第39讲 等效平衡及其应用 -备战2024年高考化学【一轮·夯基提能】复习精讲精练

备战2024年高考化学【一轮·夯基提能】复习精讲精练 第39讲 等效平衡及其应用 本讲复习目标 1．了解等效平衡的含义； 2．掌握利用等效平衡来解决平衡问题。 夯基·知识精讲 1．等效平衡的含义 在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)下，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) ① 2 mol 1 mol 0 ② 0 0 2 mol ③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol ④ a mol b mol c mol 上述①②③三种配比，按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则SO2均为2 mol，O2均为1 mol，三者建立的平衡状态完全相同。 ④中a、b、c三者的关系满足c＋a＝2，＋b＝1，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) ① 2 mol 3 mol 0 ② 1 mol 1.5 mol 2 mol ③ 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，则①②中＝，故互为等效平衡。 ③中a、b、c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 1 mol 1 mol 0 ② 2 mol 2 mol 1 mol ③ a mol b mol c mol ①②两种情况下，n(H2)∶n(I2)＝1∶1，故互为等效平衡。 ③中a、b、c三者关系满足∶＝1∶1或以a∶b＝1∶1，c≥0，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。由增大压强平衡移动方向分析物质的转化率、百分含量、物质的量浓度、放出或吸收热量的变化情况。 （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。 4．等效平衡判断“四步曲” 观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应是反应前后气体体积不变的可逆反应还是反应前后气体体积改变的可逆反应； 挖掘反应条件，是恒温恒容还是恒温恒压，注意密闭容器不等于恒容容器； 采用一边倒法，将起始物质按可逆反应化学计量数之比转化成同一边的物质； 联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否为等效平衡。 【例题1】三个恒容密闭容器中(容积均相等)按不同方式投料，发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)   △H<0，相关数据如下，下列说法正确的是(　　) 容器1 容器2 容器3 反应温度T/K 770 770 800 反应物投入量 1molN2、3molH2 4molNH3 1molN2、3molH2 平衡v正(H2) mol/(L·min) v1 v2 v3 平衡c(NH3) mol/L c1 c2 c3 平衡转化率α α1(N2) α2(NH3) α3(N2) A．v1>v3 B．c2<2c1 C．c2>2c3 D．α1+α2>1 【例题2】已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲)2 mol SO2和1 mol O2；(乙)1 mol SO2和0.5 mol O2 ；(丙)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p：p甲＝p丙>2p乙 B．SO3的质量m：m甲＝m丙>2m乙 C．c(SO2)与c(O2)之比为k：k甲＝k丙>k乙 D．反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲＝Q丙>2Q乙 【例题3】初始温度为t ℃，向三个密闭的容器中按不同方式投入反应物，发生反应：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－116 kJ·mol－1，测得反应的相关数据如下： 容器 容器 类型 初始 体积 初始压 强/Pa 反应物投入量/m