【高分】求高手解决高中化学平衡问题

帮忙解决一个高中化学平衡的问题~

3A（g）+B（g）可逆符号 xC（g）
3～1～x
0.6～2-1.8=0.2～0.2x
0.2x/2=0.4,x=4,生成C的平均反应速率为0.4/2=0.2mol/(l*min)
反应的n(A)=0.6mol,
A转化率为0.6/3=20%,B的转化率为0.2/2=10%,A>B
平衡不移动(容器的体积未发生变化)
假设充入A物质的量为bmol，再假设先将C物质向左完全反应
3A（g）+B（g）可逆符号 4C（g）
3～1～4
b+0.75a～0.25a～a
因为达到新的平衡时，各物质的物质的量分数与原平衡相同
则，（b+0.75a）/0.25a=3/2,b=-0.375a(故舍去)
因此充入B物质，同理，
假设充入B物质的量为bmol，再假设先将C物质向左完全反应
3A（g）+B（g）可逆符号 4C（g）
3～1～4
0.75a～0.25a+b～a
0.75a/0.25a+b=3/2,b=0.25a,
由此可知，相当于在t℃时,(3+0.75a)mol的A与(2+0.5a)molB反应达到的平衡，
因为达到新的平衡时，各物质的物质的量分数与原平衡相同，
则，达新平衡时，A的物质的量为n（A）=0.48×(3+0.75a+2+0.5a)=(2.4+0.6a)mol

一、等同平衡原理和等效平衡原理

相同条件下，同一可逆反应体系，无论从正反应开始，还是从逆反应开始，只要按照化学方程式中的化学计量数之比投入反应物或生成物，则平衡时各物质的物质的量相同，即这两个平衡状态完全相同，我们可以称之为等同平衡。

若改变平衡体系的一个条件后，平衡不发生移动，两个平衡状态中各物质的物质的量分数相同（物质的量不一定相同），那么这两个平衡状态也可以称之为等效平衡。

例1．一定温度下，在一个容积恒定的容器中，充入2 mol A和1 mol B，发生如下反应：2A(g)+B(g) xC(g)。达到平衡后，C的物质的量为W mol。若维持容器的体积和温度不变，按起始的物质的量0.6 mol A、0.3 mol B和1.4 mol C充入容器后达到平衡，C的物质的量仍为W mol，则x（ ）

A．只能为2 B．只能为3 C．可能为2，也可能为3 D．不能确定

（变形1）将例1中“C的物质的量为W mol”改为“C的体积分数为W%”

分析：两次平衡中C的物质的量相等，说明两次平衡状态完全相同，即第二次填充的物质若完全转化为填充A、B的形式，其物质的量应与第一次填充相同。所以例1的正确选项应为A。

两次平衡中C的体积分数相等，为等效平衡，除例1所举的情况外，x=3时，反应前后气体的物质的量相等，改变压强，平衡不移动，故也符合题意。所以变形1的正确选项应为C。

二、恒容容器和恒压容器中改变压强对平衡的影响

在恒温恒容（容积不变）的密闭容器中，改变压强，若反应前后气体的物质的量相等，则为等效平衡；若反应前后气体的物质的量不相等，则平衡将向能够减弱压强改变的方向移动。

在恒温恒压（容积可变）的密闭容器中，平衡的移动一般只考虑浓度的改变。若两次填充的各物质物质的量之比相等，则两次填充各物质的浓度相等（因为体积可变），所以这两个平衡为等效平衡；若两次填充的各物质的物质的量之比不相等，则需要考虑浓度改变对平衡的影响。

例2．某温度下，向固定容积的密闭容器中充入3L A气体和2L B气体，发生如下反应：3A(g)+2B(g)2C(g)+2D(g)。达到平衡时，C的体积分数为p%。若维持温度不变，再向容器中充入3L A气体和2L B气体，重新达到平衡时，C的体积分数（ ）

A．>p% B．<p% C．p% D．无法判断

（变形1）将例2中反应改为“3A(g)+2B(g)C(g)+4D(g)”

（变形2）将例2中“固定容积”改为“容积可变”

（变形3）将变形1中“固定容积”改为“容积可变”

分析：容器体积固定，第二次填充后压强增大，平衡向气体物质的量减小的方向移动，所以例1的正确选项为A。变形1中压强增大平衡不移动。所以变形1的正确选项为C。

容器体积可变，两次填充各物质的浓度相同，为等效平衡。所以变形2、变形3的正确选项都为C。

三、例解高考平衡试题

例3．（2004年天津理综第13题）一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，发生下列反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。达到平衡后改变下述条件，SO3气体平衡浓度不改变的是（ ）

A．保持温度和容器体积不变，充入1 mol SO3(g)

B．保持温度和容器内压强不变，充入1 mol SO3(g)

C．保持温度和容器内压强不变，充入1 mol O2(g)

D．保持温度和容器内压强不变，充入1 mol Ar(g)

分析：A中为恒容容器，充入SO3，压强增大，平衡正向移动，SO3平衡浓度增大；B中为恒压容器，充入SO3后，两平衡为等效平衡；C中充入O2，平衡正向移动，SO3平衡浓度增大；D中为恒压容器，充入Ar后，容器体积增大，压强减小，平衡逆向移动，SO3平衡浓度减小。所以本题的正确选项应为B。

例4．（2003年全国理综第12题）某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)＋B(g)2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol和4 mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是（ ）

A．均减半 B．均加倍 C．均增加1 mol D．均减少1 mol

分析：容器为恒压容器，A、B调整后各物质浓度未变，为等效平衡；C中A、B、C的物质的量分别调整为5 mol、3 mol、5 mol，而与原平衡等效的填充应为5 mol、2.5 mol、5 mol，即增加了0.5 molB，平衡应右移；选项D中A、B、C的物质的量分别调整为3 mol、1 mol、3 mol，而与原平衡等效的填充应为3 mol、1.5 mol、3 mol，即减少了0.5 molB，平衡应左移。所以本题的正确选项应为B。

第二问：由于氢气的浓度是不变的，又CO和CH3OH的系数相等，所以不论体积怎么变化，反应都相当于是一个前后体积不变的反应，因此改变体积平衡不移动。
第三问：（1）因为生成甲醇的反应时放热反应（第一问中焓变<0），所以降低温度，平衡向放热方向移动，即转化率增大的方向，而图中的三条曲线中，X表示的转化率最大，所以X是230摄氏度下的曲线。
（2）工业生产甲醇，一定是转化率越高越好。由图中曲线可以知道，横坐标是两者的比，当达到3:1时，甲醇的转化率接近100%，同时即使比例再增大，转化率也不会有明显的增加，因此，如果大于3:1，就会产生浪费。当比例接近2.2:1时，甲醇的转化率将近90%，这个转化率是比较高的，与其他两个答案比，更符合工业生产的要求。所以选B。
第四问：其实本题中考点是什么条件可以影响平衡，因为实验是考虑CO2和N2对反应的影响，那么必须在条件一定的情况下，即平衡不能发生移动，只有这样才能知道CO2和N2对平衡是否有影响。能够影响平衡的条件有温度、压强、催化剂、反应物的比例。所以只有温度、压强、催化剂、反应物的比例不变的情况下才能知道CO2和N2是否有影响。

⑵H2浓度不变，视为固体（压强对平衡的影响是通过同时等倍改变有用气体浓度实现的），增大体积，H2外的气体浓度同时等倍减小，而反应前后气体（H2以外)系数相等，平衡不动。
⑶选X：因反应放热，所以温度越低，平衡右移，CO转化率越高（图像中横坐标1或者2处）画一竖线就看出来了。
选B：是因为工业上能够达到70以上转化率就很高了，几乎可以看作是完全转化了。
⑷条件控制的做法是其他条件不变，改变单一条件，实验其对结果的影响。这里面的N2应该是不参与反应的（对反应无影响），其他不变的应该是温度、压强、催化剂、反应物的比例等等。

2 这里有个绕人的地方 你看看题目中是不是说了 保持氢气浓度不变了 那么 无论你的容积怎么去改变 氢气的浓度始终保持不变的 相反 是一氧化碳和甲醇的体积减小了 而且减小的量是一样的 所以可以认为没有产生平衡移动的条件 可能比较难以理解 但是认真的想一想 在我们学习化学平衡移动的时候说改变压强（体积）是不是可以从浓度的角度来分析的 那么再回到这题去理解一下
3 温度的改变和平衡移动的关系 呀反应4是一个放热反应 那么温度降低是不是想着放热的方向移动呢 也就是4中的正反应方向 那么转化率是不是就相应的增大呢 想一想 因为他的温度降低了 抑制了逆反应而增强了正反应 转化率就自然升高了 所以转化率最高的就是温度最低的 另外后面的选择题中 最适宜的物料比就是转化率最高最接近平衡转化率的 有图可知 选择B

4 这个是由表中得出的结论 你仔细看看表对照答案就知道了

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