2021高考化学考点等效平衡(提高)

【答案】（1）故 c=2。（2）b=0.25，c=1.5。（3）
。
【解析】该反应是一个化学反应前后气体分子数减小的可逆反应，在定温、定容下建立
的同一化学平衡状态。我们常采用“等价转换”的方法，分析和解决等效平衡问题。
（1）若 a=0，b=0，这说明反应是从逆反应开始，通过化学方程式 可以看出，反应从 2 mol SO3 开始，通过反应的化学计量数之比换算成 和 的物质的 量（即等价转换），恰好跟反应从 2 mol SO2 和 1 mol O2 的混合物开始是等效的，故 c=2。
外界条件
等温等容
等温等容
等温等压
反应类型
任意可逆反应
Δn(g)=0 的反应
任意可逆反应
等价转换
转化为同一方物质 n 相等
转化为同一方物质 n 成比例
转化为同一方物质 n 成比例
等效情况
ω%相等 C 相等 n 相等
ω%相等 C 成比例 n 成比例
ω%相等 C 相等 n 成比例
注：n 表示各物质的物质的量、ω%表示质量分数、C 表示物质的量浓度、Δn(g) =0 表 示反应前后气体的总物质的量不变
一次反应达到的平衡为等效平衡，通过改变外界条件瞬间改变该中间状态，根据平衡移动原 理该状态最终趋于新的平衡。可通过中间状态的移动判断改变条件后的平衡移动所造成的相 关量的变化。
等效模型的使用条件：当改变量为整个反应体系时，用等效模型分析；当改变量为整个 反应体系中的某一个组分，用勒沙特列原理分析。 【典型例题】
1
的比值相同，则建立的平衡与原平衡视为等效。二是恒容恒压（容器的体积可变）条件下， 只要按照化学计量数换算到一边即“一边倒”，与原平衡的初始量的比值相同，则建立的平 衡与原平衡视为等效。
考点三、实例分析：等效平衡的分类和规律
1、对反应前后气体体积不等的反应： N2 （g）+3 H2 （g）
2 NH3 （g）
（2 分）2x＋z＝2；
（2 分）2y＋3z＝6．
a 与 b 的关系是： a＞b
类型二：恒温恒容下，对于反应前后气体体积没有变化的反应来说（即△V=0 的体系）：等 价转化后，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。 例 2、在一个固定容积的密闭容器中，保持一定的温度进行以下反应：
2
该容器中维持温度不变，令 a、b、c 分别代表初始时加入的
的物质的量（mol），
如果 a、b、c 取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡状态时，反
应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡完全相同。请填空：
（1）若 a=0，b=0，则 c=___________。 （2）若 a=0.5，则 b=___________，c=___________。 （3）a、b、c 的取值必须满足的一般条件是___________，___________。（请用两个 方程式表示，其中一个只含 a 和 c，另一个只含 b 和 c）
B. 2molNH3 和 1molN2 ，比起始时 2molNH3 多了 1molN2；
C. 将 3molH2 和 2molN2 转化为 NH3 时生成 NH32mol，同时余 1molN2，比起始时 2molNH3
多了 1molN2；
D. 将 0.95molN2 和 2.85molH2 完全转化为 NH3 时生成 NH3 1.9mol，再加上加入的 0.1mol NH3，
共为 2mol NH3，与起始时 2mol NH3 相同。 故本题正确答案为 A、D。
【高清课堂：等效平衡 ID：363511 例 4】
【变式 2】在一固定容积的密闭容器中，加入 m mol A 和 n mol B，发生下列反应：mA(g) +
nB(g)
pC(g)，平衡时 C 的浓度为 w mol/L。若维持容器体积和温度不变，起始时放入
要点诠释：
等效平衡的解题方法与技巧是：明确等效平衡的种类：一是恒温恒容下的等效平衡，它
再细分成二种情况，①是反应前后气体的体积不相等的的反应，只要按照化学计量数换算到
一边即“一边倒”，与原平衡的初始量相同，则建立的平衡与原平衡视为等效；②是反应前
后气体的体积相等，只要按照化学计量数换算到一边即“一边倒”，与原平衡物质的初始量
（3）题中要求 2 mol SO2 和 1 mol O2 要与 a mol SO2、b mol O2 和 c mol SO3 建立等效平
衡。由化学方程式
可知，c mol SO3 等价转换后与 c mol SO2 和
等效，即是说，
和
与 a mol SO2、b mol O2 和 c mol SO3 等效，
a mol A、b mol B、c mol C，要使平衡后 C 的浓度仍为 w mol/L，则 a、b、c 必须满足的关
系是
【答案】BC 【解析】本题要达等效平衡，需满足：根据方程式系数将起始量采用一边倒法归到同一 半边后（左边或右边），对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同。
【高清课堂：等效平衡 ID：363511 例 3】
转换 对应相等
对应 成比例
条件 定T定V 定T定P 定T定V 定T定P
浓度 相等 相等 不相等 相等
含量 相等 相等 不相等 相等
物质的量 相等 相等 不相等 成比例
质量分数 相等 相等
不相等 相等
2、对反应前后气体体积相等的反应：H2(g)＋ I2(g)
2H I(g)
转换
条件
浓度
含量
物质的量
质量分数
行]．若相同条件下，达到平衡时混合物中各组分的百分含量不变，请填空：
4
【答案】 恒 压 恒 容
（2）
9
3a
（3）
0.4
1.2
x、y、z 取值必须满足的一般条件：（2 分）y＝3x（x≥0）；z≥0
（x、y、z 不同时为 0）
（5）
2
（6）
0.75
0.5
x、y、z 取值必须满足的一般条件（一个只含 x、z，另一个只含 y、z）：
已知加入 1 mol H2 和 2 mol Br2 时，达到平衡后生成 a mol HBr（见下表已知项），在相 同条件下，且保持平衡时各组分的体积分数不变，对下列编号①～③的状态，填写下表中的 空白。
5
【解析】在定温、定容下，
建立起化学平衡状态，从化学
方程式可以看出，这是一个化学反应前后气体分子数相等的可逆反应。根据“等价转换”法，
对应相等
定T定V 定T定P
相等 相等
相等 相等
相等 相等
相等 相等
对应 成比例
定T定V 定T定P
不相等 相等
相等 相等
成比例 成比例
相等 相等
考点四、等效模型
在化学平衡中经常对已达平衡的某反应体系继续投入一定量的反应物或生成物，再次
达到平衡后讨论其浓度、压强、转化率等的变化趋势，并与起始平衡时的状态进行比较。一 般的解题思路是在这两个平衡状态之间建立一个中间状态，进行分步讨论：此中间状态和第
那么也就是与 2 mol SO2 和 1 mol O2 等效。故有
。
【总结升华】这是一个等效平衡题。首先判断等效平衡的类型为等温等容下的等效平衡， 平衡等效的条件是“反应物的投料相当”。投料相当如何体现在具体的物质当中呢？我们可以 采用“一边倒”的极限法。凡能与起始时反应物 2 mol SO2 和 1 mol O2 相同的，都可保证达到 平衡状态时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡完全相同。
B．2mol NH3 和 1mol N2
C．2mol N2 和 3mol H2
D．0.1mol NH3,0.95mol N2 和 2.85mol H2
【答案】AD
【解析】根据方程式 2NH3 N2 + 3H2，采用“一边倒”的极限法分析：
A. 将 3molH2 和 1molN2 完全转化为 NH3，生成 NH32mol 与起始时反应物 2molNH3 相同；
通过反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量之比与原平衡相同，则达到平衡后
与原平衡等效。
①因为标准项中 n（ 起始）：n（ 起始）：n（HBr 平衡）=1：2：a，将 n（H2 起始） =2 mol，n（Br2 起始）=4 mol，代入上式得 n（HBr 平衡）=2a。
②参照标准项可知，n（HBr 平衡）=0.5a mol，需要 n（H2 起始）=0.5 mol，n（Br2 起始） =1 mol，n（HBr 起始）=0 mol。而现在的起始状态，已有 1 mol HBr，通过等价转换以后， 就相当于起始时有 0.5 mol H2 和 0.5 mol Br2 的混合物，为使 n（H2 起始）：n（Br2 起始）=1： 2，则需要再加入 0.5 mol Br2 就可以达到了。故起始时 H2 和 Br2 的物质的量应为 0 mol 和 0.5 mol。
类型一：恒温恒容下，对于反应前后气体体积发生变化的反应来说（即△V≠0 的体系）： 等价转化后，对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同，则两平衡等效。 例 1、在一定温度下，把 2 mol SO2 和 1 mol O2 通入一定容积的密闭容器中，发生如下反应，
，当此反应进行到一定程度时反应混合物就处于化学平衡状态。现在
【变式 3】密闭容器中，保持一定温度，进行反应： N2 (气) 3H2 (气)
2NH3 (气) ，
已知加入 1 mol N2 和 3 mol H2 ，在恒压条件下，达到平衡时生成 a mol NH3 [见下表中
编号（1）的一行]；在恒容条件下，达到平衡时生成 b mol NH3 [见下表中编号（4）的一
如果将两种不同方式的起始投料按方程式中的计量系数转换成同一半边满足对应相等， 这样最终达到的等效平衡不仅各组分的物质的量分数对应相等，而且其物质的量也对应相 等，则两平衡互为等同平衡。等同平衡可视为等效平衡的一种特殊情况。
遇到等效平衡问题时，特别注意以下几点：一看外界条件①恒温、恒容，②恒温、恒 压； 二看反应前后气体体积变化与否；三看“等效平衡”中的“等效”要求：一般指“物 质的量分数相等”，但有些题目中要求达到的等效平衡是“等物质的量”或“等浓度”等， 应格外注意题目的要求。解题时要分清类别，用相应的方法求解。我们常采用“等价转换” 的方法，分析和解决等效平衡问题。 考点二、等效平衡的类型和规律：
举一反三： 【变式 1】在 1L 密闭容器中通入 2mol NH3，在一定温度下发生下列反应：2NH3 N2 + 3H2， 达到平衡时容器内 N2 的百分含量为 a%，若维持容器的体积和温度不变，分别通入下列几组
3
物质，达平衡时,容器内 N2 的百分含量也为 a%的是
A．3mol H2 和 1mol N2
（2）由于 a=0.5<2，这表示反应从正、逆反应同时开始，通过化学方程式 可以看出，要使 0.5 mol SO2 反应需要同时加入 0.25 mol O2 才能进行，
通过反应的化学计量数之比换算成 SO3 的物质的量（即等价转换）与 0.5 mol SO3 是等效的， 这时若再加入 1.5 mol SO3 就与起始时加入 2 mol SO3 是等效的，通过等价转换可知也与起始 时加入 2 mol SO2 和 1 mol O2 是等效的。故 b=0.25，c=1.5。
③设起始时 HBr 的物质的量为 x mol，转换成 H2 和 Br2源自文库后，则 H2 和 Br2 的总量分别为（
）
mol 和（
）mol，根据
，解得
。设平衡时 HBr 的
物质的量为 y mol，则有 【答案】
，解得
。
举一反三：
6
【变式 1】已知 H2(g) + I2(g) 2HI(g) △H <0。有相同容积的定容密封容器甲和乙，甲 中加入 H2 和 I2 各 0.1 mol，乙中加入 HI 0.2 mol，相同温度下分别达到平衡。欲使甲中 HI 的平衡浓度大于乙中 HI 的平衡浓度，应采取的措施是：
高考总复习 等效平衡
【考纲要求】 1．理解等效平衡的含义、类型、规律； 2．理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率和化学平衡的影响，并
能用相关理论解决实际问题。 【考点梳理】 考点一、等效平衡的含义
在相同条件下，对同一可逆反应，不论从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，或 从正、逆两个方向同时开始；投料是一次还是分成几次，只要起始浓度相当（即按方程式中 的计量系数转换成同一半边满足对应相等或对应成比例），均可能达到同一平衡状态，即平 衡时相应组分的含量(体积分数、物质的量分数、质量分数)相同，这样的化学平衡称为等效 平衡。即在满足质量（原子）守恒定律的前提下，一定条件下的同一个平衡状态可以对应无 数个起始状态。