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1、第四讲等效平衡与转化率一、等效平衡原理在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对于同一可逆反应，起始时投料方式不同，不 管从正反应开始，还是从逆反应开始，只要达到平衡状态时，各组分在混合物中的百分含 量相同，这样的化学平衡就互称为等效平衡。如：恒温恒压下，对可逆反应：2SO2+O22SO3 2mollmolOmol OmolOmol2mol 0.5mol0.25mol 1.5mol从正反应开始，从逆反应开始，从正逆反应同时开始，由于、三种情况如果按方程式 的计量关系换算成同边的物质，对应各组分的百分含量均相等，因此三者互为等效平衡。二、等效平衡规律根据反应条件(恒温恒容或恒温恒压)以及可逆反应的特
2、点(反应前后气体分子数是否相等)，可将 等效平衡问题分成三类： 恒温恒容时，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应，用“一边倒”的方法将各种 投料方式换算为同一边的物质，若各物质的物质的量相等，则两平衡等效。此种情况下，两等效平衡状态中，各组分的百分含量，物质的量，物质的量浓度。【例1】恒温恒容时，判断哪些是等效平衡？()N2+3H2 l2NH3(A)2mol6mol0mol(B)0mol0mol4mol(C)0.5mol1.5mol1mol(D)1mol3mol2mol【例2】将2molSO2(g)和2molSO3 (g)混合于某固定体积的容器中，在一定条件下达平衡，平衡时SO3(g) 为w
3、mol，同温下，分别按下列配比在相同体积的容器中反应，达平衡时SO3 (g)的物质的量仍为w mol 的是()A. 2molSO2(g)+1mol O2(g)C. 2mol SO2(g)+ lmol O2(g)+ 2mol SO3(g)B. 4mol SO2(g)+ lmol O2(g)D. 3mol SO2(g)+1.5mol O2(g)+ lmol SO3(g)【例3】在一个固定容积的密闭容器中加入2 mol A和1 mol B,发生反应2A(g)+B(g) w 3C(g)+D(g)，达 到平衡时，C的浓度为w mol/L。若维持容器的容积和温度不变，按下列情况配比为开始浓度，达到平衡 后
4、C的浓度仍为w mol/L的是()A. 4molA+2molBB. 2molA+1molB+3molC+1molDC. 3molC+1molD+1molBD. 3molC+1molDE. 1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD【例4】在一定温度下，把2 mol SO2和1 molO2通入固定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO2+O2 w 2SO3，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分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量，如果a、b、c取不同的数值, 它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时反
5、应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时 的完全相同。请填写下列空白：(1) 若 a=0， b=0， 贝0 c =。(2) 若 a=0.5，贝U b=， c=。(3) a、b、c取值必须满足的一般条件是，。 恒温恒容时，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，用“一边倒”的方法将各种 投料方式换算为同一边的物质，若各物质的物质的量成比例,则两平衡等效。此种情况下，两等效平衡状态中，各组分的百分含量，物质的量，物质的量浓度。【例1】在一个固定体积的密闭容器中，保持一定温度，进行以下反应:H2(g)+Br2(g) 2HBr(g),已知加 入1 mol H2和2 mol Br2时，达到平衡后生成a
6、mol HBr (见表)。在相同条件下，且保持平衡时各组分的 百分含量不变，对下列编号的状态，填写：编号起始状态(m ol)平衡时HBr物 质的量(mol)h2Br2HBr已知21220a1240200.50.5a3mn (nm)【例2】在恒温恒容条件下，有下列气体反应2A(g) + 2B(g) C(g) + 3D(g)，现分别从两条途径建 立平衡：A、B的起始浓度均为2 mol/L， (II) C、D的起始浓度分别为2 mol/L和6 mol/L，下列 叙述正确的是()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
7、不同C. 达到平衡时I途径的v(A)等于II途径的v(A)D. 达到平衡后，I途径混合气体密度为II途径混合气体密度的二分之一【例3】将装有1 mol HI的容器密封并加热，部分HI分解成H2和I2(g)并达到化学平衡，此时I2(g)的体 积分数为x%,若在该容器中加入2 mol HI后密封，加热到相同温度使之达到平衡，设此时I2的体积分数 为y%,则x与y的关系为( )A.B.7C. 2d.沱 F 恒温恒压时，对于所有的可逆反应，用“一边倒”的方法将各种投料方式换算为同一 边的物质，若各物质的物质的量成比例,则两平衡等效。此种情况下，两等效平衡状态中，各组分的百分含量，物质的量，物质的量浓度
8、。【例1】I .恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：A (气)+B(气)C (气)(1)若开始时放入1 mol A和1 mol B，到达平衡后，生成a mol C，这时A的物质的量为 mol； 若开始时放入3 mol A和3 mol B，到达平衡后，生成C的物质的量为 mol ； 若开始时放入x mol A、2 mol B和1 mol C，到达平衡后，A和C的物质的量分别是y mol和3a mol， 则x=mol， y=mol。平衡时，B的物质的量(甲)大于2 mol(乙)等于2 mol(丙)小于2 mol(丁)可能大于、等于或小于2 mol作出此判断的理由是(4)若在(3)的平
9、衡混合物中再加入3 molC，待再次到达平衡后，C的物质的量分数是II.若维持温度不变，在一个与(I )反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应 开始时放入1 mol A和1 mol B到达平衡后生成b mol C。将b与小题中的a进行比较(甲)avb(乙)ab (丙)a=b (丁)不能比较a和b的大小作出此判断的理由是【例2】将3 mol A和1 mol B混合于一体积可变的密闭容器中，以此时的温度、压强和体积作为起始条 件，发生了如下反应：3A(g)+B(g) 2 C(g)+D(g)达到平衡时C的浓度为w molL1。回答下列问题：(1)保持温度和压强不变，按下列四种配比充入容器
10、中，平衡后C的浓度仍为w molL1的是()A. 6 mol A+2 mol BB. 3 mol A+1 mol B 十 2 mol C，C. 2 mol C+1 mol B+1 mol DD. 1 mol C+2mol D保持原起始温度和体积不变，要使平衡后C的浓度仍为w molL-1,应按下列哪种配比向容器中充入 有关物质()A. 3 mol A+1 mol BB. 4 mol C 十 2 mol DC. 1.5 mol A+0.5mol B+1 mol C +0.5 mol DD.以上均不能满足条件 保持原起始温度和体积不变，若仍按3 mol A和1 mol B配比在容器中发生反应，则平
11、衡时C的浓度 和w molL-1的关系是()A.wB.V wC. = wD.不能确定(4)将2 mol C和2 mol D按起始温度和压强充入容器中，保持温度和体积不变，平衡时C的浓度为V moLL-1, V与w的关系是()A. VwB. VVwC. V=wD.无法比较维持原起始温度和体积不变，按下列哪种配比充入容器可使平衡时C的浓度为V molL1 ()A. 1 mol C+0.5 mo1 DB. 3 mol A+2 mol BC. 3 mol A+1 mol B+1 mol DD.以上均不能满足条件小结等效条件结果恒温恒容 (n(g)#O)投料换算成一边物质表示时，各物 质的物质的量相同两
12、次平衡时各组分百分量、c、n均相 同(绝对等效)恒温恒容(n(g)=O)投料换算成一边物质表示时，各物 质的物质的量成比例两次平衡时各组分百分量相同，c、n 成比例变化恒温恒压投料换算成一边物质表示时，各物 质的物质的量成比例两次平衡时各组分百分含量、c相同， n成比例变化综合训练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 molL-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 molL-1的是()A. 4molA+2molBB. 2molA + 1molB
13、 + 3molC + 1molDC. 3molC+ 1molD+ 1molBD. 3molC+ 1molD2在一个体积固定的密闭容器中加入2 mol A和2mol B，发生反应：2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)，达到平衡时C的浓度为a molL-1o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 molL-1的是()A. 4molA+4molBB. 2molA+2molB + 3molC + 1molDC. 3molC+ 1molD+ 1molBD. 3molC+ 1molD3.体积相同的甲、乙两个容器中，分别充有等物质的量的SO2和O2,在相同温
14、度下发生反应：2SO2+ O22SO3并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p%,则乙容器中SO2的转化率为()A.等于p%B.大于p%C.小于p%D.无法判断4. 在一定温度下，向密闭容器中充入1.0molN2和3.0molH2，反应达到平衡时测得NH3的物质的量为0.6mol。若在该容器中开始时充入2.0 molN2和6.0molH2，贝I平衡时NH3的物质的量为若为定容容器，n(NH3)=1.2mol ； 若为定容容器，n(NH3)1.2mol；若为定压容器，n(NH3)=1.2mol ； 若为定压容器，n(NH3)v1.2mol, 下
15、列选项正确的是()A.B.C.D.5. 在450C、5.05x107Pa时，如果把1体积N2和3体积也的混合物通入一个装有催化剂的密闭容器中，反应达到平衡时得到含NH352% (体积分数)的混合气体。在同温同压下向密闭容器中通入2体积N2和 6体积H2，达到平衡时NH3的体积分数为()A.大于52% B.等于52%C.小于52% D.不能确定6. 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1molA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1molC，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()A. mnB. mnC. m=nD.无法比较7. 在一密闭的容器中充入2m
