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    2022届高考化学一轮复习讲义学案(新教材人教版)第七章 第36讲 微专题18 应用“等效平衡”判断平衡移动的结果

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    2022届高考化学一轮复习讲义学案(新教材人教版)第七章 第36讲 微专题18 应用“等效平衡”判断平衡移动的结果

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        18 应用等效平衡判断平衡移动的结果1等效平衡的含义在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)同一可逆反应体系不管是从正反应开始还是从逆反应开始还是正逆反应同时投料达到化学平衡状态时任何相同组分的百分含量(质量分数物质的量分数体积分数等)均相同2等效平衡的判断方法(1)恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应判断方法极值等量即等效例如2SO2(g)O2(g)2SO3(g)    2 mol    1 mol     0    0  0     2 mol    0.5 mol   0.25 mol  1.5 mol    a mol    b mol     c mol上述①②③三种配比按化学方程式的化学计量数关系均转化为反应物SO2均为2 molO2均为1 mol三者建立的平衡状态完全相同abc三者的关系满足ca2b1即与上述平衡等效(2)恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应判断方法极值等比即等效例如2SO2(g)O2(g)2SO3(g)    2 mol    3 mol    0    1 mol    3.5 mol  2 mol    a mol    b mol     c mol按化学方程式的化学计量数关系均转化为反应物①②故互为等效平衡abc三者关系满足即与①②平衡等效(3)恒温条件下反应前后体积不变的反应判断方法无论是恒温恒容还是恒温恒压只要极值等比即等效因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响例如H2(g)I2(g)2HI(g)    1 mol  1 mol  0    2 mol  2 mol  1 mol    a mol  b mol  c mol①②两种情况下n(H2)n(I2)11故互为等效平衡abc三者关系满足11ab11c0即与①②平衡等效3虚拟中间态法构建等效平衡(1)构建恒温恒容平衡思维模式新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成相当于增大压强(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例见图示)新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加压强不变平衡不移动对于以下三个反应从反应开始进行到达到平衡后保持温度体积不变按要求回答下列问题(1)PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)再充入PCl5(g)平衡向________方向移动达到平衡后PCl5(g)的转化率________PCl5(g)的百分含量______答案 正反应 减小 增大(2)2HI(g)I2(g)H2(g)再充入HI(g)平衡向________方向移动达到平衡后HI的分解率________HI的百分含量________答案 正反应 不变 不变(3)2NO2(g)N2O4(g)再充入NO2(g)平衡向________方向移动达到平衡后NO2(g)的转化率________NO2(g)的百分含量________答案 正反应 增大 减小(4)mA(g)nB(g)pC(g)同等倍数的加入A(g)B(g)平衡正向移动达到平衡后mn>pAB的转化率都增大体积分数都减小mnpAB的转化率体积分数都不变mn<pAB的转化率都减小体积分数都增大特别提醒 上述反应达平衡后,若保持温度、压强不变,再加入一定量的反应物,则移动的结果无论是哪种情况,反应物的转化率和体积分数都不发生变化。平衡转化率的分析与判断方法反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)的转化率分析若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比,达到平衡后,它们的转化率相等。若只增加A的量,平衡正向移动,B的转化率提高,A的转化率降低。若按原比例同倍数地增加(或降低)AB的浓度,等效于压缩(或扩大)容器体积,气体反应物的转化率与化学计量数有关。同倍增大c(A)c(B)1已知2SO2 (g)O2 (g)2SO3 (g) ΔH=-197 kJ·mol1向同温同体积的三个密闭容器中分别充入气体() 2 mol SO21 mol O2() 1 mol SO20.5 mol O2 () 2 mol SO3 恒温恒容下反应达平衡时下列关系一定正确的是(  )A容器内压强ppp>2pBSO3的质量mmm>2mCc(SO2)c(O2)之比为kkk>kD反应放出或吸收热量的数值QQQ>2Q答案 B解析 因为反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)在恒温、恒容的条件下进行。根据等效平衡的原理可知,甲与丙最后达到平衡时SO2O2SO3的物质的量、容器内的压强、SO2O2的比值都相同;乙相当于在甲容器达到平衡后,将容器的体积瞬间扩大为原来的2倍。设甲达到平衡时容器内的压强为p,此时容器内瞬间压强减小为,此时平衡向逆反应方向移动,气体的物质的量增加,SO3的质量减小,所以容器内气体的压强增大,则p>,则2p>ppSO3的质量,mm>2mA错、B对;当甲容器达到平衡后瞬间将容器体积扩大2倍,平衡向逆反应方向移动,但是生成的SO2O2的物质的量之比为21,这与开始两者加入的物质的量之比相同,所以在此过程中SO2O2的物质的量之比一直是21不变,C错;甲与丙为等效平衡,但达到平衡时,甲容器中SO2的转化率与丙容器中SO3的转化率不一定相等,即Q不一定等于QD错。2一定条件下存在反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)其正反应放热12表示起始时容器甲丙体积都是V容器乙丁体积都是向甲丙内都充入2a mol SO2a mol O2并保持恒温向乙丁内都充入a mol SO20.5a mol O2并保持绝热(即与外界无热量交换)在一定温度时开始反应下列说法正确的是(  )A1达平衡时浓度c(SO2)B1达平衡时平衡常数K<C2达平衡时所需时间t>D2达平衡时体积分数φ(SO3)>答案 CD解析 甲和乙若都是恒温恒压,则两者等效,但乙为绝热恒压,又该反应正反应为放热反应,则温度:甲<乙,温度升高平衡向逆反应方向移动,浓度c(SO2):甲<乙,平衡常数K:甲>乙,故AB项错误;丙和丁若都是恒温恒容,则两者等效,但丁为绝热恒容,则温度:丙<丁,温度越高,反应速率越快,到达平衡的时间越短,所用的时间:丙>丁,C正确;温度升高平衡向逆反应方向移动,体积分数φ(SO3):丙>丁,D项正确。3.恒温恒压下在一可变容积的容器中发生如下反应A(g)B(g)C(g)(1)若开始时放入1 mol A1 mol B达到平衡后生成a mol C这时A的物质的量为________mol(2)若开始时放入3 mol A3 mol B达到平衡后生成C的物质的量为________mol(3)若开始时放入x mol A2 mol B1 mol C达到平衡后AC的物质的量分别是y mol3a molx________moly________mol平衡时B的物质的量________(填字母)A大于2 molB等于2 molC小于2 molD可能大于等于或小于2 mol作出此判断的理由是_________________________________________________________(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3 mol C待再次达到平衡后C的物质的量分数是________.若维持温度不变在一个与(1)反应前起始体积相同且容积固定的容器中发生上述反应(5)开始时放入1 mol A1 mol B达到平衡后生成b mol Cb(1)小题中的a进行比较________(选填一个编号)a<b   a>bab   不能比较作出此判断理由是________________________________________________________答案 (1)(1a) (2)3a (3)2 (33a) D 3a>1B的物质的量小于2 mol3a1B的物质的量等于2 mol3a<1B的物质的量大于2 mol (4) (5) 因为(5)小题中容器的容积不变(1)小题中容器的容积缩小所以随着反应进行(5)小题的容器中的压强小于(1)小题容器中的压强有利于平衡逆向移动故反应达到平衡后a>b解析 (1)由反应A(g)B(g)C(g)可知,生成a mol C必消耗a mol A,则n(A)(1a)mol(2)(2)(1)为恒温恒压条件下的等效平衡,且(2)开始时AB的物质的量为(1)开始时AB物质的量的3倍,则达到平衡后(2)生成C的物质的量为(1)生成C的物质的量的3倍,故生成C的物质的量为3a mol(3)(3)(2)为恒温恒压条件下的等效平衡,若1 mol C全部生成AB,则可得到1 mol A1 mol B,则x mol1 mol3 mol,解得x2              A(g)B(g)C(g)开始物质的量mol  2      2      1转化物质的量mol  3a1  3a1  3a1平衡物质的量mol  33a  33a  3a从而可得y33an(B)(33a)mol由此可知,若3a>1,则B的物质的量小于2 mol;若3a1,则B的物质的量等于2 mol;若3a<1,则B的物质的量大于2 mol(4)(4)(1)(2)均为等效平衡,则(4)(1)(2)C的物质的量分数均相等,故C的物质的量分数为(5)因为容器的容积不变,而(1)小题中容器的容积缩小,所以随着反应进行,(5)小题的容器中的压强小于(1)小题容器中的压强,有利于平衡逆向移动,故反应达到平衡后a>b

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