等效平衡

化学反应原理A 档L3近3年考频 5 次

常见题型：choice、fill、short

等效平衡 - 化学平衡

考法聚焦

恒温恒容下，等效平衡的判断常以气体分子数变化的反应为载体，中N₂与H₂合成NH₃，要求辨析投料方式是否等效。学生需应用等效平衡原理，通过极限转化判断平衡状态是否相同，属于应用层。易错点在于忽略反应前后气体分子数变化对等效条件的影响，导致误判。
在恒温恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的反应，中CO与H₂O(g)生成CO₂和H₂，等效平衡的条件是投料比相同。设问方式常通过改变投料量，要求判断平衡移动方向或各物质浓度变化，属于推理层。组合考查化学平衡移动原理，学生需理解浓度商与平衡常数的关系。
改变投料方式（从反应物改为生成物），要求计算新平衡下某组分的体积分数。这需要学生掌握等效平衡的极限转化法，将生成物完全转化为反应物后比较投料是否相同，属于应用层。易错点在于转化过程中计量数配比错误，导致等效判断失误。
，向已达平衡的体系中充入反应物，要求判断SO₃浓度的变化。这属于等效平衡中的“一边倒”思路，学生需辨析是恒温恒容还是恒温恒压条件，因为条件不同等效结果不同。本题为恒容，充入反应物相当于增大压强，平衡正向移动，但SO₃浓度是否增大需通过计算或推理，属于推理层。
等效平衡与空间几何结合的考法较少见，但若出现，可能通过容器形状或体积变化来设置情境。例如，将反应置于不同形状的容器中，要求判断平衡是否等效。学生需建模，将几何条件转化为压强或浓度变化，再应用等效平衡原理，属于建模层。易错点在于忽略几何形状对压强的影响。

典型例题

例题 1

在恒温恒容的密闭容器中，发生反应：2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)。若起始时加入2 mol SO₂和1 mol O₂，达到平衡后SO₃的体积分数为a%。另起始时加入1 mol SO₂、0.5 mol O₂和2 mol SO₃，达到平衡后SO₃的体积分数为b%。则a与b的关系是（）
A. a>b B. a<b C. a=b D. 无法确定

解答

将第二组起始量按化学计量数折算到反应物侧：2 mol SO₃相当于2 mol SO₂和1 mol O₂，因此第二组相当于3 mol SO₂和1.5 mol O₂，是第一组2 mol SO₂和1 mol O₂的1.5倍。恒温恒容下，这相当于增大压强。反应2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)是气体分子数减小的反应，增大压强使平衡向生成SO₃方向移动，SO₃的摩尔分数增大。由于恒温恒容时体积分数等于摩尔分数，故b大于a，即a<b。答案选B。

解析：

该反应为气体分子数减少的反应（2+1>2），在恒温恒容条件下，需判断两种投料是否等效。使用“一边倒”法：将第二种起始投料全部转化为反应物，即2 mol SO₃完全转化为2 mol SO₂和1 mol O₂，加上原有的1 mol SO₂和0.5 mol O₂，共得3 mol SO₂和1.5 mol O₂。与第一种投料（2 mol SO₂和1 mol O₂）相比，转化后物质的量不成比例（第一种投料为2:1，第二种为3:1.5=2:1，但实际物质的量不同）。由于反应前后气体分子数不等，恒温恒容下要求全等效（转化后完全相等），但此处转化后不相等，因此不是等效平衡。第二种投料相当于在第一种基础上多加了反应物，平衡会正向移动，SO₃体积分数更大，故b>a。

要点：

判断反应前后气体分子数是否变化
使用“一边倒”法转化投料
恒温恒容下不等分子数反应需全等效

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