等效平衡常见题型探析
作者:王如意
来源:《中学生数理化·学习研究》2017年第06期
1.恒温恒容。
此条件下的等效平衡,一般是在温度不变的固定体积的密闭容器中改变压强。解题时首先要根据生成物和反应物气体的体积进行比较,然后判断压强改变对化学平衡是否有影响。 例1在一个固定体积的密闭容器中,温度一定,进行反应H2(g)+I2(g)2HI(g)。若起始时加入1molH2(g)和2molI2(g),当达到平衡状态时H2的体积分数为a。将下列四种情况分别投入上述容器且保持温度不变,平衡时H2的体积分数也为a的是()。 A.2molH2和1molI2(g) B.3molHI(g)
C.2molH2(g)和2molI2(g) C.1molI2(g)和2molHI(g)
解析:原平衡起始时n(H2)∶n(I2)=1∶2,A项n(H2)∶n(I2)=2∶1,C项n(H2)∶n(I2)=1∶1,不能建立原平衡的等效平衡。B项加入3molHI,等价转化后,相当于加入1.5molH2和1.5molI2,不能建立等效平衡。答案为D。 2.恒温恒压。
各种形式的活塞就是恒压的象征,特点是容器的体积随混合物的体积变化而变化,容器内压强保持不变。解决此问题时,要结合压强对化学平衡移动的影响进行判断。 图1
例2如图1所示,隔板Ⅰ固定不动,活塞Ⅱ可自由移动,M、N两个容器中均发生反应: N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH=-192kJ·mol-1。向M、N中都通入xmolN2和ymolH2的混合气体,初始M、N的容积相同,保持温度不变,下列说法正确的是()。 A.若x∶y=1∶2,则平衡时M中的转化率:N2>H2
B.若x∶y=1∶3,当M中放出热量172.8kJ时,N2的转化率为90% C.若x=1,y=3,则达到平衡时反应物的转化率N>M D.平衡时N2在0.9mol两容器中的体积分数可能相等
解析:M容器保持恒容,N容器保持恒压。反应前后气体的体积不相等,因而反应受压强的影响,M、N中不是等效平衡。A項可设发生反应的N2的量为amol,则发生反应的H2的量为3amol。ax 3.综合应用。
解题时要掌握各种平衡的特点,进行比较计算。
例3(2016江苏)如表1,一定温度下,在3个体积均为1.0L的容量密闭容器中反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)达到平衡,下列说法正确的是()。 A.该反应的正反应放热
B.达到平衡时,容器Ⅰ中反应物的转化率比容器Ⅱ中的大 C.达到平衡时,容器Ⅱ中的c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的2倍 D.达到平衡时,容器Ⅲ中的反应速率比容器Ⅰ中的大
解析:Ⅰ和Ⅲ为等效平衡,而Ⅲ的温度比Ⅰ高,生成物的平衡浓度比Ⅰ小,说明温度升高,平衡向逆反应方向移动,反应为放热反应,A项正确。Ⅱ中反应物的浓度是Ⅰ中的2倍,而压强增大,反应向正方向移动,Ⅱ中H2转化率大于Ⅰ,则Ⅱ中c(H2)小于Ⅰ中c(H2)2倍,B、C项错误。正确答案为D。 作者单位:湖北省天门中学
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