化学平衡中的思想方法之三——等效平衡的思想运用于解不等效平衡

把不等效平衡转化为等效平衡的思维方法或另外假设途径使复杂问题简单化!

例1.在甲、乙、丙、丁四个体积相等的密闭容器中发生以下反应2A(g)+B(g) 3C(g)+2D(g),若最初加入A和B的量分别为:

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

在相同温度下建立平衡时,A或B 的转化率大小关系为( )。

A . A的转化率为甲<丙<乙<丁 B. A的转化率为甲<乙<丙<丁 C. A的转化率为甲>丙>乙>丁 D. 丁>乙>丙>甲

解：(上述反应达到平衡后,如再加入A,平衡右移, A本身的转化率降低, B的转化率升高)甲与乙比较：甲相当于在乙达到平衡后再加入1 molA,所以甲比乙 A的转化率降低, B的转化率升。同理：丁比乙 B的转化率降低, A的转化率升高；丙比甲 B的转化率降低, A的转化率升高。丙比乙：假设丙的体积是乙的体积的2倍,达到平衡后与乙的平衡等效，A和B的转化率相等,再将丙的体积压缩成与乙的体积相等,平衡要左移，A和B的转化率都要降低！丙比乙：A的转化率降低，B的转化率升高。

总之有：A的转化率甲<丙<乙<丁，B的转化率甲>乙>丙>丁

答案选 A

例2．在甲、乙、丙三个体积相等,温度相同的密闭容器中发生以下反应：

CO₂(g)+H₂(g) CO(g)+H₂O(g), 甲、乙、丙中各物质的量为：甲. CO₂ a mol; H₂ a mol; 乙. CO₂ a mol; H₂ 2a mol 丙. CO₂ a mol; H₂ a mol; H₂O a mol

达平衡时, CO的物质的量由大到小的顺序为( ) 。

A. 甲>乙>丙 B.甲>丙>乙 C. 乙>丙>甲 D.乙>甲>丙

解：乙与甲比，乙相当于甲中达平衡后再加a mol 的H₂ 显然平衡右移,所以乙中 CO 的物质的量大于甲中 CO 的物质的量。

丙与甲比，丙相当于甲中达平衡后再加a mol 的H₂O ,显然平衡左移,所以丙中 CO 的物质的量小于甲中 CO 的物质的量。

答案选 D

例3.一定温度下,将a mol 的 PCl₅ 通入一个容积不变的密闭容器中,发生反应： PCl₅ (g) PCl₃(g)+ Cl₂(g)

反应达到平衡时,测得混合气体的压强为P₁,此时再通入a mol 的 PCl₅ ,同样温度下再达到平衡时, 测得混合气体的压强为P₂,下列判断正确的时( )。

A.2 P₁> P₂ B.PCl₅的分解率增大 C.2 P₁ < P₂ D.Cl₂的体积分数增大

解：将第二种情况的体积假设为原来的两倍,充入2a mol 的 PCl₅,平衡后，与第一种情况等效，压强相等；现将容器体积压缩为第一种情况的体积,再假设平衡不移动,压强应为原来的两倍,实际上平衡左移，气体物质的量减少，压强减小，压强小于原来的两倍，PCl₅ 的分解率减小，Cl₂ 的体积分数减小。

答案选 C

例4.在t℃,体积固定的一容器中分别投入2 mol SO₂和2 mol SO₃;发生反应2 SO₂ (g) +O₂(g) 2SO₃(g),反应进行到一定程度时,反应达平衡时 SO₃ 为W mol ,相同温度下,按下列配比在相同体积的容器中反应,平衡后 SO₃ 的物质的量大于W mol的是( )。

A. 2 mol SO_{2 ,}1 molO₂ B.4 mol SO₂, 1 molO₂ C.2 mol SO₂ ,1 mol O₂ 2 mol SO₃ D.3 mol SO₂,1 mol SO₃

解：题干中的2 mol SO₂ 和2 mol SO₃ 等效于加入4 mol SO₂ 和1 mol O_2, 平衡时 SO₃ 为W mol。

A中相当于先加4 mol SO₂ 和1 molO₂平衡后,再将 SO₂ 移走2 mol,平衡左移,所以 SO₃ 的物质的量小于W mol。

B中平衡时 SO₃ 为 W mol C 中相当于加入4 mol SO₂ 和2 mol O₂ 即理解为先加入4 mol SO₂ 和1 molO_{2 ,}平衡时 SO₃ 为W mol,然后再加入1 molO₂,平衡要右移, 所以 SO₃ 的物质的量大于W mol，D 中相当于先加4 mol SO₂ 和1 molO₂ 平衡后，再将 O₂ 移走0.5 mol。平衡左移,所以 SO₃ 的物质的量小于W mol。

答案选 C

例5.在一定温度,容积可变的密闭容器中,加入X 、Y、Z, 发生反应2X(g)＋Y(g)2Z(g),达平衡时, X 、Y、Z的物质的量分别为6 mol、3 mol、6 mol,若保持温度压强不变,对平衡混合物调整如下请填平衡如何移动( )。

(1)均减少一半 (2) 均增加 2 mol (3) 均增加2倍 (4)均减少2 mol

解:因为是恒温恒压条件,所以如果再按6:3:6即2:1:2充入X 、Y、Z平衡不移动,

(1) 均减少一半,平衡不移动。

(2) 均增加2 mol,理解为先加入X 、Y、Z的物质的量分别为2 mol、1 mol、2 mol,平衡不移动,再加入1 mol Y,显然平衡右移。

(3) 均增加2倍,平衡不移动。

(4) 均减少2 mol, 理解为先减少X 、Y、Z的物质的量分别为2 mol、1 mol、2 mol,平衡不移动,再减少1 mol Y,显然平衡左移。

答案为：平衡不移动平衡右移平衡不移动 平衡左移

习题:

1.在t℃,体积固定的一容器中分别发生反应：

A(g)+3B(g) 2C(g)达平衡后，测得A、B、C的物质的量之比为1:1:2,若温度不变,以1:1:2的比例再充入A、B、C,下列说法正确的是( )。

A. 平衡不移动 B. 平衡左移 C. 再次达平衡时各物质的浓度都比原平衡的大D. C的质量分数减小

2.在t℃,体积固定的一容器中分别发生反应2A(g)+B(g) 3C(g)

反应开始投入2 mol A和2 mol B,平衡后A的体积分数为a%相同温度下,按下列配比在相同体积的容器中反应,平衡后A的体积分数大于a%的是( )。

A. 2 mol C B. 2 mol A 、1 mol B、2 mol He(不参加反应) C. 1 mol B、1 mol C D. 2 mol A、3 mol B、3 mol C

3.某反应2A(g) B(g),温度不改变,一定条件下达平衡.改变下列条件.请判断气体A的平衡浓度C(A)与气体B的平衡浓度C(B)的比值的变化情况,在小题后括号内填“增大”或“减小”或“不变”.

(1) 使容器体积增大为原来的2倍 ( )

(2) 保持容器体积不变,增加A气体 ( )

4.反应N₂O₄ (g) 2NO₂ (g),温度不改变,一定条件下达平衡，改变下列条件，请判断气体 NO₂ 的体积分数如何变化,在小题后括号内填“增大”或“减小”或“不变”

(1)恒温、恒容,再通入N₂O₄气体 ( )

(2) 恒温、恒容,再通入NO₂气体 ( )

(3)恒温、恒压,再通入N₂O₄气体 ( )

(4) 恒温、恒压,再通入NO₂气体 ( )

5 恒温、恒容的条件下,反应x A (g) y B(g)达平衡后,缩小容器体积为原来的一半, 重新达平衡后A的浓度为原平衡浓度的2.2倍,则以下说法正确的是( )。

A. x>y B. 平衡右移

C. A的体积分数增大 D. A的体积分数减小

参考答案 1. C 2. A B 3. 增大 减小 4. 减小减小增大增大 5. D