1、第十六讲 等效平衡与化学平衡图像(第一课时)一、要点精讲1、等效平衡问题在一定条件下（定温、定容或定温、定压），对同一可逆反应，虽然 ，这样的平衡称为等效平衡。2、等效平衡的判断类 型全 等 平 衡相 似 平 衡等效效果平衡混合物中相同物质的物质的量、含量对应相等平衡混合物中相同物质的物质的量比值相等、含量对应相等外界条件恒温恒容恒温恒容恒温恒压反应特征反应前后V(g)、n(g)0反应前后V(g)、n(g)0反应前后V(g)、n(g)0或0判断方法二、【典型例题】【例1】（06徐州一模 )将2 mol A和2 mol B充入某密闭容器中发生反应：2A(g) + B(g) xC(g)，达到化学平
2、衡后，C的体积分数为a。假设该反应的条件分别和下列各选项的条件相同，下列判断正确的是ADA若在恒温恒容下，当x = 1时，按1 mol B、l mol C作为起始物质，达到平衡后，C的体积分数仍为aB若在恒温恒容下，当x = 2时，将2 mol C作起始物质，达到平衡后，C的体积分数大于aC若在恒温恒容下，当x = 3时，2 mol B、6 mol C作起始物质，达到平衡后，C的体积分数不等于aD若在恒温恒压下，按3 mol A、3 mol B作起始物质，达到平衡后，C的体积分数仍为a，则x可为任意正整数【例2】 (06四县市联考）一定温度下，有可逆反应：2A(g)2B(g)C(g)3D(g)
3、；H0。现将2molA和2molB充入体积为V的甲容器，将2molC和6molD充入乙容器并使乙容器在反应开始前的体积为2V(如图1)。关于两容器中反应的说法正确的是A甲容器中的反应先达到化学平衡状态B两容器中的反应均达平衡时，平衡混合物中各组份的体积百分组成相同，混合气体的平均相对分子质量也相同C两容器达平衡后升高相同的温度，两容器中物质D的体积分数随温度变化如图2 所示D在甲容器再充入2molA和2molB，平衡后甲中物质C的浓度是乙中物质C的浓度的2倍【例3】如图所示，当关闭K时，向A 中充入2molX、7molY，向B中充入4molX、14molY，起始时V（A）=V（B）=a升，在相
4、同温度和有催化剂存在的条件下，两容器各自发生下列反应：2X（g）+2Y（g）Z（g）+2W（g）H0达到平衡（）时V（B）=0.9a升，试回答：（1）B中X 的转化率（X）B为 （2）A中W和B中Z的物质的量的比较：n（W）A n（Z）B （填、或）（3）打开K，过一段时间重新达平衡（）时，B的体积为 升（用含a的代数式表示，连通管中气体体积不计）（4）要使B容器恢复原来反应前的体积，可采取的措施是 【解析】（1）平衡时B中总物质的量为：0.9a18/a=16.2mol，设：参加反应的X为nXmol有：21=nX（18-16.2） nX=3.6mol （X）B=3.6/4= 90（2）B平衡状
5、态可视为A状态体系体积缩小一半形成的，而A体系体积缩小时，平衡向正方向移动，也就是B中Z的物质的量在2倍于A中Z的物质的量的基础上有所增加，又A中W物质的量是Z的2倍，所以B中Z的物质的量大于A中W的物质的量。（3）打开K意味着A、B在等温等压下建立平衡，与B中平衡状态等效，A、B可视为一个容器，其中A的转化率仍为90，求得平衡时总物质的量为：660.9体积。【当堂反馈】1、（06宿迁二模）恒温、恒压下，1molA和nmolB在一个容积可变的容器中发生如下反应：CA(g)+2B(g) 2C(g) 一段时间后达到平衡，生成amolC。则下列说法中正确的是：A物质A、B的转化率之比为1：2B起始时
6、刻和达平衡后容器中的压强比为（1+n）：（1+n）C若起始时放入3molA和3nmolB，则达平衡时生成3amolCD当正（A）=2逆（C）时，可断定反应应达平衡2、已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；H92.4kJ/mol。在一恒温恒压的密闭容器里充入2mol 2160.930.960.9=24.3 等温等压时，体积与物质的量成正比，A、B总体积为24.3a/18=1.35a，所以B的体积为：0.35a升（4）升高温度向逆方向移动，会使平衡体系中气体物质的量增多，才会使B恢复原来反应前的N2和8mol H2达到平衡时生成1mol NH3。现在相同条件下的同一容器中充入x mol N2
7、 y mol H2和2mol NH3，达到平衡时，NH3的质量分数与原来相同，且放出热量46.2kJ。则x、 y的值为 c A1.5、6.5 B2、8 C5、21 D3、13(06南师附中一模）14如图，是恒压密闭容器，是恒容密闭容器。其它条件相同时，在、中分别加入3mol Z，起始时容器体积均为V L，发生如下反应并达到平衡(X、Y状态未知)：aX(?)2Y(?)3Z(g)。此时中X、Y、Z的物质的量之比为3:2:2，则下列说法一定正确的是 cd A若X、Y均为气态，则平衡时气体平均摩尔质量：B若X、Y不均为气态，则平衡时X的产率：C若X、Y均为气态，则从起始到平衡所需时间：D若X为固态，Y
8、为气态，到达平衡后若在中再加入1molZ，则新平衡时Z的体积分数变小3、在一固定容积的密闭容器中，保持一定条件下进行以下反应：X（气）2Y（气）3Z（气），已知加入1 molX和3molY。达到平衡后，生成a mol Z。（1）在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2 mol X和6 mol Y，达到平衡后，Z的物质的量为 。（2）在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2 mol X和8 mol Y，若要求在反应混合气体中Z体积分数不变，则还需加入Z mol。（3）在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入0.5molX，则需加入 mol Y， mol Z，才能使平衡时Z为0.9a mol。
9、4、（1）2 a mol（2）6（3）1.9， 1.2【课后作业】 （测试时间45分钟 测试分值100分）一、选择题（每小题7分，共42分）1、可逆反应N23H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是C （ ）A. 3v正（N2）v正（H2） B v正（N2）v逆（NH3）C2v正（H2）3v逆（NH3） D v正（N2）3v逆（H2）2、和充入一容积不变的密闭容器中，在一定条件下反应PCl3(g)+Cl2 PCl5(g)达平衡时，为0.4mol，此时若移走和在相同温度下达平衡时的物质的量C A 0.4mol B0.2mol C小
10、于0.2mol D大于0.2mol而小于0.4mol3、在一定温度下（g）I2H2（g）2HI（g），达到平衡的标志是( CD )A气体平均分子量不再发生变化B容器内气体的总压强不随时间变化C单位时间内生成2n mol HI，同时生成n mol I2DH2 和I2的物质的量浓度相等4、在一固定体积的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生反应如下；2A(气)+B(气) 3C(气)+D(气)当反应达到平衡时，C的浓度为Wmol/L.若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达平衡后，C的浓度仍为Wmol/L是( D )A.4molA+2molBB.2molA+1molB+3mol
11、C+1molDC.3mol+1molB+1molBD.3molC+1molD5、在一个固定体积的密闭容器中，温度一定，发生反应：H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)已知加入1molH2和2molBr2时，达到平衡后，生成amolHBr，在相同条件下，起始时加入H2、Br2、HBr的物质的量分别为x、y、z(均不为零)，如果仍保持平衡时，各组分的组成不变，以下推断不正确的是( AD )A.x、y应满足的关系是 y=2x B.x、y、z应满足的关系是4x+z=2yC.达平衡时HBr的物质的量为 (x+y+z)molD.达平衡时HBr的物质的量一定仍为 amol6、在一个固定体积的密闭容器中，放
12、入mmol的A和nmol的B，发生如下反应：mA(g)+nB(g) PC(g)，平衡时C的浓度是wmolL-1，若维持容器的体积不变，起始时放入amolA、bmolB和cmolC，要使平衡时C的浓度仍为wmolL-1，则a、b、c必须满足的条件是( B ) A、a:b:c=m:n:p B、a:b=m:n和 C、和 D、a=, c=和c=7.在一恒定容积的容器中充入2mol的A和1mol的B发生反应：2A(g)B(g)XC(g)。达到化学平衡后，C的体积分数为a。若在恒温恒容下，按0.6mol的A、0.3mol的B、1.4 mol的C为起始物质，达到化学平衡后，C的体积分数仍为a，则X的值可能为
13、（ AB ）A.2 B.3 C.4 D.无法确定二、非选择题8、在四个密闭容器中，分别充入表中四种配比气体，发生下列反应：2A(g)+B(g) 3c(g)+D(g)，在一定条件下达到平衡后，回答下列问题：物质容器A/molB/molC/molD/mol1210024200310.51.50.540093(1)若四容器体积相同且不变，在恒温条件下达到平衡：平衡状态完全相同的容器是 1、3 ；与A的物质的量相同的容器是 1、3 ；与A的物质的量浓度相同的容器是 1、3 。(2)若同温同压，四容器的体积可变，回答(1)中对应的问题：1234 ； 1、3 ； 1234 .9、在一个1L的的密闭容器中，
14、加入2molA 和1molB，发生下述反应：2A（g）+B(g) 3C(g)+D(s)，达到平衡时，C的浓度为1.2mol/L。（1）维持容器的温度不变，若缩小容器的体积，则平衡_移动。（填正向、逆向或不）（2）维持容器的体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡时，C的浓度仍为1.2mol/L的是_。A 4molA+2molB B 3molC+1molD C 2molA+1molB+1molD D 1molA+0.5molB+1.5molC+0.2molD(3)若维持容器的体积和温度不变，反应从逆反应开始 （反应物只有C和D ），按不同的配比作为起始物质，达到平衡时，C的浓度仍为1
15、.2mol/L，则D的起始物质的量应满足的条件是_。9（1）不移动（2）B、C、D （3） 0.6mol10、已知T、p kPa时，往容积可变的密闭容器中充入2 mol X和1 mol Y，此时容积为VL。保持恒温恒压，发生反应：2X（气）+Y（气）2Z（气），达到平衡时，平衡气中Z的体积分数为0.4。试回答下列有关问题：（1）使温度和压强在上述条件下恒定不变，再往上述密闭容器内充入4molZ，则反应达到平衡时，容器的容积为 ，平衡气中Z的体积分数为 。（2）若另选一个容积固定不变的密闭容器，仍控制温度为T，使4molX和2molY反应，达到平衡状态时， 平衡气中Z的体积分数仍为0.4，则该密
16、闭容器的容积为 。（3）若控制温度仍为T，另选一容积为VL的固定不变的密闭容器，往其中充入一定量的X和Y，使反应达到平衡，这时平衡气中Z的体积分数仍为0.4。则充入的X和Y的物质的量应满足的关系是：an（Y） n（X）e+fD达到平衡后，增加A的量有利于平衡向右移动2、反应X(g)+3Y(g) 2Z(g)（正向放热）在不同温度、不同压强（p1p2）下，达到平衡时，混合气体中Z的体积分数随温度变化曲线为（ C ）3、在密闭容器中进行下列反应：M（气）+N（气）R（气）+2L此反应符合下面图象，下列叙述正确的是（ C ）A正反应吸热，L是气体B正反应吸热，L是固体C正反应放热，L是气体D正反应放热
17、，L是固体或液体4、对达到平衡的可逆反应X+YW+Z，增大压强则正、逆反应速度（v）的变化如下图，分析可知X，Y，Z，W的聚集状态可能是（ CD ）AZ，W为气体，X，Y中之一为气体BZ，W中之一为气体，X，Y为非气体CX，Y，Z皆为气体，W为非气体DX，Y为气体，Z，W中之一为气体5、反应A2+B2 2AB在不同温度和压强改变条件下，产物AB的生成情况，如右图所示：a为500，b为300时情况，c为300时从时间t3开始向容器中加压的情况，则下列叙述正确的是( B )。AA2、B3、AB均为气体，正反应放热 BAB为气体，A2、B2中最少有一种为非气体，正反应放热CAB为气体，A2、B2中最
18、少有一种为非气体，正反应吸热DAB为固体，A2、B2中最少有一种为非气体，正反应吸热6、可逆反应：aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，试根据图、图回答下列问题：（1）压强p1比p2 （填大或小）（2）体积（a+b）比（c+d） （填大或小）（3）温度t1比t2 （填高或低）（4）正反应是 热反应。答案：（1）小 （2）小 （3）低 （4）吸课后习题 （测试时间45分钟 测试分值100分）一、选择题（每小题6分，共72分）1、对达到平衡状态的可逆反应：A十B C十D，在t1时增大压强，则正、逆反应速率变化如图所示(v代表反应速率，t代表时间)，下列有关A，B，C，D 的状态叙述正确的
19、是（C ）AA，B，C是气体，D不是气体 BA，B是气体，C，D有一种是气体 CC，D是气体，A，B有一种是气体 DC，D有一种是气体，A，B都不是气体2、用来表示可逆反应2A(g)+B(g) 2C(g)（正反应是放热反应）的正确图象是（ AB）3、在容积一定的密闭容器中，可逆反应A2(g)+ B2(g)xC(g) 符合下列图所示关系，由此推断对图的正确说法是 （D ）AP3P4，Y轴表示A2的转化率BP3P4，Y轴表示混合气体的密度DP3P4，Y轴表示混合气体的平均摩尔质量4、反应aA(g)+bB(g) cC(g);H=-Q，生成物C的质量分数与压强P和温度的关系如下图，方程式中的系数和Q值
20、符合图象的是（ A ）Aa+b0 B.a+bc Q0 C.a+bc Q05、某可逆反应L（s）+G(g) 3R(g); H0，下图表示外界条件温度、压强的变化对上述反应的影响。试判断图中y轴可以表示（ C ）A平衡混合气中R的质量分数B达到平衡时G的转化率C平衡混合气中G的质量分数D达到平衡时L的转化率6、下图中表示外界条件（T、P）的变化对下列反应的影响：L（固）+G（气）2R（气）；H0，y轴表示的是（ B ）A平衡时，混合气中R的百分含量B平衡时，混合气中G的百分含量CG的转化率DL的转化率7、如图是表示：2X(g)Y(g) Z(g)R(g)W(g)（正反应为吸热反应）的X气体反应速率（
21、）与时间（t）的关系，t1时开始改变条件，则所改变的条件符合曲线的是 （AB）A使用催化剂 B加大压强C升高温度 D减少Z物质8、对于可逆反应 2AB3(g) A2(g) 3B2(g) Q，下列图像正确的是 （BD ）9、在容积固定的密闭容器中存在如下反应： A(g) + B(g) 3 C(g)； (正反应为放热反应)某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图： 下列判断一定错误的是（A ）A、图I研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用的催化剂效率较高B、图研究的是压强对反应的影响，且甲的压强较高C、图研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高D
22、、图研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催化剂效率较高10、在可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g);Hp。分析下列各图，在平衡体系中A的质量分数与温度t、压强P关系正确的是（ B ）、一定条件下，将X和Y两种物质按不同比例放入密闭容器中，反应达到平衡后，测得X、Y转化率与起始时两种物质的量之比n(X)/n(Y)的关系如下图，则X和Y反应的方程式可表示为（ B ）AX+3Y2Z B.3X+Y2ZC3X+2YZ D.2X+3Y2Z12A%为气态反应物在平衡体系中的百分含量，符合曲线的反应是BAN2（气）+3H2（气）2NH3（气）；H0CN2（气）+O2（气）2NO（气）；H0DCaC
23、O3(固)CaO(固)+CO2（气）；H0二、非选择题13、下图表示800时，A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况，t是达到平衡状态的时间。试回答：（1）该反应的反应物是_。（2）该反应的化学方程式为_。（3）达到平衡状态的所需时间是2min，A物质的平均反应速率为_。13、.(1)A (2)2AB+3C (3)0.4mol/(Lmin) 14、在一定温度下，对于反应2A(g)+B(g) 2C(g)，在反应过程中C的物质的量n(C)随着时间变化关系如下图所示，现从t1时间开始对反应体系升高温度，n(C)的变化如图qb所示。试回答下列问题：（1）p点反应的v正 v逆（填“”、“”或“”）（2）此反应的正反应为热反应（填“放”或“吸”）；（3）a、b两点的正反应速率；va vb（填“”、“”或“”）14、（1） = (2分)；（2）放(2分)； （3） (2分)；