反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的 量之比与原平衡相同，则达到平衡后与原平衡等效。 蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。 因为标准项中n（起始）：n（起始）：n（HBr 平衡）=1：2：a， 将 n（H2起始）=2 mol，n（Br2起始）=4 mol，代入上式得n（HBr 平衡） =2a。 買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。 参照标准项可知，n（HBr 平衡）=0.5a mol，需要n（H2起始）=0.5 mol，n（Br2起始）=1 mol，n（HBr 起始）=0 mol。而现在的起始状态，已有 1 mol HBr，通过等价转换以后，就相当于起始时有
10、0.5 mol H2和 0.5 mol Br2的 混合物，为使n（H2起始）：n（Br2起始）=1：2，则需要再加入 0.5 mol Br2 就可以达到了。故起始时 H2和 Br2的物质的量应为 0 mol 和 0.5 mol。 綾镝鯛駕櫬 鹕踪韦辚糴。 设起始时 HBr 的物质的量为 x mol，转换成 H2和 Br2后，则 H2和 Br2的总 量分别为（）mol 和（）mol，根据，解得 。设平衡时 HBr 的物质的量为 y mol，则有，解得 。 驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。 IIIIII 类：类： 在恒温恒压下恒温恒压下，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
11、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。猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。 例 3：如图所示，在一定温度下，把 2 体积 N2和 6 体积 H2通入一个带有活 塞的容积可变的容器中，活塞的一端与大气相通，容器中发生以下反应： （正反应放热），若反应达到平衡后，测得混合气体的体积 为 7 体积。据此回答下列问题：锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。 （1）保持上述反应温度不变，设 a、b、c 分别代表初始加入的 N2、H2和 NH3的体积，如果反应达到平衡后混合气体中各气体的体积分数仍与上述平衡相 同，那么： 構氽頑黉碩饨荠龈话骛。 若 a=1，c=2，则 b=_。在此情况下，反应起始时将向
12、_（填“正”或“逆”）反应方向进行。 輒峄陽檉簖疖網儂號泶。 若需规定起始时反应向逆反应方向进行，则 c 的取值范围是_。 （2）在上述装置中，若需控制平衡后混合气体为 6.5 体积，则可采取的措 施是_，原因是_。尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。 解析解析：（1）化学反应：在定温、定压下进行，要使平 衡状态与原平衡状态等效，只要起始时就可以达到。已知起始时各物 质的体积分别为 1 体积 N2、b 体积 H2和 2 体积。根据“等价转换”法，将 2 体积通过反应的化学计量数之比换算成和的体积，则相当于起始 时有（1+1）体积和（b+3）体积，它们的比值为，解得 b=3。识 饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。 因反应前混合气体为 8 体积，反应后混合气体为 7 体积，体积差为 1 体积， 由差量法可解出平衡时为 1 体积；而在起始时，的体积为 c=2 体积， 比平衡状态时大，为达到同一平衡状态，的体积必须减小，所以平衡逆向 移动。 凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。 若需让反应逆向进行，由上述所求出的平衡时的体积为 1 可知， 的体积必须大于 1，最大值则为 2 体积和 6 体积完全反应时产生的 的体积，即为 4 体积，则。恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。 （2）由 6.5b（乙）ab，即应填（甲）。颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。
