关于等效平衡的若干问题及其解决途径

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1、关于等效平衡的若干问题及其解决途径关于等效平衡的若干问题及其解决途径　“等效平衡”是指在相同条件下的同一可逆反应里，建立的两个或多个化学平衡中，各同种物质的含量相同，这些化学平衡均属等效平衡（包括“等同平衡”）,其核心是“各同种物质的含量相同”。“等效平衡”常见的有恒温恒压和恒温恒容两种情形，其口诀可概括为：等压比相等；等容量相等，但若系（气体系数）不变，可为比相等【三种情况前提：等T】。[例题1]在一恒温恒压密闭容器中，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

2、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。下列叙述正确的是：-----------------------------（AC）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解析：化学平衡的建立与反应途径无关，Ⅱ可等同于A、B的起始量均为4mol的情形（将Ⅱ进行极值转换2mol

3、C和6molD完全反应转化为4molA，4molB）。加入2molA，2molB体积为ＶＬ，恒温恒压时，再加入2molA，2molB体积则变为2ＶＬ，可见，A、B的起始量均为4mol时就相当于是两个A、B的起始量均为2mol在同等条件下的叠加，平衡时，各同种物的浓度相同，转化率相同，平均摩尔质量和密度也相同。结论：对于气体，在相同温度下，各物质的量等比例增大（或缩小），又压强不变，则体积等比例增大（或缩小），各物质的量浓度不变，两平衡等效。[例题2]如维持温度不变，在一容积不变的容器中加入2molSO2，1

4、molO2，发生下列反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，若平衡时，SO3的物质的量浓度为amol/L。如果改变开始时的投料情况，并用a表示SO2的物质的量；b表示O2的物质的量；c表示SO3的物质的量，但是仍然要求平衡时SO3的物质的量浓度为amol/L，则填写下列空格：⑴若a=0，b=0，则c=_______；⑵若a=0.5，则b=_______，c=_______；⑶写出a、b、c应满足的关系式（请用两方程式表示，其中一个只含ａ和ｃ，另一个只含ｂ和ｃ）：__________，________

5、____。解析：（1）化学平衡的建立与反应途径无关，显然c=2（运用极值转换，2molSO2和1molO2完全反应转化为2molSO3）。（2）2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　始　2　1　0　始′　0.5　b　c　变1.51—b　c　则有1.5：（1—b）：c=2：1：2∴ｂ＝0.25，ｃ＝1.5将三步计算模式（始、变、平）改变为“变形三步”模式（始、始′、变），用于“等效平衡”可简化计算。（3）同理2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)始　　2　　1　　

6、0始′　ａ　ｂ　　ｃ变　2－ａ1－ｂ　ｃ则有（2－ａ）：（1－ｂ）：ｃ＝2：1：2　　∴ａ＋ｃ＝2，2ｂ＋ｃ＝2[思考]若将上述问题中的容积固定容器改成压强不变容器，同样回答上述问题（第3小问括号内文字去掉），则情形又如何？（参考答案：①c＞0；②b=0.25，c≥0；③a：b=2：1，c≥0或a=b=0，c＞0）[例题3]在一个固定容积的密闭容器内，保持一定温度，进行以下反应：H2(g)+Br2(g)2HBr(g)+Q，已知加入1molH2和2molBr2时，达到平衡后生成amol

7、HBr(见下表“已知”项)。在相同的条件下，且保持平衡时各组分的体积分数不变，对下列编号⑴—⑶的状态，填写表中的空白：编号起始状态时物质的量/mol平衡时HBr的物质的量/molH2Br2HBr已知120a⑴0.5100.5a⑵00.510.5a⑶nm（m≥2n）2（m-2n）（m-n）a（粗体部分为原题空白部分）解析：（1）对于等容，物质的量等比例缩小（或增大），压强变化，如果气体系数反应前后相等，平衡不移动，则仍为等效平衡。（2）先极值转换，再用比例计算。H2(g)+Br2(g)2HBr(g)始xy1变

8、0.50.51（极值转换）始′　x+0.5y+0.50则有x+0.5=0.5，y+0.5=1（和①为等同平衡，等同平衡必为量相等）∴x=0，y=0.5（3）设起始状态时HBr的物质的量为x，平衡时HBr的物质的量为y，H2(g)+Br2(g)2HBr(g)始nmx变0.5x0.5xx（极值转换）始′　n+0.5xm+0.5x0变′　0.5y0.5yy平n+0.5x—0.5ym+0.5x—0.5yy则有（n+0.5