化學平衡中的思想方法之三——等效平衡的思想

 　　把不等效平衡轉化為等效平衡的思維方法或另外假設途徑使復雜問題簡單化!

　　例1.在甲、乙、丙、丁四個體積相等的密閉容器中發生以下反應2A(g)+B(g) 3C(g)+2D(g),若最初加入A和B的量分別為:

　　甲. A 2 mol B 1 mol 乙. A 1 mol B 1 mol 丙.A 2 mol B 2 mol 丁.A 1 mol B 2 mol

　　在相同溫度下建立平衡時,A或B 的轉化率大小關系為( )。

　　A . A的轉化率為 甲<丙<乙<丁 B. A的轉化率為 甲<乙<丙<丁 C. A的轉化率為 甲>丙>乙>丁 D. 丁>乙>丙>甲

　　解：(上述反應達到平衡后,如再加入A,平衡右移, A本身的轉化率降低, B的轉化率升高)甲與乙比較：甲相當于在乙達到平衡后再加入1 molA,所以甲比乙 A的轉化率降低, B的轉化率升。同理：丁比乙 B的轉化率降低, A的轉化率升高;丙比甲 B的轉化率降低, A的轉化率升高。丙比乙：假設丙的體積是乙的體積的2倍,達到平衡后與乙的平衡等效，A和B的轉化率相等,再將丙的體積壓縮成與乙的體積相等,平衡要左移，A和B的轉化率都要降低!丙比乙：A的轉化率降低，B的轉化率升高。

　　總之有：A的轉化率 甲<丙<乙<丁，B的轉化率甲>乙>丙>丁

　　答案選 A

　　例2.在甲、乙、丙三個體積相等,溫度相同的密閉容器中發生以下反應：

　　CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g), 甲、乙、丙中各物質的量為：甲. CO2 a mol; H2 a mol ; 乙. CO2 a mol; H2 2a mol 丙 . CO2 a mol; H2 a mol; H2O a mol

　　達平衡時, CO的物質的量由大到小的順序為( ) 。

　　A. 甲>乙>丙 B.甲>丙>乙 C. 乙>丙>甲 D.乙>甲>丙

　　解：乙與甲比，乙相當于甲中達平衡后再加a mol 的H2 顯然平衡右移,所以乙中 CO 的物質的量大于甲中 CO 的物質的量。

　　丙與甲比，丙相當于甲中達平衡后再加a mol 的H2O , 顯然平衡左移,所以丙中 CO 的物質的量小于甲中 CO 的物質的量。

　　答案選 D

　　例3.一定溫度下,將a mol 的 PCl5 通入一個容積不變的密閉容器中,發生反應： PCl5 (g) PCl3(g)+ Cl2(g)

　　反應達到平衡時,測得混合氣體的壓強為P1,此時再通入a mol 的 PCl5 ,同樣溫度下再達到平衡時, 測得混合氣體的壓強為P2,下列判斷正確的時( )。

　　A.2 P1> P2 B.PCl5的分解率增大 C.2 P1 < P2 D.Cl2的體積分數增大

　　解：將第二種情況的體積假設為原來的兩倍,充入2a mol 的 PCl5,平衡后，與第一種情況等效，壓強相等;現將容器體積壓縮為第一種情況的體積,再假設平衡不移動,壓強應為原來的兩倍,實際上平衡左移，氣體物質的量減少，壓強減小，壓強小于原來的兩倍，PCl5 的分解率減小，Cl2 的體積分數減小。

　　答案選 C

　　例4.在t℃,體積固定的一容器中分別投入2 mol SO2和2 mol SO3;發生反應2 SO2 (g) +O2(g) 2SO3(g),反應進行到一定程度時,反應達平衡時 SO3 為W mol ,相同溫度下,按下列配比在相同體積的容器中反應,平衡后 SO3 的物質的量大于W mol的是( )。

　　A . 2 mol SO2 , 1 mol O2 B . 4 mol SO2 , 1 mol O2 C . 2 mol SO2 ,1 mol O2 2 mol SO3 D. 3 mol SO2 ,1 mol SO3

　　解：題干中的2 mol SO2 和2 mol SO3 等效于加入4 mol SO2 和1 mol O2, 平衡時 SO3 為W mol。

　　A中相當于先加4 mol SO2 和1 mol O2平衡后,再將 SO2 移走2 mol,平衡左移,所以 SO3 的物質的量小于W mol。

　　B中平衡時 SO3 為 W mol C 中相當于加入4 mol SO2 和2 mol O2 即理解為先加入4 mol SO2 和1 mol O2 ,平衡時 SO3 為W mol,然后再加入1 molO2,平衡要右移, 所以 SO3 的物質的量大于W mol，D 中相當于先加4 mol SO2和1 mol O2 平衡后，再將 O2 移走0.5 mol。平衡左移,所以 SO3 的物質的量小于W mol。

　　答案選 C

　　例5.在一定溫度,容積可變的密閉容器中,加入X 、Y、Z, 發生反應2X(g)+Y(g) 2Z(g),達平衡時, X 、Y、Z的物質的量分別為6 mol、3 mol、6 mol,若保持溫度壓強不變,對平衡混合物調整如下請填平衡如何移動( )。

　　(1)均減少一半 (2) 均增加 2 mol (3) 均增加2倍 (4)均減少2 mol

　　解:因為是恒溫恒壓條件,所以如果再按6:3:6即2:1:2充入X 、Y、Z平衡不移動,

　　(1) 均減少一半,平衡不移動。

　　(2) 均增加2 mol,理解為先加入X 、Y、Z的物質的量分別為2 mol、1 mol、2 mol,平衡不移動,再加入1 mol Y,顯然平衡右移。

　　(3) 均增加2倍, 平衡不移動。

　　(4) 均減少2 mol, 理解為先減少X 、Y、Z的物質的量分別為2 mol、1 mol、2 mol,平衡不移動,再減少1 mol Y,顯然平衡左移。

　　答案為：平衡不移動 平衡右移 平衡不移動 平衡左移

　　習題:

　　1.在t℃,體積固定的一容器中分別發生反應：

　　A(g)+3B(g) 2C(g)達平衡后，測得A 、B 、C的物質的量之比為1:1:2,若溫度不變,以1:1:2的比例再充入A 、B 、C,下列說法正確的是( )。

　　A. 平衡不移動 B. 平衡左移 C. 再次達平衡時各物質的濃度都比原平衡的大 D. C的質量分數減小

　　2.在t℃,體積固定的一容器中分別發生反應2A(g)+B(g) 3C(g)

　　反應開始投入2 mol A和2 mol B,平衡后A的體積分數為a%相同溫度下,按下列配比在相同體積的容器中反應,平衡后A的體積分數大于a%的是( )。

　　A. 2 mol C B. 2 mol A 、1 mol B、2 mol He(不參加反應) C. 1 mol B、1 mol C D. 2 mol A、3 mol B、3 mol C

　　3.某反應2A(g) B(g),溫度不改變,一定條件下達平衡.改變下列條件.請判斷氣體A的平衡濃度C(A)與氣體B的平衡濃度C(B)的比值的變化情況,在小題后括號內填“增大”或“減小”或“不變”.

　　(1) 使容器體積增大為原來的2倍 ( )

　　(2) 保持容器體積不變,增加A氣體 ( )

　　4.反應N2O4 (g) 2NO2 (g),溫度不改變,一定條件下達平衡，改變下列條件，請判斷氣體 NO2 的體積分數如何變化,在小題后括號內填“增大”或“減小”或“不變”

　　(1)恒溫、恒容,再通入N2O4氣體 ( )

　　(2) 恒溫、恒容,再通入NO2氣體 ( )

　　(3)恒溫、恒壓,再通入N2O4氣體 ( )

　　(4) 恒溫、恒壓,再通入NO2氣體 ( )

　　5 恒溫、恒容的條件下,反應x A (g) y B(g)達平衡后,縮小容器體積為原來的一半, 重新達平衡后A的濃度為原平衡濃度的2.2倍,則以下說法正確的是( )。

　　A. x>y B. 平衡右移

　　C. A的體積分數增大 D. A的體積分數減小

　　參考答案 1 . C 2 . A B 3 . 增大 減小 4. 減小 減小 增大 增大 5 . D