微專(zhuān)題·大素養(yǎng)18

“等效平衡”的判斷【知識(shí)基礎(chǔ)】1．等效平衡的含義在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下，同一可逆反應(yīng)體系，不管是從正反應(yīng)開(kāi)始，還是從逆反應(yīng)開(kāi)始，還是正、逆反應(yīng)同時(shí)投料，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，任何相同組分的百分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)等)均相同。

3．虛擬“中間態(tài)”法構(gòu)建等效平衡(1)構(gòu)建恒溫恒容平衡思維模式新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡(jiǎn)單的疊加并壓縮而成，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。(2)構(gòu)建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)為例，見(jiàn)圖示)新平衡狀態(tài)可以認(rèn)為是兩個(gè)原平衡狀態(tài)簡(jiǎn)單的疊加，壓強(qiáng)不變，平衡不移動(dòng)?！緦?zhuān)題精練】1．已知2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)

ΔH＝－197kJ·mol－1。向同溫、同體積的三個(gè)密閉容器中分別充入氣體：(甲)2molSO2和1molO2；(乙)1molSO2和0.5molO2；(丙)2molSO3。恒溫、恒容下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，下列關(guān)系一定正確的是(

)A.容器內(nèi)壓強(qiáng)p：p甲＝p丙>2p乙B.SO3的質(zhì)量m：m甲＝m丙>2m乙C.c(SO2)與c(O2)之比為k∶k甲＝k丙>k乙D.反應(yīng)放出或吸收熱量的數(shù)值Q：Q甲＝Q丙>2Q乙答案：B

2．一定溫度下，在三個(gè)容積相同的恒容密閉容器中按不同方式投入反應(yīng)物，發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)(正反應(yīng)放熱)，測(cè)得反應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下。下列說(shuō)法正確的是(

)A.v1＜v2，c2＜2c1B.K1＞K3，p2＞2p3C.v1＜v3，α1(SO2)<α3(SO2)D.c2＞2c3，α2(SO3)＋α3(SO2)＜1

容器1容器2容器3反應(yīng)溫度T/K700700800反應(yīng)物投入量2molSO2、1molO24molSO32molSO2、1molO2平衡v正(SO2)/(mol·L－1·s－1)v1v2v3平衡c(SO3)/(mol·L－1)c1c2c3平衡體系總壓強(qiáng)p/Pap1p2p3物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率αα1(SO2)α2(SO3)α3(SO2)平衡常數(shù)KK1K2K3答案：D解析：比較容器1、2，容器2中投料相當(dāng)于容器1中的2倍，相當(dāng)于容器2中起始?jí)簭?qiáng)是1中的2倍，所以平衡時(shí)用2中各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率均大于1中；由于2中壓強(qiáng)大，更有利于反應(yīng)正向移動(dòng)，故平衡時(shí)c2＞2c1，A錯(cuò)誤。比較容器1、3，3中溫度高，由正反應(yīng)放熱可知，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，所以K1＞K3；比較容器2、3中投料，2中投料相當(dāng)于3中2倍，3中溫度高，且平衡逆向移動(dòng)，所以一定有p2＜2p3，B錯(cuò)誤。比較容器1、3，只有溫度不同，3中溫度高，反應(yīng)速率快，則有v1＜v3；3中更有利于反應(yīng)逆向進(jìn)行，SO2的轉(zhuǎn)化率低，則有α1(SO2)＞α3(SO2)，C錯(cuò)誤。比較容器2、3，2中投料相當(dāng)于3中2倍，若建立相同平衡，則c2＝2c3，但2中壓強(qiáng)大，溫度低，有利于反應(yīng)向生成SO3的方向進(jìn)行，則c2＞2c3；容器2、3分別從不同方向建立平衡，若建立相同平衡則有α2(SO3)＋α3(SO2)＝1，但由于2中溫度低、壓強(qiáng)大，更利于反應(yīng)向生成SO3的方向進(jìn)行，α2(SO3)減小，故α2(SO3)＋α3(SO2)＜1，D正確。3．初始溫度為t

℃，向三個(gè)密閉的容器中按不同方式投入反應(yīng)物，發(fā)生反應(yīng)：4HCl(g)＋O2(g)?2Cl2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝－116kJ·mol－1，測(cè)得反應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下：下列說(shuō)法正確的是(

)A．反應(yīng)4HCl(g)＋O2(g)?2Cl2(g)＋2H2O(l)的ΔH＞－116kJ·mol－1B．a(chǎn)＞1，b＞2C．p2＝1.6×105Pa，p3＝4×105PaD．若起始向容器Ⅰ中充入0.5molHCl、0.5molO2、0.5molCl2和0.5molH2O(g)，則反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行答案：B4．Ⅰ.恒溫、恒壓下，在一可變?nèi)莘e的容器中發(fā)生如下反應(yīng)：A(g)＋B(g)?C(g)。(1)若開(kāi)始時(shí)放入1molA和1molB，達(dá)到平衡后，生成amolC，這時(shí)A的物質(zhì)的量為_(kāi)_______mol。(2)若開(kāi)始時(shí)放入3molA和3molB，達(dá)到平衡后，生成C的物質(zhì)的量為_(kāi)_______mol。(1－a)3a解析：(1)由反應(yīng)A(g)＋B(g)?C(g)可知，生成amolC必消耗amolA，則n(A)＝(1－a)mol。(2)因(2)與(1)為恒溫恒壓條件下的等效平衡，且(2)開(kāi)始時(shí)A和B的物質(zhì)的量為(1)開(kāi)始時(shí)A和B物質(zhì)的量的3倍，則達(dá)到平衡后(2)生成C的物質(zhì)的量為(1)生成C的物質(zhì)的量的3倍，故生成C的物質(zhì)的量為3amol。(3)若開(kāi)始時(shí)放入xmolA、2molB和1molC，達(dá)到平衡后，A和C的物質(zhì)的量分別是ymol和3amol，則x＝________mol，y＝________mol。平衡時(shí)，B的物質(zhì)的量________(填字母)。A．大于2molB．等于2molC．小于2molD．可能大于、等于或小于2mol作出此判斷的理由是__________________________________________________________。2(3－3a)D若3a>1，B的物質(zhì)的量小于2mol；若3a＝1，B的物質(zhì)的量等于2mol；若3a<1，B的物質(zhì)的量大于2mol解析：(3)因(3)與(2)為恒溫恒壓條件下的等效平衡，若1molC全部生成A和B，則可得到1molA和1molB，則xmol＋1mol＝3mol，解得x＝2。

A(g)＋

B(g)?C(g)開(kāi)始物質(zhì)的量(mol)221轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量(mol)3a－13a－13a－1平衡物質(zhì)的量(mol)3－3a3－3a3a從而可得y＝3－3a，n(B)平＝(3－3a)mol。由此可知，若3a>1，則B的物質(zhì)的量小于2mol；若3a＝1，則B的物質(zhì)的量等于2mol；若3a<1，則B的物質(zhì)的量大于2mol。(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC，待再次達(dá)到平衡后，C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是________________。Ⅱ.若維持溫度不變，在一個(gè)與(1)反應(yīng)前起始體積相同且容積固定的容器中發(fā)生上述反應(yīng)。(5)開(kāi)始時(shí)放入1molA和1molB達(dá)到平衡后生成bmolC，將b與(1)小題中的a進(jìn)行比較：________(選填一個(gè)編號(hào))。甲：a<