Question

跪求几道化学等效平衡的题，并含有详细解答过程的！！

Answer 1

【例1】在1L密闭容器中通入2molNH3，在一定温度下发生下列反应：2NH3 N2 + 3H2，达到平衡时容器内N2的百分含量为a%，若维持容器的体积和温度不变，分别通入下列几组物质，达平衡时,容器内N2的百分含量也为a%的是( )。

A. 3mol H2和1mol N2

B. 2mol NH3和1mol N2

C. 2mol N2和3mol H2

D. 0.1mol NH3,0.95mol N2和2.85mol H2

【解析】这是一个“等效平衡”题。首先判断等效平衡的类型为等温等容下的等效平衡，平衡等效的条件是“反应物的投料相当”。投料相当如何体现在具体的物质当中呢？我们可以采用“一边倒”的极限法。凡能与起始时反应物2molNH3相同的,都可以得到N2的百分含量也为a%,即为等效平衡。根据方程式2NH3 N2 + 3H2分析:

A. 将3molH2和1molN2完全转化为NH3,生成NH32mol与起始时反应物2mol

NH3相同；

B. 2molNH3和1molN2,比起始时2molNH3多了1molN2；

C. 将3molH2和2molN2转化为NH3时生成NH32mol,同时余1mol N2,比起始时2molNH3多了1molN2;

D. 将0.95molN2和2.85molH2完全转化为NH3时生成NH3 1.9mol,再加上加入的0.1mol NH3，共为2mol NH3,与起始时2mol NH3相同。

故本题正确答案为A、D。

通过以上的例题分析，可以归纳出“等效平衡”题的解答步骤是：（1）判断题目是否属于“等效平衡”问题；（2）判断等效平衡类型及条件；（3）将已知反应物、生成物中的所有起始物质的物质的量，按化学方程式计量系数全部换算成反应物或生成物；（4）根据题设条件建立等效平衡关系式；（5）解关系式得出答案。
【例2】150oC时,向如图所示的容器(密封的隔板可自由滑动,整个过程中保持隔板上部压强不变)中充入4LN2和H2的混合气体,在催化剂作用下充分反应(催化剂体积忽略不计),反应后恢复到原温度，平衡后容器体积变为3.4L,容器内气体对相同条件氢气的相对密度为5。

(1)反应前混合气体中V(N2)：V(H2)= ；反应达平衡后V(NH3)= ;该反应中N2的转化率为 。

(2)向平衡后的容器中充入0.2mol的NH3,一段时间后反应再次达到平衡（恢复到150oC）

充入NH3时,混合气体的密度将 ；在达到平衡的过程中,混合气体的密度将 (填“增大”、“减小”或“不变”)；反应重新达平衡时混合气体对氢气的相对密度将 5(填“>0”、“<0”或“=0”)；

【解析】

(1)从题干内容发现,反应的始态和终态温度和压强相等,前后体积之比等于物质的量之比,又由于终态的平均相对分子质量为10,所以不难算出反应前的平均相对分子质量为8.5,再利用十字交叉很易算出V(N2)：V(H2)=1：3;由此便不难求出反应达平衡后的V(N2)、V(H2)、V(NH3)分别为0.7L、2.1L、0.6L,转化率(N2)=0.3/1=30%。

(2)在第一次平衡体系(平均相对分子质量为5×2=10)中再加入0.2molNH3(相对分子质量为17)时,混合气体的密度无疑会增大。但是在达到第二次平衡过程中,是在上次平衡位置上向合成氨反应的逆方向移动,所以该过程中混合气体的密度将逐步减小。而达到第二次平衡时混合气体对氢气的密度仍将等于5。这是因为这两次平衡是属于等温等压下的等效平衡。

从两道例题的分析可以看出，解等效平衡的题，关键在理解概念，判断等效平衡的类型和条件。只要在这个关键问题上思路正确，就能采用极限转化法列出计算式。

Answer 2

【例1】在1L密闭容器中通入2molNH3，在一定温度下发生下列反应：2NH3
N2
+
3H2，达到平衡时容器内N2的百分含量为a%，若维持容器的体积和温度不变，分别通入下列几组物质，达平衡时,容器内N2的百分含量也为a%的是(
)。
A.
3mol
H2和1mol
N2
B.
2mol
NH3和1mol
N2
C.
2mol
N2和3mol
H2
D.
0.1mol
NH3,0.95mol
N2和2.85mol
H2
【解析】这是一个“等效平衡”题。首先判断等效平衡的类型为等温等容下的等效平衡，平衡等效的条件是“反应物的投料相当”。投料相当如何体现在具体的物质当中呢？我们可以采用“一边倒”的极限法。凡能与起始时反应物2molNH3相同的,都可以得到N2的百分含量也为a%,即为等效平衡。根据方程式2NH3
N2
+
3H2分析:
A.
将3molH2和1molN2完全转化为NH3,生成NH32mol与起始时反应物2mol
NH3相同；
B.
2molNH3和1molN2,比起始时2molNH3多了1molN2；
C.
将3molH2和2molN2转化为NH3时生成NH32mol,同时余1mol
N2,比起始时2molNH3多了1molN2;
D.
将0.95molN2和2.85molH2完全转化为NH3时生成NH3
1.9mol,再加上加入的0.1mol
NH3，共为2mol
NH3,与起始时2mol
NH3相同。
故本题正确答案为A、D。
通过以上的例题分析，可以归纳出“等效平衡”题的解答步骤是：（1）判断题目是否属于“等效平衡”问题；（2）判断等效平衡类型及条件；（3）将已知反应物、生成物中的所有起始物质的物质的量，按化学方程式计量系数全部换算成反应物或生成物；（4）根据题设条件建立等效平衡关系式；（5）解关系式得出答案。
【例2】150oC时,向如图所示的容器(密封的隔板可自由滑动,整个过程中保持隔板上部压强不变)中充入4LN2和H2的混合气体,在催化剂作用下充分反应(催化剂体积忽略不计),反应后恢复到原温度，平衡后容器体积变为3.4L,容器内气体对相同条件氢气的相对密度为5。
(1)反应前混合气体中V(N2)：V(H2)=
；反应达平衡后V(NH3)=
;该反应中N2的转化率为
。
(2)向平衡后的容器中充入0.2mol的NH3,一段时间后反应再次达到平衡（恢复到150oC）
充入NH3时,混合气体的密度将
；在达到平衡的过程中,混合气体的密度将
(填“增大”、“减小”或“不变”)；反应重新达平衡时混合气体对氢气的相对密度将
5(填“>0”、“<0”或“=0”)；
【解析】
(1)从题干内容发现,反应的始态和终态温度和压强相等,前后体积之比等于物质的量之比,又由于终态的平均相对分子质量为10,所以不难算出反应前的平均相对分子质量为8.5,再利用十字交叉很易算出V(N2)：V(H2)=1：3;由此便不难求出反应达平衡后的V(N2)、V(H2)、V(NH3)分别为0.7L、2.1L、0.6L,转化率(N2)=0.3/1=30%。
(2)在第一次平衡体系(平均相对分子质量为5×2=10)中再加入0.2molNH3(相对分子质量为17)时,混合气体的密度无疑会增大。但是在达到第二次平衡过程中,是在上次平衡位置上向合成氨反应的逆方向移动,所以该过程中混合气体的密度将逐步减小。而达到第二次平衡时混合气体对氢气的密度仍将等于5。这是因为这两次平衡是属于等温等压下的等效平衡。
从两道例题的分析可以看出，解等效平衡的题，关键在理解概念，判断等效平衡的类型和条件。只要在这个关键问题上思路正确，就能采用极限转化法列出计算式。