灵鹊做题网化学平衡等效平衡
来源：学生作业帮 编辑：灵鹊做题网作业帮 分类：化学作业 时间：2024/06/06 23:31:14
化学平衡等效平衡运用相关化学方程式计量关系计算解析等效平衡
解题思路： 根据等效平衡原理分析
解题过程：
等效平衡的解题思路与典型例题 等效平衡的概念 相同条件下，同一可逆反应体系，不管从正反应开始，还是从逆反应开始，达到平衡时，任何相同物质的含量（体积分数、质量分数或物质的量分数）都相同的化学平衡互称等效平衡。可分为“全等效”平衡和“相似等效”平衡。 判断等效平衡的方法：使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的数量是否相当。 等效平衡的类型 在一定条件下（恒温恒容或恒温恒压），对同一可逆反应，起始时加入物质的物质的量不同，达平衡时的状态规律如下表： 条件 等效条件 结果 恒温恒容 （△n（g）≠0） 投料换算成相同物质表示时量相同 两次平衡时各组分百分量、n、c均相同 恒温恒容 （△n（g）=0） 投料换算成相同物质表示时等比例 两次平衡时各组分百分量相同，n、c同比例变化 恒温恒压 投料换算成相同物质表示时等比例 两次平衡时各组分百分量、c相同，n同比例变化 各种不同类型的等效平衡的解题思路 一、恒温恒容（定T、V）的等效平衡 1．在定T、V条件下，对于反应前后气体体积改变的反应：若改变起始加入情况，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡时左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同，则二平衡等效。 2．在定T、V条件下，对于反应前后气体体积不变的反应：只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡相同，则二平衡等效。 二、恒温恒压（定T、P）的等效平衡 在定T、P条件下：若改变起始加入情况，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡时左右两边同一边物质的物质的量之比。 即：对于反应前后气体体积发生变化的可逆反应而言，恒容容器中要想达到同一平衡状态，投料量必须相同；恒压容器中要想达到同一平衡状态，投料量可以不同，但投入的比例得相同。 例1．在一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生反应2A（g）＋B（g）
2C（g），达到平衡时，C的物质的量浓度为K mol/L，若维持容器体积和温度不变，按下列配比作为起始物质， A．4 molA+2 molB B．2 molA+1 molB+2 molC C．2 molC+1 molB D．2 molC E．1 molA+0.5 molB+1 molC ① 达到平衡后，C的物质的量浓度仍是K mol/L的是（DE） ② A项平衡时，c（C）与2K mol/L的关系？ 分析： W W → 2W 扩大一倍 若平衡不动，则[C]＝2K mol/L， 现右移∴>2K mol/L ③ 平衡时各选项中C的平衡浓度c（C）的大小顺序。 分析：C项，相当于D、E项达平衡基础上，再加1molB，右移，c（C）增大， A＝B>C>D＝E ④ 若令a、b、c分别代表初始加入的A、B、C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，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时完全相同，填写： I．若a＝0，b＝0，则c＝__2___。 Ⅱ．若a＝0.5，b＝0，则b=__0.25__，c＝__1.5__。 Ⅲ．a、b、c的取值必须满足的一般条件是（用两个方程式表示，一个只含a、c，另一个只含b、c）：_a＋c＝2___；___b＋c/2＝1____。 解析：a molA+b molB+c molC等价转化→a molA+b molB+（c molA+c/2 molB） 例2．可逆反应2A（g）＋3B（g）
xC（g）＋4D（g）。若按下列两种配比：①0.8molA、1.2molB、1.2molC、2.4molD；②a molA、b molB、0.6molC、1.2molD将它们放入一个容积不变的密闭容器中，保持温度不变，达到平衡后，C的百分含量相同，则a＝_1.4_，b＝_2.1_，方程式中C的计量数为_2_。 解析： 2A（g） ＋ 3B（g） ＝ xC（g） ＋ 4D（g） 0.8 1.2 1.2 2.4 等价转化 （
×0.8+1.2） （2×0.8+2.4） 以A计：a mol b molB 0.6molC 1.2mol 等价转化 （×a+0.6） （2×a+1.2） ∴×0.8+1.2＝×a+0.6 2×0.8+2.4＝2×a+1.2 得x＝2、a＝1.4 同理：x＝2代入，以B计 得b＝2.1 验证： 2A（g） ＋ 3B（g） ＝ 2C（g） ＋ 4D（g） 0.8 1.2 1.2 2.4 等价转化 2 4 1.4 2.1 0.6 1.2 等价转化 2 4 另：若△V＝0，直接看出x＝1，再由投料比求出a、b 例3．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1molH2和2molBr2时，达到平衡后生成amolHBr（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mol 平衡时HBr物质的量mol H2 Br2 HBr 已知 1 2 0 a 1 2 4 0 2a 2 0 0.5 1 0.5a 3 m n（n≥2m） 2n－4m （n－m）a 解析：放大缩小模型，可知对H2（g）＋Br2（g）→2HBr（g），1molH2＋2molBr2与kmolH2＋2kmolBr2在同温同压下一定可达“等百分含量”即等效平衡，后者平衡时生成了kamolHBr H2（g）＋Br2（g）→2HBr（g） 1 2 a k 2k ka ① 即k＝2，∴HBr：2amol ② 即k＝0.5，需0.5molH2＋1molBr2 等价转化∽ 0.5amolHBr――应达到 而1molHBr ∽ 0.5molH2＋0.5molBr2 起始等效 ∴0.5molH2＋1molBr2 ∽ 0 molH2＋0.5molBr2＋1molHBr（比较得出） ③ 设最初m molH2＋n molBr2＋x molHBr 而x molHBr ∽ 
x molH2＋x molBr2 ∴m molH2＋n molBr2＋x molHBr ∽ （m＋x）molH2＋（n＋x）molBr2 且（m＋x）∶（n＋x）＝1∶2平衡时生成（m＋x）amol HBr 解得x＝2（n－2m） ∴x代入（m＋x）a（即现在的k）＝（n－m）a 例4．向体积不变的密闭容器中充入2 mol N2和6 mol H2，一定条件下发生反应： N2（气）+ 3 H2（气）2 NH3（气），平衡时混合气共7 mol．令a、b、c分别代表N2、H2、NH3起始加入的物质的量，维持温度不变，使达到平衡时各成分的百分含量不变．则： ①．若a＝0，b＝0，则c＝ 4 。 ②．若a＝0.7，b＝2.1，则： I．c＝ 2.6 。 Ⅱ．这时反应向 逆反应 进行。 Ⅲ．若要维持反应开始向该反应方向进行，c的范围是 1＜c≤4 。 ③．欲使起始反应维持向与②相反的方向进行，则b的范围是 4.5＜b≤6 。 分析：②：符合题设条件的各起始量之差应与反应式中相应系数成比例。 I． N2（气）+ 3 H2（气）
2 NH3（气） 起始 2 6 0 条件 0.7 2.1 c ≡ 0.7＋
＝2， ∴c＝2.6 Ⅱ．题设条件平衡时共7 mol气体，而②小题起始量才5.4 mol（0.7＋2.1＋2.6），所以起始方向向逆反应进行。 Ⅲ．从三个极限起始量考虑，即N2转化率等于0时，2 mol N2、6 mol H2、NH3＝0；N2转化率等于100％时，N2＝0、H2＝0、NH3＝4 mol；现求平衡时各成分的物质的量 N2（气）+ 3 H2（气） 2 NH3（气） 2 6 0 x 3x 2x 2－x 6－3x 2x 依题意：（2－x）+（6－3x）+ 2x = 7，x = 0.5 所以平衡时，N2＝1.5 mol、H2＝4.5 mol、NH3＝1 mol 将三个极限起始量加以分析对比： N2（气）+ 3 H2（气） 2 NH3（气） 2 6 0 （N2转化率为0时起始量） 1.5 4.5 1 （平衡量为起始量） 0 0 4 （N2转化率为100％时起始量） 可以看出，为了维持反应开始向逆反应进行，NH3的起始范围是1＜c≤4 ③同理，为了维持反应开始向正反应进行，H2的起始范围是4.5＜b≤6。 例5．在一个容积固定的反应器中，有一可左右滑动的密闭隔板，两侧分别进行如图所示的可逆反应，各物质的起始加入量如下：A、B、C均为4mol，D为6.5mol，F为2.0mol，设E为x mol。当x在一定范围内变化时，均可通过调节反应器的温度，使两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处于反应器的正中位置，请填写以下空白： 
① 若x＝4.5，则右侧反应在起始时间向 正反应 （填正反应或逆反应）方向进行，欲使起始反应维持向该反应方向进行，则x的最大取值应小于 7 mol。 解析：等效平衡的前提：温度一定，现变温，所以由题意，等效是体现在左、右量相等上。 左边△V＝0， n（总）＝12 mol 右边：n′（总）＝12 mol 时，隔板在中央。 D（g） + 2E（g） 2F（g） 6.5 x＝4.5 2.0 n′（总）＝6.5＋4.5＋2.0＝13 mol > 12 mol ∴向体积减小的正反应方向移动。 设达平衡时，E的消耗量为2a mol D（g） + 2E（g） 2F（g） 6.5 x 2.0 6.5－a x－2a 2.0＋2a ∴（6.5－a）+（ x－2a）+（2.0＋2a）=12 mol x－2a > 0 得x < 7 ② 若x分别为4.5和5.0，则在这两种情况下，当反应达平衡时，A的物质的量是否相等？其理由是什么？ 解析：因为这两种情况是在两个不同温度下达到化学平衡的，平衡状态不同，所以物质的量也不同。 例6恒温恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：若开始时放入1molA和1molB，
【解答】（1）
A(g) +B(g) C（g) 开始/mol 1 1 0 转化/mol a a a 平衡/mol 1-a 1-a a(2)因为是容积可变的密闭容器，即是等压容器，当投料量变为原来的3倍时，容器的体积就会变为原来的3倍，达到的平衡中，各物质的量都是原平衡的3倍，但各物质的体积分数相同，故平衡时，生成C的物质的量是3amol 。 （3）因为平衡时C的物质的量是3amol，故该平衡与（2）中的平衡相同，投料量也应该相当，即将1molC完全转化为A、B时得到A、B各1mol，则x+1=3,x=2。 A(g) +B(g) C（g) 开始/mol 2 2 1 转化/mol 3a-1 3a-1 3a-1 平衡/mol y 3-3a 3ay=2-(3a-1)=3-3aB的物质的量为丁 。因为若3a>1，B的物质的量小于2mol；若3a=1，B的物质的量等于2mol；若3a<1，B的物质的量大于2mol。（4）再投入3molC,相当于再投入3molA和3molB,即相当于共投入了6molA和6molB,则平衡时，各物质的量都是平衡（1）的6倍，C的物质的量分数仍然是a/（2-a）。 （5）反应 A(g) +B(g) C（g)是气体体积减小的反应，若在恒压容器中反应达到平衡时，容器的体积会减小，而在恒容容器中，容器的体积一直不变，相当于在平衡（1）的基础上将容器体积扩大，减小了压强，平衡向逆反应方向移动，故生成C的物质的量就会减小，故a>b，选乙。 例7 
例8．（综合题）向一体积不变的密闭容器中加入2mol A、0.6molC和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如附图一所示。附图二为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件。已知t3-t4阶段为使用催化剂；图一中t0-t1阶段c（B）未画出。 （1）若t1=15min，则t0-t1阶段以C浓度变化表示的反应速率为v(C) = 。 （2）t4-t5阶段改变的条件为 ，B的起始物质的量为 。各阶段平衡时对应的平衡常数如下表所示： t1—t2 t2—t3 t3—t4 t4—t5 t5—t6 K1 K2 K3 K4 K5 ①K1= （保留两位小数）； ②K1、K2、K3、K4、K5之间的关系为 （用“>”、“<”或“=”连接）； （3）在相同条件下，若起始时容器中加入a molA、bmolB和cmolC，要达到t1时刻同样的平衡，a、b、c要满足的条件为 。 【答案】28、（共12分、每空2分）（1）0.02mol·L-1·min-1 （2）减小压强、1.0mol、① 0.84、②K1=K2=K3=K4<K5 （3）a+2c/3 = 2.4 ， b+c/3 = 1.2 【解析】本题是一个综合性很强的速率与平衡的综合题，难度很大，不过，如果把它弄明白了，会帮助你掌握很多知识和方法。 首先要明确容器的体积为2L（因为开始投入2molA,而其起始浓度为1.0mol/L）。 （1） 由图一可以看出，A的浓度变化量为：（1.0-0.8）mol/L=0.2mol/L,C的浓度变化量为：（0.6-0.3）mol/L=0.3mol/L,据此可以求出v(C)= 0.3mol/L/15min=0.02 mol·L-1·min-1 。 （2） 根据图二的速率变化和题目给出的限制条件可推断出，t2—t3时间段改变的条件是浓度（理由是速率图像是连续的）；t3—t4时间段改变的条件是使用了催化剂（已知条件）；t4—t5改变的条件是压强，而且是减小了压强（因为此阶段的正逆反应速率依然相等，平衡没有移动，能改变化学反应速率而不影响化学平衡的情况只有两种，一是使用催化剂，二是对于反应前后气体体积不变的反应改变压强，催化剂已经使用过，故此处只能是改变压强，由于速率减小了所以是减小了压强。由此还得出了另一个解题的重要条件——本题中的可逆反应是一个气体体积不变的反应。）；t5—t6改变的条件是温度（因为速率图像是断开的，而且其他条件都用过了。改变的条件是升高温度，因为速率加快了）。 根据反应是气体体积不变的反应可以推断出B的起始物质的量。 A的浓度变化量为：0.2mol/L,C的浓度变化量为：0.3mol/L,只有当B的浓度变化量为：0.1mol/L时，才能满足反应是气体体积不变的反应，（因为物质的浓度变化量之比等于各物质的系数之比，即反应方程式中A、B、C的系数之比为2:1:3,方程式为： 2A(g) + B(g) 
3C(g)） B的平衡浓度为0.4mol/L,所以B的起始浓度为0.4mol/L+0.1mol/L=0.5mol/L,即B的物质的量为1.0mol. ①计算K1的步骤为：2A(g) + B(g) 3C(g)） 平衡浓度/mol/L 0.8 0.4 0.6 K1=(0.6)3/[ (0.8)2×0.4]≈0.84 ②由于只有改变温度才能改变化学平衡常数，所以K1=K2=K3=K4 根据图二可知温度升高时，该平衡向正反应方向移动了（因为正反应速率大于逆反应速率），所以该反应的正反应方向是吸热反应，升高温度，吸热反应的平衡常数增大，所以K5最大。 即K1=K2=K3=K4<K5 （3） 是等效平衡问题，在恒温恒容条件下，投料量相当就能达到相同的平衡。采用极值转化法，即将C完全转化为A和B。0.6molC完全转化可以生成0.4molA和0.2molB 故 2A(g) + B(g) 3C(g)） 题中开始的投料量是/mol 2+0.4 1+0.2 0 a b c a+2c/3 b+c/3 0 则a+2c/3=2.4 ， b+c/3 =1.2 就能达到相同的平衡。 若有疑问请添加讨论，祝你学习进步！
最终答案：略
解题过程：
等效平衡的解题思路与典型例题 等效平衡的概念 相同条件下，同一可逆反应体系，不管从正反应开始，还是从逆反应开始，达到平衡时，任何相同物质的含量（体积分数、质量分数或物质的量分数）都相同的化学平衡互称等效平衡。可分为“全等效”平衡和“相似等效”平衡。 判断等效平衡的方法：使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的数量是否相当。 等效平衡的类型 在一定条件下（恒温恒容或恒温恒压），对同一可逆反应，起始时加入物质的物质的量不同，达平衡时的状态规律如下表： 条件 等效条件 结果 恒温恒容 （△n（g）≠0） 投料换算成相同物质表示时量相同 两次平衡时各组分百分量、n、c均相同 恒温恒容 （△n（g）=0） 投料换算成相同物质表示时等比例 两次平衡时各组分百分量相同，n、c同比例变化 恒温恒压 投料换算成相同物质表示时等比例 两次平衡时各组分百分量、c相同，n同比例变化 各种不同类型的等效平衡的解题思路 一、恒温恒容（定T、V）的等效平衡 1．在定T、V条件下，对于反应前后气体体积改变的反应：若改变起始加入情况，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡时左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同，则二平衡等效。 2．在定T、V条件下，对于反应前后气体体积不变的反应：只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡相同，则二平衡等效。 二、恒温恒压（定T、P）的等效平衡 在定T、P条件下：若改变起始加入情况，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡时左右两边同一边物质的物质的量之比。 即：对于反应前后气体体积发生变化的可逆反应而言，恒容容器中要想达到同一平衡状态，投料量必须相同；恒压容器中要想达到同一平衡状态，投料量可以不同，但投入的比例得相同。 例1．在一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生反应2A（g）＋B（g）
2C（g），达到平衡时，C的物质的量浓度为K mol/L，若维持容器体积和温度不变，按下列配比作为起始物质， A．4 molA+2 molB B．2 molA+1 molB+2 molC C．2 molC+1 molB D．2 molC E．1 molA+0.5 molB+1 molC ① 达到平衡后，C的物质的量浓度仍是K mol/L的是（DE） ② A项平衡时，c（C）与2K mol/L的关系？ 分析： W W → 2W 扩大一倍 若平衡不动，则[C]＝2K mol/L， 现右移∴>2K mol/L ③ 平衡时各选项中C的平衡浓度c（C）的大小顺序。 分析：C项，相当于D、E项达平衡基础上，再加1molB，右移，c（C）增大， A＝B>C>D＝E ④ 若令a、b、c分别代表初始加入的A、B、C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，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时完全相同，填写： I．若a＝0，b＝0，则c＝__2___。 Ⅱ．若a＝0.5，b＝0，则b=__0.25__，c＝__1.5__。 Ⅲ．a、b、c的取值必须满足的一般条件是（用两个方程式表示，一个只含a、c，另一个只含b、c）：_a＋c＝2___；___b＋c/2＝1____。 解析：a molA+b molB+c molC等价转化→a molA+b molB+（c molA+c/2 molB） 例2．可逆反应2A（g）＋3B（g） xC（g）＋4D（g）。若按下列两种配比：①0.8molA、1.2molB、1.2molC、2.4molD；②a molA、b molB、0.6molC、1.2molD将它们放入一个容积不变的密闭容器中，保持温度不变，达到平衡后，C的百分含量相同，则a＝_1.4_，b＝_2.1_，方程式中C的计量数为_2_。 解析： 2A（g） ＋ 3B（g） ＝ xC（g） ＋ 4D（g） 0.8 1.2 1.2 2.4 等价转化 （×0.8+1.2） （2×0.8+2.4） 以A计：a mol b molB 0.6molC 1.2mol 等价转化 （×a+0.6） （2×a+1.2） ∴×0.8+1.2＝×a+0.6 2×0.8+2.4＝2×a+1.2 得x＝2、a＝1.4 同理：x＝2代入，以B计 得b＝2.1 验证： 2A（g） ＋ 3B（g） ＝ 2C（g） ＋ 4D（g） 0.8 1.2 1.2 2.4 等价转化 2 4 1.4 2.1 0.6 1.2 等价转化 2 4 另：若△V＝0，直接看出x＝1，再由投料比求出a、b 例3．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1molH2和2molBr2时，达到平衡后生成amolHBr（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mol 平衡时HBr物质的量mol H2 Br2 HBr 已知 1 2 0 a 1 2 4 0 2a 2 0 0.5 1 0.5a 3 m n（n≥2m） 2n－4m （n－m）a 解析：放大缩小模型，可知对H2（g）＋Br2（g）→2HBr（g），1molH2＋2molBr2与kmolH2＋2kmolBr2在同温同压下一定可达“等百分含量”即等效平衡，后者平衡时生成了kamolHBr H2（g）＋Br2（g）→2HBr（g） 1 2 a k 2k ka ① 即k＝2，∴HBr：2amol ② 即k＝0.5，需0.5molH2＋1molBr2 等价转化∽ 0.5amolHBr――应达到 而1molHBr ∽ 0.5molH2＋0.5molBr2 起始等效 ∴0.5molH2＋1molBr2 ∽ 0 molH2＋0.5molBr2＋1molHBr（比较得出） ③ 设最初m molH2＋n molBr2＋x molHBr 而x molHBr ∽ x molH2＋x molBr2 ∴m molH2＋n molBr2＋x molHBr ∽ （m＋x）molH2＋（n＋x）molBr2 且（m＋x）∶（n＋x）＝1∶2平衡时生成（m＋x）amol HBr 解得x＝2（n－2m） ∴x代入（m＋x）a（即现在的k）＝（n－m）a 例4．向体积不变的密闭容器中充入2 mol N2和6 mol H2，一定条件下发生反应： N2（气）+ 3 H2（气）2 NH3（气），平衡时混合气共7 mol．令a、b、c分别代表N2、H2、NH3起始加入的物质的量，维持温度不变，使达到平衡时各成分的百分含量不变．则： ①．若a＝0，b＝0，则c＝ 4 。 ②．若a＝0.7，b＝2.1，则： I．c＝ 2.6 。 Ⅱ．这时反应向 逆反应 进行。 Ⅲ．若要维持反应开始向该反应方向进行，c的范围是 1＜c≤4 。 ③．欲使起始反应维持向与②相反的方向进行，则b的范围是 4.5＜b≤6 。 分析：②：符合题设条件的各起始量之差应与反应式中相应系数成比例。 I． N2（气）+ 3 H2（气） 2 NH3（气） 起始 2 6 0 条件 0.7 2.1 c ≡ 0.7＋＝2， ∴c＝2.6 Ⅱ．题设条件平衡时共7 mol气体，而②小题起始量才5.4 mol（0.7＋2.1＋2.6），所以起始方向向逆反应进行。 Ⅲ．从三个极限起始量考虑，即N2转化率等于0时，2 mol N2、6 mol H2、NH3＝0；N2转化率等于100％时，N2＝0、H2＝0、NH3＝4 mol；现求平衡时各成分的物质的量 N2（气）+ 3 H2（气） 2 NH3（气） 2 6 0 x 3x 2x 2－x 6－3x 2x 依题意：（2－x）+（6－3x）+ 2x = 7，x = 0.5 所以平衡时，N2＝1.5 mol、H2＝4.5 mol、NH3＝1 mol 将三个极限起始量加以分析对比： N2（气）+ 3 H2（气） 2 NH3（气） 2 6 0 （N2转化率为0时起始量） 1.5 4.5 1 （平衡量为起始量） 0 0 4 （N2转化率为100％时起始量） 可以看出，为了维持反应开始向逆反应进行，NH3的起始范围是1＜c≤4 ③同理，为了维持反应开始向正反应进行，H2的起始范围是4.5＜b≤6。 例5．在一个容积固定的反应器中，有一可左右滑动的密闭隔板，两侧分别进行如图所示的可逆反应，各物质的起始加入量如下：A、B、C均为4mol，D为6.5mol，F为2.0mol，设E为x mol。当x在一定范围内变化时，均可通过调节反应器的温度，使两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处于反应器的正中位置，请填写以下空白： ① 若x＝4.5，则右侧反应在起始时间向 正反应 （填正反应或逆反应）方向进行，欲使起始反应维持向该反应方向进行，则x的最大取值应小于 7 mol。 解析：等效平衡的前提：温度一定，现变温，所以由题意，等效是体现在左、右量相等上。 左边△V＝0， n（总）＝12 mol 右边：n′（总）＝12 mol 时，隔板在中央。 D（g） + 2E（g） 2F（g） 6.5 x＝4.5 2.0 n′（总）＝6.5＋4.5＋2.0＝13 mol > 12 mol ∴向体积减小的正反应方向移动。 设达平衡时，E的消耗量为2a mol D（g） + 2E（g） 2F（g） 6.5 x 2.0 6.5－a x－2a 2.0＋2a ∴（6.5－a）+（ x－2a）+（2.0＋2a）=12 mol x－2a > 0 得x < 7 ② 若x分别为4.5和5.0，则在这两种情况下，当反应达平衡时，A的物质的量是否相等？其理由是什么？ 解析：因为这两种情况是在两个不同温度下达到化学平衡的，平衡状态不同，所以物质的量也不同。 例6恒温恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：若开始时放入1molA和1molB， 【解答】（1）A(g) +B(g) C（g) 开始/mol 1 1 0 转化/mol a a a 平衡/mol 1-a 1-a a(2)因为是容积可变的密闭容器，即是等压容器，当投料量变为原来的3倍时，容器的体积就会变为原来的3倍，达到的平衡中，各物质的量都是原平衡的3倍，但各物质的体积分数相同，故平衡时，生成C的物质的量是3amol 。 （3）因为平衡时C的物质的量是3amol，故该平衡与（2）中的平衡相同，投料量也应该相当，即将1molC完全转化为A、B时得到A、B各1mol，则x+1=3,x=2。 A(g) +B(g) C（g) 开始/mol 2 2 1 转化/mol 3a-1 3a-1 3a-1 平衡/mol y 3-3a 3ay=2-(3a-1)=3-3aB的物质的量为丁 。因为若3a>1，B的物质的量小于2mol；若3a=1，B的物质的量等于2mol；若3a<1，B的物质的量大于2mol。（4）再投入3molC,相当于再投入3molA和3molB,即相当于共投入了6molA和6molB,则平衡时，各物质的量都是平衡（1）的6倍，C的物质的量分数仍然是a/（2-a）。 （5）反应 A(g) +B(g) C（g)是气体体积减小的反应，若在恒压容器中反应达到平衡时，容器的体积会减小，而在恒容容器中，容器的体积一直不变，相当于在平衡（1）的基础上将容器体积扩大，减小了压强，平衡向逆反应方向移动，故生成C的物质的量就会减小，故a>b，选乙。 例7 例8．（综合题）向一体积不变的密闭容器中加入2mol A、0.6molC和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如附图一所示。附图二为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件。已知t3-t4阶段为使用催化剂；图一中t0-t1阶段c（B）未画出。 （1）若t1=15min，则t0-t1阶段以C浓度变化表示的反应速率为v(C) = 。 （2）t4-t5阶段改变的条件为 ，B的起始物质的量为 。各阶段平衡时对应的平衡常数如下表所示： t1—t2 t2—t3 t3—t4 t4—t5 t5—t6 K1 K2 K3 K4 K5 ①K1= （保留两位小数）； ②K1、K2、K3、K4、K5之间的关系为 （用“>”、“<”或“=”连接）； （3）在相同条件下，若起始时容器中加入a molA、bmolB和cmolC，要达到t1时刻同样的平衡，a、b、c要满足的条件为 。 【答案】28、（共12分、每空2分）（1）0.02mol·L-1·min-1 （2）减小压强、1.0mol、① 0.84、②K1=K2=K3=K4<K5 （3）a+2c/3 = 2.4 ， b+c/3 = 1.2 【解析】本题是一个综合性很强的速率与平衡的综合题，难度很大，不过，如果把它弄明白了，会帮助你掌握很多知识和方法。 首先要明确容器的体积为2L（因为开始投入2molA,而其起始浓度为1.0mol/L）。 （1） 由图一可以看出，A的浓度变化量为：（1.0-0.8）mol/L=0.2mol/L,C的浓度变化量为：（0.6-0.3）mol/L=0.3mol/L,据此可以求出v(C)= 0.3mol/L/15min=0.02 mol·L-1·min-1 。 （2） 根据图二的速率变化和题目给出的限制条件可推断出，t2—t3时间段改变的条件是浓度（理由是速率图像是连续的）；t3—t4时间段改变的条件是使用了催化剂（已知条件）；t4—t5改变的条件是压强，而且是减小了压强（因为此阶段的正逆反应速率依然相等，平衡没有移动，能改变化学反应速率而不影响化学平衡的情况只有两种，一是使用催化剂，二是对于反应前后气体体积不变的反应改变压强，催化剂已经使用过，故此处只能是改变压强，由于速率减小了所以是减小了压强。由此还得出了另一个解题的重要条件——本题中的可逆反应是一个气体体积不变的反应。）；t5—t6改变的条件是温度（因为速率图像是断开的，而且其他条件都用过了。改变的条件是升高温度，因为速率加快了）。 根据反应是气体体积不变的反应可以推断出B的起始物质的量。 A的浓度变化量为：0.2mol/L,C的浓度变化量为：0.3mol/L,只有当B的浓度变化量为：0.1mol/L时，才能满足反应是气体体积不变的反应，（因为物质的浓度变化量之比等于各物质的系数之比，即反应方程式中A、B、C的系数之比为2:1:3,方程式为： 2A(g) + B(g) 3C(g)） B的平衡浓度为0.4mol/L,所以B的起始浓度为0.4mol/L+0.1mol/L=0.5mol/L,即B的物质的量为1.0mol. ①计算K1的步骤为：2A(g) + B(g) 3C(g)） 平衡浓度/mol/L 0.8 0.4 0.6 K1=(0.6)3/[ (0.8)2×0.4]≈0.84 ②由于只有改变温度才能改变化学平衡常数，所以K1=K2=K3=K4 根据图二可知温度升高时，该平衡向正反应方向移动了（因为正反应速率大于逆反应速率），所以该反应的正反应方向是吸热反应，升高温度，吸热反应的平衡常数增大，所以K5最大。 即K1=K2=K3=K4<K5 （3） 是等效平衡问题，在恒温恒容条件下，投料量相当就能达到相同的平衡。采用极值转化法，即将C完全转化为A和B。0.6molC完全转化可以生成0.4molA和0.2molB 故 2A(g) + B(g) 3C(g)） 题中开始的投料量是/mol 2+0.4 1+0.2 0 a b c a+2c/3 b+c/3 0 则a+2c/3=2.4 ， b+c/3 =1.2 就能达到相同的平衡。 若有疑问请添加讨论，祝你学习进步！最终答案：略