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1、2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作 化学平衡1. 正确理解等效平衡概念。化学平衡状态与条件息息相关，而与建立平衡的途径无关。对于同一可逆反应，在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，以不同投料方式（即从正反应、逆反应或从中间状态开始）进行反应，只要达到平衡时相同组分在各混合物中的百分数（体积、物质的量或质量分数）相等，这样的化学平衡即互称为等效平衡。切记的是，是组分的百分数相同，包括体积分数、物质的量分数或质量百分数，而不仅仅是指浓度相同，因为同一组分百分数相同时其浓度不一定相等。2. 等效平衡规律2.1 规律：恒温恒容条件下2.1.1 恒温恒容时，对一般的可逆反应，不同的投料
2、方式如果根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时，反应物（或生成物）中同一组分的物质的量完全相同，则互为等效平衡。此时的一般是指不考虑反应本身的特点，计算的关键是换算到同一边后各组分要完全相同。范例1：定温定容下，可逆反应N2(g) +3H2(g)2NH3(g)按下列四种不同投料方式达到平衡后，N2的体积分数都相等，请填写下面的空格。 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡时n（NH3）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 3 0 a等效于（投料2）/ mol： 0 等效于（投料3）/ mol： 4/3 等效于（投料4）/ mol： a b c a、b、c取值必须满足的一般条件
3、是（用两个方程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c）： 、 。2.1.2恒温恒容时，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，不同的投料方式如果根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时，只要反应物（或生成物）中各组分的物质的量的比例相同，即互为等效平衡。此时的反应特点是无体积变化，计算的关键是换算到同一边后各组分只需要物质的量之比相同即可。在具体分析中，有两种情况需要注意：2.1.2.1 最初投料方式与化学方程式计量系数比不一致时。范例2：定温定容下，可逆反应H2(g) + I2(g)2HI(g)按下列四种不同投料方式达到平衡后，H2的体积分数都相等，请填写下面的空格。H2(g) + I2
4、(g) 2HI(g) 平衡时n（HI）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 2 0 a等效于（投料2）/ mol： 0 1 等效于（投料3）/ mol： 0 1 等效于（投料4）/ mol： a b c a、b、c取值必须满足的一般条件是 。2.1.2.2 最初投料方式与化学方程式计量系数比一致时。范例3：定温定容下，可逆反应H2(g) + I2(g)2HI(g)按下列四种不同投料方式达到平衡后，H2的体积分数都相等，请填写下面的空格。H2(g) + I2(g) 2HI(g) 平衡时n（HI）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 1 0 a等效于（投料2）/ mol： 0 等效于（投料
5、3）/ mol： 1.5 等效于（投料4）/ mol： 1 结论： 范例4：在恒容的密闭容器中，充入2molA和1molB的气体后发生反应：2A(g)+B(g) xC(g)。达到平衡后，C的体积分数为W；若维持容器体积和温度不变，按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始物质的量，达到平衡后，C的体积分数仍为W。则x值可能为（ ） A 1 B 2 C 3 D 42.2 规律：恒温恒压条件下：在恒温恒压时，可逆反应以不同的投料方式进行反应，如果根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时，只要反应物（或生成物）中各组分的物质的量的比例相同，即互为等效平衡。此时计算的关键是换算到一边后只需
6、比例相同即可，并对反应特点没有要求。在具体分析中亦有两种情况需要注意：2.2.1 最初投料方式与化学方程式计量系数比不一致时。范例5：在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中，保持一定温度和压强，进行以下反应：N23H22NH3。已知加入1mol N2和4mol H2时，达到平衡后生成a mol NH3（见下表已知项）。在相同温度、压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变。对下列编号的状态，填写表中空白。 已知编号起始状态物质的量 n/mol平衡时NH3的物质的量n/molN2H2NH3140a1.56010.5amg(g4m)2.2.2 最初投料方式与化学方程式计量系数比一致时。范例6：在一个盛有
7、催化剂容积可变的密闭容器中，保持一定的温度和压强，进行以下反应：N2(g) +3H2(g)2NH3(g)。已知加入1molN2和3molH2时，达到平衡后生成amol，在相同温度、压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变。请填写下面的空格。N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡时n（NH3）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 3 0 a等效于（投料2）/ mol： 2 6 等效于（投料3）/ mol： 1 等效于（投料4）/ mol： m n q a、b、c取值要满足的条件是： 结论： 1在恒温恒压条件下，向可变的密闭容器中充入3LA和2LB发生如下反应3A（g）+2B（g）x
8、C（g）+yD（g）,达到平衡时C的体积分数为m%。若维持温度不变，将0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作为起始物质充入密闭容器中，达到平衡时C的体积分数仍为m%。则x、y的值分别为（）Ax=3、y=1Bx=4、y=1 Cx=5、y=1Dx=2、y=32在一定温度下保持压强相等的密闭容器中，充入1molA、2molB发生A（g）+B（g）2C+D，达到平衡时A的百分含量为w，下列物质组合充入该容器中，A的含量仍为w的是（ ）A2molC+1molD B1molB+2molC+2molDC1molA+1molB D1molA+4molB+4molC+2molD3将2.0 mol SO2气
9、体和2.0 mol SO3气体混合于固定体积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)，达到平衡时SO3为n mol。在相同温度下，分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时SO3等于n mol的是 ( )A1.6 mol SO20.3 mol O20.4 mol SO3 B2.0 mol SO21.0 mol O2C2.0 mol SO21.0 mol O22.0 mol SO3 D3.0 mol SO20.5 mol O21.0 mol SO34在一个体积固定的密闭容器中加入2 mol A和1 mol B，发生反应：2A(g)B(g)3C(g)D(
10、g)，达到平衡时C的浓度为a molL1。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，达到平衡后，C的浓度仍为a molL1的是（ ）A4molA2molB B2molA1molB3molC1molDC3molC1molD1molB D3molC1molD5在一定温度下的容积固定的密闭容器里充入1molC和1mol水蒸气，发生反应：C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）。当反应达到平衡时，测得水蒸气的浓度为Wmol/L，如果起始按下列配比填料，平衡时水蒸气的浓度不为W mol/L的是（ ）A2molC+1molCO+1molH2 B1molCO+1molH2 C2.5molC+
11、2molH2O(g) D0.5molH2O (g) +0.5molH2+0.5molCO+0.5molC6（05江苏）一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g) + B(g) 3C(g)，若反应开始时充入2 mol A和2 mol B，达平衡后A的体积分数为a %。其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a %的是A2 mol C B2 mol A、1 mol B和1 mol He（不参加反应）C1 mol B和1 mol C D2 mol A、3 mol B和3 mol C7.（05山东模拟）:恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：N2(g)
12、+3H2(g)2NH3(g)(1)若开始时放入1molN2和3molH2，达到平衡后，生成a molNH3，这时N2的物质的量为 mol(2)若开始时无NH3，只放入N2和H2，达到平衡时生成NH3的物质的量为3a mol，则开始时放入N2和H2的物质的量分别为 mol和 mol。(3)若开始时放入x molN2、6 molH2和2 molNH3，到达平衡后，N2和NH3的物质的量分别是ymol和3amol，则x mol，y mol。平衡时H2的物质的量 。甲：大于6mol 乙：等于6mol 丙：小于6mol 丁：可能大于、等于或小于6mol做出此判断的理由是 (4)若在(3)的平衡混合物中再
13、加入6molNH3，待再次达到平衡后NH3的物质的量分数是 。 8.（08江苏卷）将一定量的SO2和含0.7mol氧气的空气（忽略CO2）放入一定体积的密闭容器中，550时，在催化剂作用下发生反应：2SO2+O2 2SO3（正反应放热）。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体体积减少了21.28L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2，气体的体积又减少了5.6L（以上气体体积均为标准状况下的体积）。（计算结果保留一位小数）。请回答下列问题：(1）判断该反应达到平衡状态的标志是 。（填字母）aSO2和SO3浓度相等 bSO2百分含量保持不变c容器中气体的压强不变
14、dSO3的生成速率与SO2的消耗速率相等e容器中混合气体的密度保持不变(2）欲提高SO2的转化率，下列措施可行的是 。（填字母） a向装置中再充入N2 b向装置中再充入O2 c改变反应的催化剂 d生高温度(3）求该反应达到平衡时SO2的转化率（用百分数表示）。(4）若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl2溶液，生成沉淀多少克？9. 现有甲、乙两个极易导热的密闭容器，甲中保持容积不变，乙中的活塞可上下移动，以保持内外压强相等。在相同条件下将3mol A、1mol B分别同时混合于甲、乙两个容器中，发生反应：3A(g)B(g)2C(g)D(g) (1)起始时,两容器的反应速率为V(甲) V(乙)
15、（填、 或=);平衡时的A的转化率为甲 乙（填、 或 =);平衡时B的百分含量为甲 乙（填、 或 =)。（2）达到平衡时，甲中A的浓度为M mol/L。C的浓度为N mol/L，乙中A的浓度为m mol/L，C的浓度为n mol/L，则M_m；N_n（填、无法比较）。（3）保持温度不变，按下列配比分别充入甲、乙两容器中，达平衡后，甲中C的浓度为N molL1的是 ，乙中C的浓度为n mo1L1的是 。A.6molA2mol B B.3mol A2mol C C.2mol C1mol B1mol DD.2molC1mol D E.1.5mol A0.5mol B1mol C0.5mol D（4）
16、若将2mol C和2mol D充入甲中，保持温度不变，平衡时A的浓度为W molL1，C的浓度为Y molL1，则W和M，Y和N之间的关系为W_M，Y_N。（5）保持温度不变，若将4mol C和2mol D充入甲中，平衡时A的浓度为R mo1L1，则( )A.R2M B.RM C.MR2M D.R2M答案与解析1. 正确理解等效平衡概念。化学平衡状态与条件息息相关，而与建立平衡的途径无关。对于同一可逆反应，在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，以不同投料方式（即从正反应、逆反应或从中间状态开始）进行反应，只要达到平衡时相同组分在各混合物中的百分数（体积、物质的量或质量分数）相等，这样的化学平衡即
17、互称为等效平衡。切记的是，是组分的百分数相同，包括体积分数、物质的量分数或质量百分数，而不仅仅是指浓度相同，因为同一组分百分数相同时其浓度不一定相等。2. 等效平衡规律2.1 规律：恒温恒容条件下2.1.1 恒温恒容时，对一般的可逆反应，不同的投料方式如果根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时，反应物（或生成物）中同一组分的物质的量完全相同，则互为等效平衡。此时的一般是指不考虑反应本身的特点，计算的关键是换算到同一边后各组分要完全相同。范例1：定温定容下，可逆反应N2(g) +3H2(g)2NH3(g)按下列四种不同投料方式达到平衡后，N2的体积分数都相等，请填写下面的空格。 N2(g) +
18、 3H2(g) 2NH3(g) 平衡时n（NH3）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 3 0 a等效于（投料2）/ mol： 0 等效于（投料3）/ mol： 4/3 等效于（投料4）/ mol： a b c a、b、c取值必须满足的一般条件是（用两个方程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c）： 、 。解答：换算的基本思路是：将最初的投料方式看成起始量，其它的投料方式看成由起始量经过反应而得来。即根据已知的一个量求出各组分消耗或生成的量，然后由起始量减去消耗的量或加上生成的量，就可得到其它投料方式中各组分的值。 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡时n（NH3）/m
19、ol起始量（投料1）/ mol： 1 3 0 a等效于（投料2）/ mol： 0 x1 y1 n1平等效于/ mol： 0y1/2 x13y1/2 0等效于（投料3）/ mol： x2 y2 4/3 n2平等效于/ mol： x2 y2 0等效于（投料4）/ mol： a b c n3平等效于/ mol： ac/2 b3c/2 0根据换算到同一边时，反应物（或生成物）中同一组分的物质的量与起始量完全相同，得0y1/21，x13y1/23，得x10，y12，n1平a x22/31，y223，得x21/3，y21，n2平a ac/21，b3c/2 3，n3平a 。 所以a、b、c取值必须满足的一般
20、条件为：ac/21，b3c/23。2.1.2恒温恒容时，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，不同的投料方式如果根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时，只要反应物（或生成物）中各组分的物质的量的比例相同，即互为等效平衡。此时的反应特点是无体积变化，计算的关键是换算到同一边后各组分只需要物质的量之比相同即可。在具体分析中，有两种情况需要注意：2.1.2.1 最初投料方式与化学方程式计量系数比不一致时。范例2：定温定容下，可逆反应H2(g) + I2(g)2HI(g)按下列四种不同投料方式达到平衡后，H2的体积分数都相等，请填写下面的空格。H2(g) + I2(g) 2HI(g) 平衡时n（HI
21、）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 2 0 a等效于（投料2）/ mol： 0 1 等效于（投料3）/ mol： 0 1 等效于（投料4）/ mol： a b c a、b、c取值必须满足的一般条件是 。解答： H2(g) + I2(g) 2HI(g) 平衡时n（HI）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 2 0 a等效于（投料2）/ mol： 0 x 1 n1平等效于/ mol： 01/2 x1/2 0 等效于（投料3）/ mol： 0 1 y n2平等效于/ mol： 0y/2 1y/2 0 等效于（投料4）/ mol： a b c 等效于/ mol： ac/2 bc/2 0 根
22、据换算到同一边后只需要各组分物质的量之比与起始量相同，得，x； 平衡时：，得n1平a/2 ，y2； 平衡时：，得n2平a a、b、c取值必须满足的一般条件是：，得b2ac/22.1.2.2 最初投料方式与化学方程式计量系数比一致时。范例3：定温定容下，可逆反应H2(g) + I2(g)2HI(g)按下列四种不同投料方式达到平衡后，H2的体积分数都相等，请填写下面的空格。H2(g) + I2(g) 2HI(g) 平衡时n（HI）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 1 0 a等效于（投料2）/ mol： 0 等效于（投料3）/ mol： 1.5 等效于（投料4）/ mol： 1 解答： H2
23、(g) + I2(g) 2HI(g) 平衡时n（HI）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 1 0 a等效于（投料2）/ mol： 0 x1 y1 n1平等效于/ mol： 0y1/2 x1y1/2 0等效于（投料3）/ mol： x2 1.5 y2 n2平等效于/ mol： x2y2/2 1.5y2/2 0等效于（投料4）/ mol： x3 y3 1 n3平等效于/ mol： x31/2 y31/2 0根据换算到同一边后只需要各组分物质的量之比与起始量相同，得，得x10，y10，平衡时：，n1平 ，得x21.5，y20，平衡时：，得n2平 ，得x3y30，平衡时：，得n3平 由上述讨论可
24、知，最初投料方式与化学方程式计量系数比不一致时，各投料方式中的结果都是唯一值，而如果最初投料方式与化学方程式计量系数比一致时，各投料方式中的结果不一定是唯一值。范例4：在恒容的密闭容器中，充入2molA和1molB的气体后发生反应：2A(g)+B(g) xC(g)。达到平衡后，C的体积分数为W；若维持容器体积和温度不变，按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始物质的量，达到平衡后，C的体积分数仍为W。则x值可能为（ ） A 1 B 2 C 3 D 4解答：此题关键是分析要全面。若反应前后体积不相等，则两种投料方式换算到同一边后各组分应完全相同（即恒温恒容时一般可逆反应的等效平衡换
25、算）： 2A(g) + B(g) xC(g)起始量/mol： 2 1 0等效于/mol： 0.6 0.3 1.4等效于/mol： 0.61.4 0.31.4 00.61.42 ， 0.31.41，得x2若反应前后气体体积不变（即3），等效平衡只需要两种投料方式换算到同一边后各组分比例相同即可（恒温恒容时分子总数不变的可逆反应的等效平衡换算）。而1.4mol换算到反应物后，与的物质的量之比为，与起始量的投料比相同，故x3成立。选BC。2.2 规律：恒温恒压条件下：在恒温恒压时，可逆反应以不同的投料方式进行反应，如果根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时，只要反应物（或生成物）中各组分的物质的量
26、的比例相同，即互为等效平衡。此时计算的关键是换算到一边后只需比例相同即可，并对反应特点没有要求。在具体分析中亦有两种情况需要注意：2.2.1 最初投料方式与化学方程式计量系数比不一致时。范例5：在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中，保持一定温度和压强，进行以下反应：N23H22NH3。已知加入1mol N2和4mol H2时，达到平衡后生成a mol NH3（见下表已知项）。在相同温度、压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变。对下列编号的状态，填写表中空白。 已知编号起始状态物质的量 n/mol平衡时NH3的物质的量n/molN2H2NH3140a1.56010.5amg(g4m)解答： N2
27、(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡时n（NH3）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 4 0 a等效于（投料2）/ mol： 1.5 6 0 n1平 等效于（投料3）/ mol： x y 1 0.5a 等效于/ mol： x1/2 y3/2 0 等效于（投料4）/ mol： m g（g4m） z n2平等效于/ mol： mz/2 g3z/2 0根据换算到同一边后只需要各组分物质的量之比与起始量相同，得，得n1平1.5a ，得x0，y0.5，得z2（g4m），平衡时：，得n2平（g3m）a2.2.2 最初投料方式与化学方程式计量系数比一致时。范例6：在一个盛有催化剂容积可变的密
28、闭容器中，保持一定的温度和压强，进行以下反应：N2(g) +3H2(g)2NH3(g)。已知加入1molN2和3molH2时，达到平衡后生成amol，在相同温度、压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变。请填写下面的空格。N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡时n（NH3）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 3 0 a等效于（投料2）/ mol： 2 6 等效于（投料3）/ mol： 1 等效于（投料4）/ mol： m n q a、b、c取值要满足的条件是： 解答： N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡时n（NH3）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 3
29、0 a等效于（投料2）/ mol： 2 6 x n1平等效于/ mol： 2x/2 63x/2 0等效于（投料3）/ mol： y z 1 n2平等效于/ mol： y1/2 z3/2 0等效于（投料4）/ mol： m n q n3平等效于/ mol： mq/2 n3q/2 0根据换算到同一边后只需要各组分物质的量之比与起始量相同，得，得x0，平衡时：，得n1平，得z3y，y0，平衡时：，得n2平，得n3m，m0，q0，平衡时：，得n3平a、b、c取值要满足的条件是：n3m，m0，q0。由上述讨论可知，最初投料方式与化学方程式计量系数比不一致时，各投料方式中的结果都是唯一值，而如果最初投料方
30、式与化学方程式计量系数比一致时，各投料方式中的结果不一定是唯一值。答案：1. C 2.D 3.D 4.D 5.C 6.AB 7. （1）1a/2 （2）3；9 （3）x2，y33a/2，D 若3a2，则平衡时H2的物质的量小于6mol；若3a2，则平衡时H2的物质的量等于6mol，若3a2，在平衡时H2的物质的量大于6mol。 （4）a/（4-a）8.（1）bc （2）b（3）消耗的O2物质的量： 生成的SO3物质的量： SO2和SO3的物质的量和： 反应前的SO2物质的量： SO2的转化率：（4）在给定的条件下，溶液呈强酸性，BaSO3不会沉淀。因此BaSO4的质量为：9.（1）= （2） （5）C10