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等效平衡（1） 高考頻度：★★★☆☆ 難易程度：★★★☆☆ 同溫度下，體積均為1 L的兩個恒容密閉容器中發(fā)生可逆反應：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.6 kJ/mol。測得數(shù)據(jù)如表： 下列敘述不正確的是 A．容器①、②中反應達平衡時壓強相等 B．容器②中反應開始時v(正)>v(逆) C．容器②中反應達平衡時，吸收的熱量Q為9.26 kJ D．若條件為“絕熱恒容”，容器①中反應達平衡時n(NH3)<0.6 mol 【參考答案】B 物質(zhì)的量小于0.6 mol，D項正確。 1．等效平衡的概念 在相同條件下(恒溫、恒容或恒溫、恒壓)，同一可逆反應體系，不管是從正反應方向開始，還是從逆反應方向開始，只要按化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比投入反應物或生成物，在達到化學平衡狀態(tài)時，任何相同組分的百分含量(體積分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)等)均相同，這樣的化學平衡互稱為等效平衡。 2．等效平衡的類型 等效類型 ① ② ③ 條件 恒溫、恒容 恒溫、恒容 恒溫、恒壓 反應的特點 任何可 逆反應 反應前后 氣體分子 數(shù)相等 任何可逆 反應 起始投料 換算為化 學方程式 同一邊物 質(zhì)，其 “量”相同 換算為化 學方程式 同一邊物 質(zhì)，其“量” 符合同一 比例 換算為化學方程式同一邊物質(zhì)，其“量”符合同一比例 平衡特點 質(zhì)量分數(shù)(w%) 相同 相同 相同 濃度(c) 相同 成比例 相同(氣體) 物質(zhì)的量(n) 相同 成比例 成比例 1．在1 L密閉容器中通入2 mol NH3，在一定溫度下發(fā)生反應:2NH3N2+3H2，達到平衡狀態(tài)時，N2的物質(zhì)的量分數(shù)為a%，維持容器的容積和溫度不變，分別通入下列幾組物質(zhì)，達到平衡狀態(tài)時，容器內(nèi)N2的物質(zhì)的量分數(shù)仍為a%的是 A．3 mol H2和1 mol NH3 B．2 mol N2和3 mol H2 C．1 mol N2和3 mol NH3 D．0.1 mol NH3、0.95 mol N2、2.85 mol H2 2．在溫度、容積相同的3個密閉容器中，按不同方式投入反應物，保持恒溫、恒容，測得達到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下[已知X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH=?Q kJmol?1]： 容器 甲 乙 丙 反應物投入量 1 mol X、3 mol Y 2 mol Z 4 mol Z Z的濃度(molL?1) c1 c2 c3 反應的能量變化 放出a kJ 吸收b kJ 吸收c kJ 體系壓強(Pa) p1 p2 p3 反應物轉(zhuǎn)化率 α1 α2 α3 下列說法正確的是 A．2c1>c3 B．a(chǎn)+b=Q C．2p2”“<”或“＝”)。 1．【答案】D 2．【答案】B 【解析】本題考查的是化學平衡中的等效平衡問題。甲容器反應物投入1 mol X、3 mol Y與乙容器反應物投入2 mol Z在保持恒溫、恒容情況下等效平衡，平衡時c1=c2、p1=p2、α1+α2=1、a+b能量總變化相當于1 mol X、3 mol Y完全轉(zhuǎn)化成2 mol Z的能量變化，即a+b在數(shù)值上就等于Q；甲容器反應物投入量1 mol X、3 mol Y與丙容器反應物投入量4 mol Z，若恒溫且丙容器容積是甲容器2倍，則甲容器與丙容器也是等效平衡，然而現(xiàn)在是溫度、容積相同的3個密閉容器，我們可以將丙容器當成是在恒溫且容積是甲容器兩倍條件下，體積受到了壓縮，原反應向氣體體積減少的方向進行，由平衡移動原理，則相較于乙容器而言，丙容器平衡向逆向移動，即向生成Z的方向移動，也就是說，丙容器的轉(zhuǎn)化率比乙容器還要低一些，因此2c1＜c3、2p2＞p3、α2＞α3、α1+α3＜1。A、甲、丙相比較，把丙看成是在恒溫且容積是甲容器兩倍條件下，體積受到了壓縮，原反應向氣體體積減少的方向進行，因此2c1＜c3，錯誤；B、甲乙平衡狀態(tài)相同，不同的是反應的起始方向不同，在此過程中乙吸收的熱熱量相當于甲完全轉(zhuǎn)化需再放出的熱量，故a+b=Q，正確；C、比較乙丙可知，丙中Z的物質(zhì)的量為乙的2倍，但加壓平衡向生產(chǎn)Z的方向移動，故2p2＞p3，錯誤；D、甲乙處于相同的平衡狀態(tài)，則α1+α2=1，而α2＞α3，所以α1+α3＜1，錯誤。故選B。 3．【答案】（1）D E （2）<