應(yīng)用“等效平衡”判斷平衡移動(dòng)的結(jié)果熱點(diǎn)強(qiáng)化141.等效平衡的含義在一定條件(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。2.等效平衡的判斷方法(1)恒溫恒容條件下反應(yīng)前后氣體體積改變的反應(yīng)判斷方法：極值等量即等效。例如：2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)①

2mol1mol0②

002mol③

0.5mol0.25mol1.5mol④

a

mol

b

mol

c

mol上述①②③三種配比，按化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系均轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，則SO2均為2mol，O2均為1mol，三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。④中a、b、c三者的關(guān)系滿足：c＋a＝2，

＋b＝1，即與上述平衡等效。(2)恒溫恒壓條件下反應(yīng)前后氣體體積改變的反應(yīng)判斷方法：極值等比即等效。例如：2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)①

2mol3mol0②

1mol3.5mol2mol③

a

mol

b

mol

c

mol(3)恒溫條件下反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)判斷方法：無(wú)論是恒溫恒容，還是恒溫恒壓，只要極值等比即等效，因?yàn)閴簭?qiáng)改變對(duì)該類反應(yīng)的化學(xué)平衡無(wú)影響。例如：H2(g)

＋

I2(g)2HI(g)①

1mol1mol0②

2mol2mol1mol③

a

mol

b

mol

c

mol①②兩種情況下，n(H2)∶n(I2)＝1∶1，故互為等效平衡。

③中a、b、c三者關(guān)系滿足

＝1∶1或a∶b＝1∶1，c≥0，即與①②平衡等效。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)。例對(duì)于以下三個(gè)反應(yīng)，從反應(yīng)開(kāi)始進(jìn)行到達(dá)到平衡后，保持溫度、體積不變，按要求回答下列問(wèn)題。(1)PCl5(g)

PCl3(g)＋Cl2(g)再充入PCl5(g)，平衡向________方向移動(dòng)，達(dá)到平衡后，PCl5(g)的轉(zhuǎn)化率______，PCl5(g)的百分含量______。(2)2HI(g)

I2(g)＋H2(g)再充入HI(g)，平衡向________方向移動(dòng)，達(dá)到平衡后，HI的分解率______，HI的百分含量______。增大正反應(yīng)減小不變正反應(yīng)不變(3)2NO2(g)

N2O4(g)再充入NO2(g)，平衡向________方向移動(dòng)，達(dá)到平衡后，NO2(g)的轉(zhuǎn)化率______，NO2(g)的百分含量______。(4)mA(g)＋nB(g)

pC(g)同等倍數(shù)的加入A(g)和B(g)，平衡

移動(dòng)，達(dá)到平衡后，①m＋n>p，A、B的轉(zhuǎn)化率都

，體積分?jǐn)?shù)都

；②m＋n＝p，A、B的轉(zhuǎn)化率、體積分?jǐn)?shù)都

；③m＋n<p，A、B的轉(zhuǎn)化率都

，體積分?jǐn)?shù)都

。特別提醒上述反應(yīng)達(dá)平衡后，若保持溫度、壓強(qiáng)不變，再加入一定量的反應(yīng)物，則移動(dòng)的結(jié)果無(wú)論是哪種情況，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和體積分?jǐn)?shù)都不發(fā)生變化。減小正反應(yīng)增大正向增大減小不變減小增大練后反思反應(yīng)aA(g)＋bB(g)

cC(g)＋dD(g)的轉(zhuǎn)化率分析①若反應(yīng)物起始物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，達(dá)到平衡后，它們的轉(zhuǎn)化率相等。②若只增加A的量，平衡正向移動(dòng)，B的轉(zhuǎn)化率增大，A的轉(zhuǎn)化率減小。③若按原比例同倍數(shù)地增加(或降低)A、B的濃度，等效于壓縮(或擴(kuò)大)容器體積，氣體反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)。同倍增大c(A)和c(B)平衡轉(zhuǎn)化率的分析與判斷方法1.相同容積的甲、乙、丙、丁四個(gè)密閉容器中，進(jìn)行同樣的可逆反應(yīng)：2A(g)＋B(g)

3C(g)＋2D(g)，起始時(shí)四個(gè)容器中所裝A、B的量分別見(jiàn)下表。一定溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡后，下列說(shuō)法正確的是A.A的轉(zhuǎn)化率為甲<丙<丁<乙B.B的濃度為甲>丙>乙>丁C.A的轉(zhuǎn)化率為甲<乙<丙<丁D.B的濃度為丁>丙>乙>甲

甲乙丙丁A/mol2121B/mol1122√以乙為基準(zhǔn)，丙相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率降低；丁相當(dāng)于在乙的基礎(chǔ)上增加B的濃度，平衡正向移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率升高；甲相當(dāng)于在丙的基礎(chǔ)上降低B的濃度，平衡逆向移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率降低，因此，A的轉(zhuǎn)化率關(guān)系為甲<丙<乙<丁。以乙為基準(zhǔn)，甲相當(dāng)于在乙的基礎(chǔ)上增加A的濃度，平衡正向移動(dòng)，B的濃度減少；丙相當(dāng)于在乙的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，B的濃度增大；丁相當(dāng)于在丙的基礎(chǔ)上降低A的濃度，平衡逆向移動(dòng)，B的濃度增大，因此，B的濃度大小關(guān)系為丁>丙>乙>甲。2.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√因?yàn)榉磻?yīng)2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)在恒溫恒容的條件下進(jìn)行，根據(jù)等效平衡的原理可知，甲與丙最后達(dá)到平衡時(shí)SO2、O2、SO3的物質(zhì)的量、容器內(nèi)的壓強(qiáng)、SO2與O2的比值都相同；乙相當(dāng)于在甲容器達(dá)到平衡后，將容器的體積瞬間擴(kuò)大為原來(lái)的2倍。設(shè)甲達(dá)到平衡時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)為p甲，此時(shí)容器內(nèi)瞬間壓強(qiáng)減小為

，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，氣體的物質(zhì)的量增加，SO3的質(zhì)量減小，所以容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增大，則p乙>，則2p乙>p甲＝p丙，SO3的質(zhì)量，m甲＝m丙>2m乙，A錯(cuò)、B對(duì)；當(dāng)甲容器達(dá)到平衡后瞬間將容器體積擴(kuò)大2倍，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，但是生成的SO2與O2的物質(zhì)的量之比為2∶1，這與開(kāi)始兩者加入的物質(zhì)的量之比相同，所以在此過(guò)程中SO2與O2的物質(zhì)的量之比一直是2∶1，C錯(cuò)；甲與丙為等效平衡，但達(dá)到平衡時(shí)，甲容器中SO2的轉(zhuǎn)化率與丙容器中SO3的轉(zhuǎn)化率不一定相等，即Q甲不一定等于Q丙，D錯(cuò)。3.一定溫度下，在3個(gè)容積均為1.0L的恒容密閉容器中反應(yīng)2H2(g)＋CO(g)

CH3OH(g)達(dá)到平衡，下列說(shuō)法正確的是A.該反應(yīng)的正反應(yīng)吸熱B.達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅰ

中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率比

容器Ⅱ中的高C.達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅱ中

c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)

的兩倍D.達(dá)到平衡時(shí)，容器Ⅲ中的正反應(yīng)速率比容器Ⅰ中的大√容器溫度/K物質(zhì)的起始濃度/(mol·L－1)物質(zhì)的平衡濃度/(mol·L－1)c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)Ⅰ4000.200.1000.080Ⅱ4000.400.200

Ⅲ500000.100.025對(duì)比容器Ⅰ和Ⅲ若溫度相同，最終建立等效平衡，但Ⅲ溫度高，平衡時(shí)c(CH3OH)小，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，即逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；Ⅱ相對(duì)于Ⅰ成比例增加投料量，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高，B錯(cuò)誤；Ⅱ中投料量是Ⅲ的兩倍，相當(dāng)于加壓，平衡正向移動(dòng)，且Ⅲ的溫度比Ⅱ高，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的兩倍，C錯(cuò)誤；對(duì)比Ⅰ和Ⅲ，若溫度相同，兩者建立等效平衡，兩容器中速率相等，但Ⅲ溫度高，速率更快，D正確。4.恒溫、恒壓下，在一個(gè)容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：A(g)＋B(g)

C(g)，若開(kāi)始時(shí)通入1molA和1molB，達(dá)到平衡時(shí)生成amolC。則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.若開(kāi)始時(shí)通入3molA和3molB，達(dá)到平衡時(shí)，生成C的物質(zhì)的量為3amolB.若開(kāi)始時(shí)通入4molA、4molB和2molC，達(dá)到平衡時(shí)，B的物質(zhì)的量一定大于

4molC.若開(kāi)始時(shí)通入2molA、2molB和1molC，達(dá)到平衡時(shí)，再通入3molC，則再次

達(dá)到平衡后，C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為D.若在原平衡體系中，再通入1molA和1molB，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變√選項(xiàng)A，開(kāi)始時(shí)通入3molA和3molB，由于容器容積變大，保持恒壓，相當(dāng)于將三個(gè)原容器疊加，各物質(zhì)的含量與原平衡中的相同，生成C的物質(zhì)的量為3a

mol；選項(xiàng)B，無(wú)法確定平衡移動(dòng)的方向，不能確定平衡時(shí)B的物質(zhì)的量一定大于4mol；選項(xiàng)C，根據(jù)題給數(shù)據(jù)可計(jì)算出達(dá)到平衡時(shí)C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為

。5.在溫度、容積相同的3個(gè)密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如下[已知N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1]：下列說(shuō)法正確的是A.2c1>c3

B.a＋b＝92.4C.2p2<p3

D.α1＋α3>1√容器甲乙丙反應(yīng)物投入量1molN2、3molH22molNH34molNH3NH3的濃度/(mol·L－1)c1c2c3反應(yīng)的能量變化放出akJ吸收bkJ吸收ckJ體系壓強(qiáng)/Pap1p2p3反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率α1α2α3采用“一邊倒”的方法知甲、乙是兩個(gè)相同的裝置，且甲中生成的NH3與乙中分解的NH3的和為2mol，B正確；而丙中加入的NH3是乙中的兩倍，開(kāi)始時(shí)c3＝2c2，但丙中壓強(qiáng)亦是乙中的兩倍，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，則平衡時(shí)2c2<c3,2p2>p3，A、C錯(cuò)誤；增大壓強(qiáng)，不利于NH3的分解，則α2>α3，故α1＋α3<1，D錯(cuò)誤。6.有甲、乙兩容器，甲容器容積固定，乙容器容積可變。一定溫度下，在甲中加入2molN2、3molH2，反應(yīng)N2(g)＋3H2(g