第36讲 等效平衡及其应用（解析版）-备战2023年高考化学【一轮·夯实基础】复习精讲精练

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备战 2023 年高考化学【一轮·夯实基础】复习精讲精练
第36 讲 等效平衡及其应用
【复习目标】
1．了解等效平衡的含义；
2．掌握利用等效平衡来解决平衡问题。
【知识精讲】
1．等效平衡的含义
在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开
始，还是正、逆反应同时投料，达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分
数、体积分数等)均相同。
2．等效平衡的判断方法
(1)恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应
判断方法：极值等量即等效。
例如：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
2 mol 1 mol 0①
0 0 2 mol②
0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol③
④a mol b mol c mol
上述①②③三种配比，按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则 SO2均为 2 mol，O2均为 1
mol，三者建立的平衡状态完全相同。
④中a、b、c三者的关系满足 c＋a＝2，＋b＝1，即与上述平衡等效。
(2)恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应
判断方法：极值等比即等效。
例如：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)
2 mol 3 mol 0①
1 mol 1.5 mol 2 mol②
③a mol b mol c mol
按化学方程式的化学计量数关系均转化为反应物，则①②中＝，故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足：＝，即与①②平衡等效。
(3)恒温条件下反应前后体积不变的反应
判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学
平衡无影响。
例如：H2(g)　＋　I2(g) 2HI(g)
1 mol 1 mol ① 0
2 mol 2 mol ② 1 mol
③a mol b mol c mol
①② 两种情况下，n(H2)∶n(I2)＝1 1∶ ，故互为等效平衡。
③中a、b、c三者关系满足∶＝1 1∶ 或以 a∶b＝1 1∶ ，c≥0，即与①②平衡等效。
3．虚拟“中间态”法构建等效平衡
(1)构建恒温恒容平衡思维模式
新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。
(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)
新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。
4．等效平衡判断“四步曲”
观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应是反应前后气体体积不变的可逆反应还是反应
前后气体体积改变的可逆反应；
挖掘反应条件，是恒温恒容还是恒温恒压，注意密闭容器不等于恒容容器；
采用一边倒法，将起始物质按可逆反应化学计量数之比转化成同一边的物质；
联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否为等效平衡。
【例题 1】已知 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1。向同温、同体积的三个密闭容器中分
别充入气体：(甲)2 mol SO2和1 mol O2；(乙)1 mol SO2和0.5 mol O2 ；(丙)2 mol SO3。恒温、恒容下反应达
平衡时，下列关系一定正确的是(　　)
A．容器内压强 p：p甲＝p丙>2p乙
B．SO3的质量 m：m甲＝m丙>2m乙
C．c(SO2)与c(O2)之比为 k：k甲＝k丙>k乙
D．反应放出或吸收热量的数值 Q：Q甲＝Q丙>2Q乙
【答案】B
【解析】
因为反应 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)在恒温、恒容的条件下进行。根据等效平衡的原理可知，甲与丙最后
达到平衡时 SO2、O2、SO3的物质的量、容器内的压强、SO2与O2的比值都相同；乙相当于在甲容器达到
平衡后，将容器的体积瞬间扩大为原来的 2倍。设甲达到平衡时容器内的压强为 p甲，此时容器内压强瞬间
减小为，平衡向逆反应方向移动，气体的物质的量增加，SO3的质量减小，所以容器内气体的压强增大，
则p乙>，则 2p乙>p甲＝p丙，SO3的质量：m甲＝m丙>2m乙，A错误，B正确；当甲容器达到平衡后瞬间将容
器体积扩大 2倍，平衡向逆反应方向移动，但是生成的 SO2与O2的物质的量之比为 2 1∶ ，这与开始两者加
入的物质的量之比相同，所以在此过程中 SO2与O2的物质的量之比一直是2 1∶ 不变，C错误；甲与丙为
等效平衡，但达到平衡时，甲容器中 SO2的转化率与丙容器中 SO3的转化率不一定相等，即 Q甲不一定等
于Q丙，D错误。
【例题 2】在一个固定体积的密闭容器中，加入 2 mol A 和1 mol B，发生反应 2A(g)＋B(g) 2C(g)，达
到平衡时，C的物质的量浓度为k mol/L，若维持容器体积和温度不变，按下列配比作为起始物质：
4 mol A① ＋2 mol B　
2 mol A② ＋1 mol B＋2 mol C　
2 mol C③ ＋1 mol B　
2 mol C④
1 mol A⑤＋0.5 mol B＋1 mol C
(1)达到平衡后，C的物质的量浓度仍是k mol/L 的是________。
(2)若令 a、b、c分别代表初始加入的 A、B、C的物质的量，如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一
定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时完全相同，填
写：
Ⅰ.若a＝0，b＝0，则 c＝________。
Ⅱ.若a＝0.5，则 b＝________，c＝________。
Ⅲ.a、b、c的取值必须满足的一般条件是________，________。(用两个方程式表示，一个只含 a、c，
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