专题26 “等效平衡”及其应用-2022年高考化学毕业班二轮热点题型归纳与变式演练（全国通用）（解析版）

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专题 26 “等效平衡”及其应用

一、热点题型归纳………………………………………………………………………………………………..1

【题型一】恒温、恒容条件下反应前后体积改变的反应……………………………………………1

【题型二】恒温、恒压条件下反应前后体积改变的反应……………………………………………4

【题型三】恒温条件下反应前后体积不变的反应……………………………………………………8

二、最新模考题组练……………………………………………………………………………………………11

【题型一】恒温、恒容条件下反应前后体积改变的反应

【典例分析】

1．在一定温度下，把 1molN2和3molH2通入一个一定容积的密闭的容器里，发生如下反应：N2＋3H2

2NH3；当此反应进行到一定程度时，反应混和物就处于化学平衡状态。现在该容器中，维持温

度不变，令 a、b、c分别代表初始加入的 N2、H2和NH3的物质的量(mol)。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的

完全相同。请填写下列空白：

（1）若 a＝0，b＝0，则 c＝__________。

（2）若 a＝0.5，则 b＝__________和c＝__________。

（3）a、b、c取值必须满足的一般条件是：请用两个方程式表示，其中一个只含 a和c，另一个只含 b和

c______。

【答案】2 1.5 1 ；

【分析】

给据题给信息，本题为恒温恒容条件下等效平衡的判断和计算。首先分析可逆反应，可知该反应为反应前

后气体分子数不等的可逆反应。对于这样的可逆反应，要保证反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述

平衡时的完全相同,即要与原平衡等效,则投入的物质的量换算成同一边物质，应与之前相应物质的投入量

相等。据此进行计算判断。

【解析】

（1）根据反应方程式，将 1molN2和3molH2换算成 NH3的量，为 2mol，则可知 2molNH3相当于 1molN2和

3molH2，则 c=2，答案为：2；

（2）根据反应方程式，有：

N2＋3H22NH3

根据等效平衡有：，解得：，答案为：1.5；1；

（3）根据题意有：

N2＋3H22NH3

根据等效平衡有：，答案为：；。

【提分秘籍】

(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)

① 2 mol 1 mol 0

② 0 0 2 mol

③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol

④ a mol b mol c mol

上述①②③三种配比，按化学方程式的化学计量数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时，即与上述平衡等效。

(2)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。

【变式演练】

1．在恒温恒容的密闭容器中，通入 xmol N2和ymol H2发生反应 N2+ 3H22NH3，达平衡后，测得反应放

出的热量为 18.4 kJ，混合气体总的物质的量为 3.6 mol，容器内的压强变为原来的 90%。又知 N2和H2的转

化率相同。

⑴通过计算说明起始充入 N2和H2的物质的量分别为：x=_______，y=_______。

⑵若起始加入 N2、H2和NH3的物质的量分别为 amol、bmol、cmol，达平衡时各物质的含量与上述平衡完

全相同。

①若 c＝2，在相同的条件下达平衡时，该反应吸收的热量为________kJ。

②若维持反应向正反应方向进行，则起始时 c的取值范围为______________________。

【答案】1 3 73.6 0≤c＜0.4

【分析】

(1)化学反应前后，气体的压强之比等于物质的量之比；

(2)反应放热或吸热的多少与参与反应的物质的量的多少有关，采用归边相等的方法来分析是确定范围的一

个方法。

【解析】

(1)假设氮气和氢气的转化率为 α，

N2 + 3H2 2NH3

各物质的起始物质的量 x y 0

变化的物质的量 xα yα

平衡时的物质的量 x-xα y-yα

则生成的氨气的物质的量为 2xα= ，所以 y=3x，化学反应前后，气体的压强之比等于物质的量之比，

所以 =0.9，即 x+y=4，故x=1，y=3；

(2)反应后的物质的量为 3.6 mol，因压强为原来的 90%，故原气体的物质的量为 4 mol，应加入 H23 mol，

气体的物质的量由4 mol 减少到平衡时的 3.6 mol，由差量法求得产生0.4 mol NH3，由此推知产生2 mol

NH3放出热量 92 kJ，反应的热化学方程式为 N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)；△H=-92 kJ/mol；

此为恒容条件下反应前后化学计量数不等的平衡问题，应采用归边相等的方法来分析：因达到平衡时 c为

0.4 mol，若要反应向正方向进行，c应小于0.4，故0≤c＜0.4，若 c=2 mol，a=0，b=0，反应逆向进行达到

平衡时亦剩余 0.4 mol，反应掉1.6 mol，故放×92 kJ•mol-1× =73.6 kJ。

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