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考點(diǎn)29影響化學(xué)平衡的條件

1．復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1．濃度,壓強(qiáng)和溫度等條件對(duì)化學(xué)平衡的影響.

2．平衡移動(dòng)原理的應(yīng)用.

2．難點(diǎn)聚焦

我們研究化學(xué)平衡的目的,不是要保持一個(gè)化學(xué)平衡不變.而是要研究如何利用外界條件的改變,去破壞化學(xué)平衡.使之向我們所希望的方向轉(zhuǎn)變,去建立新的化學(xué)平衡.

化學(xué)平衡的移動(dòng):

可逆反應(yīng)中,舊化學(xué)平衡的破壞,新化學(xué)平衡的建立的過程就叫做化學(xué)平衡的移動(dòng).

(一)     濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響:

做實(shí)驗(yàn):2-3實(shí)驗(yàn)證明:

加入FeCl₃或KSCN溶液后，試管中的紅色加深了。

說明生成物的濃度增大了。

說明化學(xué)平衡向正反應(yīng)的方向移動(dòng)了。

無數(shù)實(shí)驗(yàn)證明：

 增大任何一種反應(yīng)物的濃度，都可以使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。

增大任何一種生成物的濃度，都可以使化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。

減小任何一種反應(yīng)物的濃度，都可以使化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。

減小任何一種生成物的濃度，都可以使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。

(二)     壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響:

處于平衡狀態(tài)的反應(yīng)混合物里，無論是反應(yīng)物，還是生成物，只要有氣態(tài)物質(zhì)存在，壓強(qiáng)的改變，就有可能使化學(xué)平衡移動(dòng)。

如：

反應(yīng)中，1體積氮?dú)夂?體積的氫氣反應(yīng)，生成了2體積的氨氣。反應(yīng)后，氣體總體積減少了！

參見表2－3數(shù)據(jù)。

可知，對(duì)這種氣體總體積減少的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。即：增大壓強(qiáng)，平衡向體積縮小的方向移動(dòng)；減小壓強(qiáng)，平衡向體積增大的方向移動(dòng)。

氣體總體積不變化，改變壓強(qiáng)，化學(xué)平衡不移動(dòng)！

如：

反應(yīng)前后，氣體物質(zhì)總體積不變。

改變壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)！

(三)     溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響:

在吸熱或放熱的可逆反應(yīng)中,反應(yīng)混合物達(dá)平衡后,改變溫度,也會(huì)使化學(xué)平衡移動(dòng).

在可逆反應(yīng)中,正反應(yīng)如果放熱,則,逆反應(yīng)必定吸熱!反之亦然.

做實(shí)驗(yàn)2－4

由實(shí)驗(yàn)可知:

   升高溫度,(混合氣體顏色加深,)平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng).

   降低溫度,(混合氣體顏色變淺,)平衡向放熱反應(yīng)的方向移動(dòng)

(四)     催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響:

催化劑能同等程度的增加正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率,即,催化劑不能改變達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的反應(yīng)混合物的組成.即:催化劑不能使化學(xué)平衡移動(dòng)!但催化劑可以改變達(dá)到化學(xué)平衡所需要的時(shí)間.

(五)     平衡移動(dòng)原理:

即:勒夏特列原理:

  如果改變影響平衡的一個(gè)條件,平衡就像削弱這種改變的方向移動(dòng).

3．例題精講

化學(xué)平衡圖像題的解法探討

例1.可逆反應(yīng)mA(固)+nB(氣) eC(氣)+fD(氣)反應(yīng)過程中，當(dāng)其他條件不變時(shí)，C的體積分?jǐn)?shù)j(C)在不同溫度(T)和不同壓強(qiáng)(P)的條件下隨時(shí)間(t)的變化關(guān)系如圖所示。下列敘述正確的是                                      （   ）

A．達(dá)到平衡后，若使用催化劑，C的體積分?jǐn)?shù)將增大

B．當(dāng)平衡后，若溫度升高，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

C．化學(xué)方程式中，n＞e+f

D．達(dá)到平衡后，增加A的質(zhì)量有利于化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

[解析] 從(1)圖中應(yīng)先判斷出T₁與T₂溫度的大小關(guān)系。在其他條件不變時(shí)，溫度升高，反應(yīng)速率變大，達(dá)到平衡時(shí)間越短。由此可知，T₂＞T₁。從圖(1)分析可知溫度較高時(shí)j(C)變小，說明升高溫度時(shí)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以該正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。B選項(xiàng)是正確的。

從(2)圖中，應(yīng)先判斷出P₁與P₂大小關(guān)系。在其他條件不變情況下，壓強(qiáng)越大，達(dá)到平衡的時(shí)間就越短，由此可知P₂＞P₁。從圖中可知，壓強(qiáng)增大時(shí)j(C)變小，說明增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)方向是氣體體積減小方向，即n＜e+f，C項(xiàng)錯(cuò)誤。

由于使用催化劑，并不影響化學(xué)平衡的移動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤。

在化學(xué)平衡中，增大或減小固體物質(zhì)的質(zhì)量不影響化學(xué)平衡的移動(dòng)。因此D項(xiàng)錯(cuò)誤。

[答案]B

[點(diǎn)評(píng)] 解答這類圖象題時(shí)，必須要抓住縱坐標(biāo)(變量)即C的體積分?jǐn)?shù)與外界條件變化的關(guān)系，分析得出相應(yīng)正確的結(jié)論。

例2.已知某可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)在密閉容器中進(jìn)行，右圖表示在不同反應(yīng)時(shí)間t時(shí)，溫度T和壓強(qiáng)P與反應(yīng)物B在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)B%的關(guān)系曲線，由曲線分析，下列判斷正確的是                              （    ）             

    A．T₁＜T₂  P₁＞P₂  m＋n＞P  ΔH<0

    B．T₁＞T₂  P₁＜P₂  m＋n＞P  ΔH>0      

    C．T₁＜T₂   P₁＞P₂  m＋n＜P  ΔH<0     

    D．T₁＞T₂  P₁＜P₂  m＋n＜P  ΔH>0

 [解析] 本題考查根據(jù)溫度、壓強(qiáng)變化對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響來判斷化學(xué)方程式的特點(diǎn)。分析圖象，可以分兩個(gè)層次考慮:（如圖將三條曲線分別標(biāo)為①、②、③）。從①、②曲線可知，當(dāng)壓強(qiáng)相同（為P₂）時(shí)，②先達(dá)平衡，說明T₁＞T₂ ；又因?yàn)門₂低，B%大，即降低溫度，平衡逆向移動(dòng)，說明逆向放熱，正向吸熱。從②、③曲線可知，當(dāng)溫度相同（為T₁）時(shí)，②先達(dá)平衡，說明P₂＞P₁ ；又因?yàn)镻₂大，B%大，即增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，說明逆方向?yàn)闅怏w體積減小的方向，m＋n＜P。 綜合以上分析結(jié)果：T₁＞T₂， P₁＜P₂，m＋n＜P，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。

[答案]  D

[點(diǎn)評(píng)] 識(shí)別此題的圖像，要從兩點(diǎn)入手，其一，斜線的斜率大小與反應(yīng)速率大小關(guān)聯(lián)，由此可判斷溫度、壓強(qiáng)的高低；其二，水平線的高低與B%大小相關(guān)聯(lián)，由此可分析出平衡向那個(gè)方向移動(dòng)。

例3 .在一定溫度下，容器內(nèi)某一反應(yīng)中M、N的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間變化的曲線如圖，下列表述中正確的是?                                        （    ）

A．反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2MN?   B．t₂時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡?

C．t₃時(shí)，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率?   D．t₁時(shí)，N的濃度是M濃度的2倍?

[解析]本題以化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡為素材，考核觀察圖象及其信息加工的能力。從圖象可知，t₁時(shí)，N的物質(zhì)的量是6mol，M的物質(zhì)的量是3mol，故N的濃度是M濃度的2倍是正確的；同時(shí)也可得出反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NM；t₂時(shí)，正逆反應(yīng)速率雖然相等，但尚未達(dá)到平衡，因?yàn)榇藭r(shí)M、N的物質(zhì)的量還在增大與減少，t₃時(shí)M、N的物質(zhì)的量保持不變，說明已達(dá)平衡狀態(tài)，則正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率。?

[答案]  D?

[點(diǎn)評(píng)] 主要考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡等知識(shí)，已經(jīng)抽象到?jīng)]有具體的元素符號(hào)，并且以看圖設(shè)置情境設(shè)問，因此對(duì)觀察能力作了重點(diǎn)考查，思維能力要求也較高。圖的橫坐標(biāo)是時(shí)間，繪出了t₁、t₂、t₃3個(gè)時(shí)刻。縱坐標(biāo)既不是速率，也不是濃度，而是物質(zhì)的量。仔細(xì)審視各時(shí)間段中物質(zhì)的量的變化。

例4.反應(yīng) 2X（氣）＋ Y（氣）2Z（氣）+熱量，在不同溫度（T₁和T₂）及壓強(qiáng)（p₁和p₂）下，產(chǎn)物Z的物質(zhì)的量（n₂）與反應(yīng)時(shí)間（t）的關(guān)系如右圖所示。下述判正確的是                               （    ）                      

  A、T₁＞T₂，p₁＜p₂          B、T₁＜T₂，P₁＞p₂

  C、T₁＞T₂，P₁＞p₂          D、T₁＜T₂，p₁＜p₂

 [解析] 首先分析反應(yīng)：這是一個(gè)氣體的總物質(zhì)的量減小（體積減小）、放熱的可逆反應(yīng)，低溫、高壓對(duì)反應(yīng)有利，達(dá)平衡時(shí)產(chǎn)物Z的物質(zhì)的量n₂大，平衡點(diǎn)高，即圖示曲線T₂、p₁。再對(duì)比圖示曲線T₂、p₂，溫度相同，壓強(qiáng)不同，平衡時(shí)n₂不同（p_l時(shí)的n₂＞P₂時(shí)的n₂），由此分析p₁＞p₂，再從反應(yīng)速率驗(yàn)證，T₂、P₁的曲線達(dá)平衡前斜率大（曲線陡）先到達(dá)平衡，也說明壓強(qiáng)是 p₁＞p₂（增大反應(yīng)壓強(qiáng)可以增大反應(yīng)速率）。然后比較曲線T₂、p₂與T₁、p₂，此時(shí)壓強(qiáng)相同，溫度不同，溫度低的達(dá)平衡時(shí)n₂大，平衡點(diǎn)高（曲線T₂、p₂），由此判斷溫度T₁＞T₂；再由這兩條曲線達(dá)平衡前的斜率比較，也是T₁、p₂的斜率大于T₂、p₂，T₁、p₂先到達(dá)平衡，反應(yīng)速率大，也證明T₁＞T₂。由此分析得出正確的判斷是T₁＞T₂，p₁＞p₂，選項(xiàng)C的結(jié)論正確。

[答案]  C

[方法點(diǎn)撥]

化學(xué)平衡圖象問題的識(shí)別分析方法

化學(xué)平衡圖象問題的識(shí)別無外乎是看坐標(biāo)、找變量、想方程、識(shí)圖象四個(gè)方面，即準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)橫、縱坐標(biāo)的含義，根據(jù)圖象中的點(diǎn)（起點(diǎn)、終點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)）、線（所在位置的上下、左右、升降、彎曲）特征，結(jié)合題目中給定的化學(xué)方程式和數(shù)據(jù)，應(yīng)用概念、規(guī)律進(jìn)行推理判斷．但識(shí)圖是關(guān)鍵，筆者認(rèn)為應(yīng)以橫坐標(biāo)的不同含義把圖象分為兩大類：①時(shí)間（t）類，②壓強(qiáng)（p）或溫度（T）類．這兩類的特征分別如下．

（一）、時(shí)間（t）類

1．圖象中總有一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間為達(dá)到平衡所需時(shí)間，時(shí)間的長短可確定化學(xué)反應(yīng)速率的大小，結(jié)合濃度、溫度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，可確定濃度的大小，溫度的高低和壓強(qiáng)的大小．

2．圖象中總有一段或幾段平行于橫軸的直線，直線上的點(diǎn)表示可逆反應(yīng)處于平衡狀態(tài)．

3．這幾段直線的相對(duì)位置可確定化學(xué)平衡移動(dòng)的方向．固定其它條件不變，若因溫度升降引起的平衡移動(dòng)，就可確定可逆反應(yīng)中是Q＞0還是Q＜0；若因壓強(qiáng)增減引起的平衡移動(dòng)，就可確定氣態(tài)物質(zhì)在可逆反應(yīng)中，反應(yīng)物的系數(shù)和與生成物的系數(shù)和之間的相對(duì)大小．

（二）、壓強(qiáng)（p）或溫度（T）類

1．圖象均為曲線．

2．曲線上的點(diǎn)表示可逆反應(yīng)在相應(yīng)壓強(qiáng)或溫度下處于平衡狀態(tài)；而不在曲線上的點(diǎn)表示可逆反應(yīng)在相應(yīng)壓強(qiáng)或溫度下未達(dá)到平衡狀態(tài)，但能自發(fā)進(jìn)行至平衡狀態(tài)．

3．曲線的相對(duì)位置、變化趨勢(shì)決定了化學(xué)平衡移動(dòng)的方向．固定其它條件不變，若溫度變化引起的平衡移動(dòng)，即可確定可逆反應(yīng)中是Q＞0還是Q＜0；若因壓強(qiáng)改變引起的平衡移動(dòng)，即可確定氣態(tài)物質(zhì)在可逆反應(yīng)中反應(yīng)物的系數(shù)和與生成物的系數(shù)和之間的相對(duì)大小

等效平衡的探討

1、定溫、定容條件下的等效平衡　
例5：在一個(gè)固定容積的密閉容器中加入2molA和1molB，發(fā)生反應(yīng)2A(g)+B(g)ㄐ3C(g)+D(g)，達(dá)到平衡時(shí)，C的濃度為wmol/L。若維持容器的容積和溫度不變，按下列情況配比為開始濃度，達(dá)到平衡后C的濃度仍為wmol/L的是（　　）　

A、4molA+2molB 　

B、2molA+1molB+3molC+1molD

C、3molC+1molD+1molB 　

D、3molC+1molD 　

E、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD

［解析］

這是一道關(guān)于等效平衡的題，常用極端假設(shè)法分析。將“3molC+1molD”轉(zhuǎn)化為“2molA+1molB”將.5molC+0.5molD”轉(zhuǎn)化為“1molA+0.5molB”。則B組起始狀態(tài)相當(dāng)于4molA+2molB”，C組起始狀態(tài)相當(dāng)于“2molA+2molB”，E組起始狀態(tài)相當(dāng)于“2molA+1molB”。顯然，A、B、C組的起始量與“2molA+1molB”　的起始量不同，均不能達(dá)到與其相同的平衡狀態(tài)，而D、E組的起始量與“2molA+1molB”　的起始量相同，能達(dá)到與其相同的平衡狀態(tài)。故正確答案為D、E。

答案：D  E　

例6．在一定溫度下，把2mol SO₂和1molO₂通入一個(gè)一定容積的密閉容器里，發(fā)生反應(yīng)2SO₂+O₂ 2SO₃，當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，就處于化學(xué)平衡狀態(tài)。若該容器中維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始時(shí)SO₂、O₂和SO₃的物質(zhì)的量。如果a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的相互關(guān)系，才能保證達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)混合物中三種氣體的體積分?jǐn)?shù)仍跟上述平衡時(shí)完全相同。請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/p>

(1)若a=0，b=0，則c=____。

(2)若a=0.5mol，則b=____，c=____。

(3)a、b、c取值必須滿足的一般條件是(請(qǐng)用兩個(gè)方程式表示，其中一個(gè)只含a和c，另一個(gè)只含b和c)____。

 [解析] 對(duì)于本題來說，要達(dá)到同一平衡狀態(tài)，其外界條件相同，就是同溫、同壓時(shí)有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量要符合如下關(guān)系：

(1)若反應(yīng)從正反應(yīng)開始，必須是2molSO₂，1molO₂；

(2)若反應(yīng)是從逆反應(yīng)開始，必須是2molSO₃；

(3)若反應(yīng)是從正、逆反應(yīng)兩個(gè)方向開始，則把SO₃看作是由SO₂和O₂轉(zhuǎn)化而來的，把SO₃的起始的量全部轉(zhuǎn)化為SO₂和O_2，然后這部分物質(zhì)的量再分別加上原有的SO₂和O₂的量，看看是否能達(dá)到2molSO₂和1molO₂；或使SO₂、O₂的起始的量全部轉(zhuǎn)化為SO₃，然后這部分物質(zhì)的量再加上原有的SO₃的量，看看是否能達(dá)到2molSO₃。

[答案] (1) 2mol。(2) 0.25mol，1.5mol。(3) a+c=2，2b+c=2。

2、定溫、定壓條件下的等效平衡　

例7．在恒溫恒壓條件下，向可變的密閉容器中充入3LA和2LB發(fā)生如下反應(yīng)3A（g）+2B（g）xC（g）+yD（g）,達(dá)到平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)為m%。若維持溫度不變，將0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作為起始物質(zhì)充入密閉容器中，達(dá)到平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)仍為m%。則x、y的值分別為（　　　）　

A、x=3、y=1　　B、x=4、y=1 　C、x=5、y=1　　D、x=2、y=3　 E、x=10、y=2 　

解析：

該反應(yīng)起始反應(yīng)物的量比0.6:0.4=3:2符合化學(xué)方程式中反應(yīng)物的系數(shù)比,若4LC、0.8LD恰好完全轉(zhuǎn)化成A、B時(shí)，必須x:y=5:1，但此時(shí)x+y≠2+3，故在恒溫恒壓條件下,符合x:y=5:1的所有x、y的值不符合題意。若4LC、0.8LD不能恰好完全轉(zhuǎn)化成A、B時(shí)，則不能達(dá)到與開始時(shí)等效的平衡狀態(tài)。當(dāng)x=5、y=1時(shí)，用極端假設(shè)法“4LC、0.8LD”可轉(zhuǎn)化為“2.4LA、1.6LB”，反應(yīng)物的起始量相當(dāng)于“3LA、2LB”,與原起始量相同，能達(dá)到與開始時(shí)相同的平衡狀態(tài)，故正確答案為C。　

3、定溫、不定壓、不定容條件下的等效平衡  

例8．在一定溫度下,將2molHI氣體充入一容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)

HI(g) H₂(g)+I₂(g),反應(yīng)達(dá)平衡后,H₂的體積分?jǐn)?shù)為m%。若其他條件不變,容器的容積變?yōu)樵瓉淼囊话?平衡時(shí)H₂的體積分?jǐn)?shù)為????。　

解析：容器的容積變?yōu)樵瓉淼囊话?體系的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?倍，由于反應(yīng)前后氣體體積不變，所以平衡不移動(dòng)，H₂的體積分?jǐn)?shù)仍為m%，各物質(zhì)的濃度均為原來的2倍，反應(yīng)速率加快。

答案：H₂的體積分?jǐn)?shù)為m%　

 [ 方法提示]

1.等效平衡的含義：在一定條件（恒溫恒容或恒溫恒壓）下，只是起始加入情況不同的同一可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后，任何相同組分的分?jǐn)?shù)（體積、物質(zhì)的量）均相等，這樣的化學(xué)平衡互稱為等效平衡。

在等效平衡中，還有一類特殊的平衡，不僅任何相同組分x的分?jǐn)?shù)（體積、物質(zhì)的量）均相同，而且相同組分的物質(zhì)的量均相同，這類等效平衡又互稱為同一平衡。同一平衡是等效平衡的特例。

如：N₂+3H₂2NH₃在下列四個(gè)容器A、B、C、D中均處于平衡狀態(tài)，各組分物質(zhì)的量分別為如下所示。

B．a(chǎn) mol N₂，b mol H₂，c mol NH₃

C．1 mol N₂，3 mol H₂，0 mol NH₃

D．0 mol N₂，0 mol H₂，2 mol NH₃

若A、B兩容器T、p相同，則A、B兩平衡互為等效平衡。

若C、D兩容器T、V相同，則C、D兩平衡互為同一平衡。

2.建立等效平衡的條件

（1）．恒溫恒壓下或恒溫恒容下，對(duì)于同一可逆反應(yīng)，若兩初始狀態(tài)有相同的物料關(guān)系，則達(dá)到平衡后兩平衡等效且實(shí)為同一平衡。

此處的相同是指廣義的相同，即只要通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系換算成平衡式左右兩邊中某一邊的物質(zhì)的量，若兩者相同則為有相同的物料關(guān)系。如：

N₂＋3H₂2NH₃

則①②③為具有相同的物料關(guān)系。

（2）．在恒溫恒壓下，對(duì)于同一可逆反應(yīng)，若兩初始狀態(tài)具有相當(dāng)的物料關(guān)系，則達(dá)到平衡后，兩平衡互為等效平衡。

此處的相當(dāng)是指按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成左右兩邊中同一邊物質(zhì)的量之比相同。

例如：N₂O（g）＋2O₂（g）N₂O₅（g）

①中n（N₂O）∶n（O₂）=2∶3

②中n（N₂O）∶n（O₂）=3∶4.5＝2∶3

③n（N₂O）∶（O₂）=（2.5+1.5）∶（3+3）=2∶3

則①②③的量相當(dāng)。

由此可知：化學(xué)平衡的建立，僅僅與反應(yīng)條件有關(guān)，而與化學(xué)平衡的建立的過程無關(guān)，這就是說，對(duì)同一個(gè)可逆反應(yīng)，在同樣的條件下，無論反應(yīng)是從正反應(yīng)開始，或是從逆反應(yīng)開始，或是從兩個(gè)方向同時(shí)開始(即既有反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物，同時(shí)也有生成物轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物)，最終都能達(dá)到完全相同的平衡狀態(tài)，也就是平衡體系中各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(氣體的體積分?jǐn)?shù))各保持一定而不變。

　　 對(duì)于一般可逆反應(yīng)，在定溫、定容條件下，只改變起始加入情況，只要按化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算成方程式左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同，則二平衡等同（也等效）。對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng)，在定溫、定容或定溫、定壓條件下，只改變起始時(shí)加入情況，只要按化學(xué)方程式中各物質(zhì)計(jì)量數(shù)比換算成方程式左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則二平衡等效（不一定等同）。

例5． 在一個(gè)盛有催化劑容積可變的密閉容器中，保持一定的溫度和壓強(qiáng)，進(jìn)行以下反應(yīng)：     N₂＋3H₂2NH₃           已知加入1 mol N₂、4 mol H₂時(shí)，達(dá)到平衡后生成a mol NH₃（見表中已知項(xiàng)），在相同溫度和壓強(qiáng)下保持平衡后各組分體積分?jǐn)?shù)不變，對(duì)下列編號(hào)②～④的狀態(tài)，填寫表中空白。

解析：由題意知②與①的平衡狀態(tài)互為等效平衡，②中平衡時(shí)NH₃的物質(zhì)的量為①的一半，設(shè)①達(dá)到平衡的過程如下圖。

設(shè)想我們可以用隔板將①中平衡狀態(tài)均分為A、B兩部分，那么A（B）與整體當(dāng)然處于等效平衡且A（B）中NH₃的量為0.5a mol，所以我們可認(rèn)為A（B）部分為②的平衡態(tài)，那么達(dá)到B平衡態(tài)的初始狀態(tài)當(dāng)然也為達(dá)到①平衡態(tài)的初始狀態(tài)的一半，即可用下圖表示：

即達(dá)到②的平衡的初始的物質(zhì)的量為：

n（N₂）=0.5mol、n（H₂）=2mol、n（NH₃）=0 mol

而經(jīng)過等量互換，當(dāng)n（NH₃）＝1mol時(shí)，

n（N₂）=0mol n（H₂）=1.5mol

同理知①為③這個(gè)整體的2／3，故③達(dá)到平衡時(shí)n（NH₃）=

同理，設(shè)始態(tài)NH3為x，平衡時(shí)NH3為y，則

得x=2（g-4m） y=（g-3m）a

[點(diǎn)撥]

 這類等效平衡可形象地理解為整體與局部的關(guān)系。即在恒溫恒壓下，當(dāng)兩初始狀態(tài)符合局部與整體的關(guān)系時(shí)，那么相對(duì)應(yīng)的平衡態(tài)也就符合局部與整體的關(guān)系。反之亦然。

4．實(shí)戰(zhàn)演練

（一）選擇題

1.對(duì)于反應(yīng)A(s)+2B(g)3C(g)；△H＞0，C%跟外界條件X、Y的關(guān)系如圖所示，下列結(jié)論正確的是                                              （    ）                           

    A．Y表示溫度，X表示壓強(qiáng)，且Y₃＞Y₂＞Y₁

B．Y表示壓強(qiáng)，X表示溫度，且Y₃＞Y₂＞Y₁

C．X表示壓強(qiáng)，Y表示溫度，且Y₁＞Y₂＞Y₃

D．X表示溫度，Y表示壓強(qiáng)，且Y₁＞Y₂＞Y₃

2. 在容積固定的密閉容器中存在如下反應(yīng)：    A(g)+3B(g) 2C(g)；  △H<0某研究小組研究了其他條件不變時(shí)，改變某一條件對(duì)上述反應(yīng)的影響，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出下列關(guān)系圖：

下列判斷一定錯(cuò)誤的是                                             （     ）                                              

A．圖I研究的是不同催化劑對(duì)反應(yīng)的影響，且乙使用的催化劑效率較高

B．圖I研究的是壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響，且乙的壓強(qiáng)較高

C．圖Ⅱ研究的是溫度對(duì)反應(yīng)的影響，且甲的溫度較高

D．圖Ⅲ研究的是不同催化劑對(duì)反應(yīng)的影響，且甲使用的催化劑效率較高

3.右圖曲線a表示放熱反應(yīng)X(g)+Y(g)   Z(g)+M(g)+N(s)進(jìn)行過程中X的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的關(guān)系。若要改變起始條件，使反應(yīng)過程按b曲線進(jìn)行，可采取的措施是                                                          （      ）

      A．升高溫度      B．加大X的投入量