高中化學(xué)-第5課時(shí)等效平衡教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

第5課時(shí)等效平衡課標(biāo)分析

化學(xué)平衡是歷年來高考的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，而化學(xué)平衡中的“等效平衡”更是化學(xué)平衡中的

難點(diǎn)，若能洞悉各類“等效平衡”的有關(guān)問題，那么一切有關(guān)化學(xué)平衡的問題也就迎刃而解

了。“等效平衡”的問題已有較多的文章見諸報(bào)刊雜志，但在教學(xué)實(shí)踐中教師和學(xué)生還是感

到困難重重。如何突破這一難點(diǎn)，讓學(xué)生不僅易于掌握，而且能靈活應(yīng)用，就成為教學(xué)研究

的一個(gè)重要課題。

1.認(rèn)識(shí)從不同起始狀態(tài)下化學(xué)平衡的建立過程。

2.通過典例分析，掌握分析等效平衡問題的方法。

3.進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生自主合作探究的能力。

第5課時(shí)等效平衡學(xué)情分析

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師應(yīng)該幫助學(xué)生完成知識(shí)的構(gòu)建，學(xué)

生不是空著包袋走進(jìn)教室的。本節(jié)課的教學(xué)對(duì)象是高二的學(xué)生，他們已經(jīng)掌握了化學(xué)平衡知

識(shí)，我從化學(xué)平衡這個(gè)熟悉的內(nèi)容出發(fā)，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行思考，充分利用學(xué)生的“”“最近發(fā)

展區(qū)”，達(dá)到最好的教學(xué)效果。

當(dāng)堂評(píng)測(cè)練習(xí)

1.下列各圖是溫度(或壓強(qiáng))對(duì)2A⑸+2B(g)2C(g)+D(g)△”<()的正、逆反應(yīng)速率的影

響，曲線交點(diǎn)表示建立平衡時(shí)的溫度或壓強(qiáng)，其中正確的是()

答案C

解析A項(xiàng)，升溫，。工、。法都增大，且。比>。工，錯(cuò)誤：B項(xiàng)，升溫，。正、。之都增大，而

圖像所示o正、。也都減小，錯(cuò)誤；加壓，Vat,o之都增大，且。正<。迪，C正確，D錯(cuò)誤。

2.在容積可變的密閉容器中存在如下反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)A//<0,下

列分析中不正確的是()

，止R逆轉(zhuǎn)

：化

H率

SSI

Oh時(shí)間Oh時(shí)間。時(shí)間

Inm

A.圖I研究的是fo時(shí)升高溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響

B.圖II研究的是”時(shí)增大壓強(qiáng)(縮小容積)或使用催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響

C.圖HI研究的是催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響，且甲使用了催化劑

D.圖川研究的是溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響，且乙的溫度較高

答案C

解析本題考查的是對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡圖像的認(rèn)識(shí)，難度一般。由于這是一個(gè)體積

不變的放熱反應(yīng)，所以如時(shí)溫度升高，平衡向左移動(dòng)，此時(shí)逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，A

正確；該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，可同等程度地加快正、逆反

應(yīng)速率，平衡不移動(dòng)，使用催化劑，不影響平衡，但反應(yīng)速率加快，B正確；如果圖in中考

慮的是使用催化劑的話，則由圖可知乙條件下先達(dá)到平衡，所以應(yīng)該是乙使用了催化劑且平

衡時(shí)甲、乙兩條件下的CO轉(zhuǎn)化率應(yīng)相等，C錯(cuò)誤；如果圖111研究的是溫度對(duì)平衡的影響,

同樣應(yīng)該是乙條件下溫度高于甲條件，那么從甲升溫到乙，平衡向左移動(dòng)，co的轉(zhuǎn)化率下

降，D正確。

3.已知反應(yīng)：2SO2(g)+O2(g)2s03(g)A/7<0,某溫度下，將2moiSCh和1mol。2置

于10L的密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡后，SCh的轉(zhuǎn)化率(a)與體系總壓強(qiáng)⑺)的關(guān)系曲線如圖

甲所示。則下列說法錯(cuò)誤的是()

T,

°反應(yīng)時(shí)間

圖丙

A.由圖甲知，A點(diǎn)SO2的平衡濃度為0.04mol-L1

B.由圖甲知，B點(diǎn)SCh、。2、SCh的平衡濃度之比為2：1：2

C.達(dá)到平衡后，縮小容器容積，則反應(yīng)速率變化的曲線可以用圖乙表示

D.壓強(qiáng)為0.50MPa時(shí)，不同溫度下SCh的轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系曲線如圖丙所示，則

T,>72

答案B

解析由圖甲知，在A點(diǎn)時(shí)SCh的轉(zhuǎn)化率是0.80,則達(dá)到平衡時(shí)SO2的物質(zhì)的量為2moi

-0.80X2mol=0.4mol,所以A點(diǎn)SCh的平衡濃度為0.04mol-Lr,同理可以計(jì)算出8點(diǎn)時(shí)

SO?、。2、SO3的平衡濃度分別是0.03mol-Lr、0.015molL-\0.17mol-L-1,故A正確、B

錯(cuò)誤；達(dá)到平衡后，縮小容器容積，各物質(zhì)的濃度都增大，正、逆反應(yīng)速率都增大，平衡正

向移動(dòng)，故C正確；圖丙是一定壓強(qiáng)、不同溫度下的圖像，當(dāng)溫度為Ti時(shí)反應(yīng)先達(dá)到平衡，

說明在T1條件下反應(yīng)速率大，所以TI>T2,D正確。

4.下列表格中的各種情況，可以用如圖所示曲線表示的是()

反應(yīng)縱坐標(biāo)甲乙

相同質(zhì)量的氨氣，在

同一容器中發(fā)生反氨氣的

A500℃400℃

應(yīng)產(chǎn)：2ONNTHO3加催熱化、劑加壓轉(zhuǎn)化率

N2+3H2

等質(zhì)量的鉀、鈉分別

BH2的質(zhì)量鈉鉀

與足量的水反應(yīng)

在體積可變的恒壓

容器中，體積之比為

氨氣的活性高的活性一般

C1：3的N2、H2：N2

濃度催化劑的催化劑

催化劑

T-'B加熱、加壓

2NH3

2molSO2和1mol

O2在相同溫度下發(fā)SO3的2個(gè)10個(gè)

D

生反應(yīng)：2SO2+物質(zhì)的量大氣壓大氣壓

C催化劑

02加熱2S°3

答案B

解析溫度升高，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡的時(shí)間較短，A項(xiàng)不符合；鉀比鈉活潑，反應(yīng)結(jié)

束的時(shí)間較短，等質(zhì)量的鈉、鉀與足量水反應(yīng)產(chǎn)生H2的質(zhì)量；鈉大于鉀，B項(xiàng)符合：使用

催化劑不能使平衡移動(dòng)，C項(xiàng)不符合；壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，SO3的物質(zhì)的量增大，D

項(xiàng)不符合。

5.恒溫、恒壓下，在一個(gè)容積可變的容器中發(fā)生如下反應(yīng)：A(g)+B(g)C(g)

(1)若開始時(shí)放入1molA和1molB,達(dá)到平衡后，生成nmolC,這時(shí)A的物質(zhì)的量為

________moL

(2)若開始時(shí)放入3molA和3moiB,達(dá)到平衡后，生成C的物質(zhì)的量為mol。

答案(1)1—a(2)3。

解析(1)由反應(yīng)A(g)+B(g)C(g)知，反應(yīng)達(dá)平衡后，若有“molC生成，則必有“molA

消耗，此時(shí)A剩余的物質(zhì)的量為(1—。)moL

(2)在恒溫、恒壓下，若投放3molA和3moiB,則所占有的體積為(1)中的3倍。由于A、

B的投放比例與(1)相同，故平衡時(shí)與(1)等效，故C的物質(zhì)的量為3am

課后評(píng)測(cè)練習(xí)

尹分層訓(xùn)練建解疑?糾偏?檢測(cè)

題組等效平衡

1.將1molSO?和1molO2通入體積不變的密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)2s(Mg)+

催伊齊J

02(g)2sOs(g),達(dá)到平衡時(shí)SO-為0.3mol,此時(shí)若移走0.5molO2和0.5molS02,

相同溫度下再次達(dá)到新平衡時(shí)SOs的物質(zhì)的量為()

A.0.3molB.0.15molC.小于0.15molD.大于0.15mol,小于0.3mol

答案C解析移走0.5molO2和0.5molS02,相當(dāng)于擴(kuò)大體積，減小壓強(qiáng)若平衡不

移動(dòng)，S0：；的物質(zhì)的量為0.15mol,而事實(shí)上平衡左移，所以〃(SftJVO.15mol。

2.工業(yè)制硫酸中的反應(yīng)：2S02+022s0”等量的反應(yīng)物最初在兩個(gè)容積相等的容器中反

應(yīng)，并達(dá)到平衡。在這過程中，甲容器保持體積不變，乙容器保持壓強(qiáng)不變，若甲容器

中SOz的百分含量或，則乙容器中SOz的百分含量()

A.等于成B.大于jD%C.小于庚D.無法判斷

答案C解析平衡后，乙容器體積小于甲容器體積，乙容器中平衡右移，所以乙容器

中SO2的百分含量小于成。

3.將一定體積的SOs(g)充入恒容的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)2s0；,(g)2s0z(g)+()2(g)并達(dá)

到平衡：保持溫度不變，再充入相同體積的S03(g),達(dá)到新平衡后，與原平衡相比，下

列值減小的是()

A.平均相對(duì)分子質(zhì)量B.SOs(g)的轉(zhuǎn)化率C.c(S03)/c(S02)

22

D.C(S03)/[C(S02)-c(02)]

答案B解析本題可采取等效假設(shè)法分析，假設(shè)在原容器上增加一個(gè)相同的容器(兩容

器有隔板)，保持溫度不變，向增加的容器中充入相同體積的SOKg),則可建立與原平衡

一樣的平衡，此時(shí)A、B、C、D各項(xiàng)的值均不變，然后抽掉隔板，將容器壓縮至原容器大

小，則壓強(qiáng)增大，平衡逆向移動(dòng)，氣體的總物質(zhì)的量減小，但總質(zhì)量不變，因此平均相

對(duì)分子質(zhì)量增大；SONg)的轉(zhuǎn)化率減小；c(S0“、c(S0。均增大，但c(SO0增大的程度比

c(SOj增大的程度大，則c(S03)/c(S0j增大；：(S03)/[c2(S02)?cSJ]可看作該反應(yīng)的

平衡常數(shù)的倒數(shù)，而平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，則不發(fā)生變化。

4.在相同溫度和壓強(qiáng)下，對(duì)反應(yīng)COz(g)+L(g)CO(g)+HzO(g)進(jìn)行甲、乙、丙、丁四

組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)起始時(shí)放入容器內(nèi)各組分的物質(zhì)的量見下表：

\實(shí)驗(yàn)

7^的量\

COHzO(g)

C02H2

質(zhì)物

甲amolamol0mol0mol

乙2amolamol0mol0mol

丙0mol0molamolamol

Tamol0molamolamol

上述四種情況達(dá)到平衡后，〃(C0)的大小順序是()

A.乙=丁＞丙=甲B.乙＞?。炯祝颈?，?。疽遥海颈?甲D.?。颈疽遥?/p>

甲

答案A解析根據(jù)所給數(shù)據(jù)，甲、丙為等效平衡，則其中〃(C0)相等。乙相當(dāng)于甲平衡

后，再加入amolCO?,平衡右移，〃(CO)增大，丁把CO、M0折合成反應(yīng)物相當(dāng)于2amol

C02amolH2,和乙等效，所以乙=?。颈?甲。

5.在一個(gè)固定容積的密閉容器中，保持一定溫度進(jìn)行如下反應(yīng):H2(g)+Br2(g)2HBr(g),

已知加入1mol上和2molBn達(dá)到平衡后，生成xmolHBr,在相同條件下若起始時(shí)加

入的壓、Bn、HBr分別為a、6、c(均不為0)且保持平衡時(shí)各組分含量都不變，以下推斷

正確的是（）

①a、b、。應(yīng)滿足的關(guān)系是4a+c=2力②平衡時(shí)HBr為xmol③a、b、。應(yīng)滿足的關(guān)

④平衡時(shí)HBr為"mol

系是a+b=c

A.①B.①②C.①④D.②③

答案A解析根據(jù)該反應(yīng)的特點(diǎn)及反應(yīng)條件可知，若各組分含量都不變，a、A。應(yīng)滿

a+2C

足一-—即4a+c=2b,①正確。②平衡時(shí)HBr應(yīng)為

2

b+2C

［能力提升題］

6.（1）有甲、乙兩容器，甲的容積固定，乙的容積可變。在一定溫度下，向甲中通入3moi

N?和4molHz,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成NH；,物質(zhì)的量為amol。

①相同溫度下，若乙中通入6molN,和8molH”最初壓強(qiáng)與甲相同，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，

生成NIh物質(zhì)的量為6m01,則6與a的關(guān)系可表示為,兩容器中氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率

甲乙（填或“=”）。

②若①中乙與甲的容積始終相等，達(dá)到平衡時(shí)，生成NH：,物質(zhì)的量為cmol,則c與a的

關(guān)系可表示為O

（2）如圖表示在密閉容器中反應(yīng)：2S02+022S03RHVO,達(dá)到平衡時(shí)，由于條件改

變而引起反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的變化情況。

a時(shí)刻改變的條件可能是；

b時(shí)刻改變的條件可能是；

答案⑴42a=c>2a⑵升溫減小SO3濃度

解析（D由于甲的容積固定，乙的容積可變，則反應(yīng)過程中乙的壓強(qiáng)大于甲，平衡正向

移動(dòng)，所以8>2a,兩容器中心的轉(zhuǎn)化率甲小于乙。

②乙相當(dāng)于把甲的容積縮小到原來的去若平衡不移動(dòng)，c=2a,而實(shí)際上平衡右移，所

以c>2a?

(2)由于a時(shí)刻，r(逆)>-(正)，所以改變的條件應(yīng)是升溫，6時(shí)刻，「(正)>M逆)，且

均小于原平衡的速率，所以改變的條件應(yīng)是減小SOs的濃度。

7.在7e條件下，向1L固定體積的密閉容器M中加入2molX和1molY,發(fā)生如下反

應(yīng)：

2X(g)+Y(g)aL(g)+W(g)△〃=—。kJ?molT(0>0,a為正整數(shù))。

當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，反應(yīng)放出的熱量為。kJ,若平衡后再升高溫度，混合氣體的平均相

對(duì)分子質(zhì)量減小，則

(1)化學(xué)計(jì)量數(shù)a的值為。

(2)下列說法中能說明該反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)的是o

A.容器內(nèi)壓強(qiáng)一定B.容器內(nèi)氣體的密度一定C.容器內(nèi)Z分子數(shù)一定D.容器內(nèi)氣體

的質(zhì)量一定E.容器內(nèi)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化

(3)溫度維持T°C不變，若起始時(shí)向容器M中加入的物質(zhì)的量如下列各項(xiàng)，則反應(yīng)達(dá)到

平衡后放出的熱量仍為QkJ的是(稀有氣體不參與反應(yīng))。

A.2molX、1molY、1molAr

B.amolZ、1molW

C.1molX、0.5molY、0.5amolZ、0.5molW

D.2molX、1molY、1molZ

(4)已知：該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表:

溫度/℃200250300350

平衡常數(shù)｛9.945.210.5

若在某溫度下，2molX和1molY在容器M中反應(yīng)達(dá)平衡，X的平衡轉(zhuǎn)化率為50臨則

該溫度為

答案(1)1(2)ACE(3)A(4)350

解析(D升溫，平衡左移，而平均相對(duì)分子質(zhì)量減小，所以2+l>a+la<2,所以a

=lo

(2)由于體積固定，所以密度始終不變，氣體的總質(zhì)量也始終不變，所以B、D不能作為

志。

(3)B項(xiàng)，放出熱量應(yīng)為0—Q

c項(xiàng)，放出熱量少于a

D項(xiàng)，放出熱量少于Q

(4)2X(g)+Y(g)Z(g)+W(g)

起始(mol)2100

平衡(mol)2—2a1-3aa

yX100%=50%

a=0.5mol

0.5X0.5

K=----------=05

rxo.5

所以溫度為350°C。

我聽了老師在高二6班的，節(jié)課。收益頗豐。

杜老師上的內(nèi)容是：等效平衡。這個(gè)知識(shí)點(diǎn)很是抽象，學(xué)生難以理解。老師在上課的時(shí)

候，整個(gè)理論內(nèi)容全部用例題講解透徹，在題目中貫穿知識(shí)點(diǎn)，這種講解方式學(xué)生易于接受

能很好的理解。

一節(jié)課的內(nèi)容含量并不多，但是知識(shí)點(diǎn)講解清楚，學(xué)生吸收的好，故課不在多而在精，

題不在量而在典型。

第5課時(shí)等效平衡教材分析

1.概念

概念是解題的基石。只有深入理解概念的內(nèi)涵和外延，才能在解題中觸類旁通，游刃

有余。人教版教材對(duì)等效平衡概念是這樣表述的：“實(shí)驗(yàn)證明，如果不是從C0和H20(g)

開始反應(yīng),而是各取0.01molC02和0.01molH2,以相同的條件進(jìn)行反應(yīng)，生成C0和H20(g),

當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)混合物里CO、H20(g),C02、H2各為0.005mol,其組成與前

者完全相同(人教版教材第二冊(cè)(必修加選修)第38頁(yè)第四段)?！边@段文字說明了，化

學(xué)平衡狀態(tài)的達(dá)到與化學(xué)反應(yīng)途徑無關(guān)。即在相同的條件下，可逆反應(yīng)無論從正反應(yīng)開始還

是從逆反應(yīng)開始，還是從既有反應(yīng)物又有生成物開始，達(dá)到的化學(xué)平衡狀態(tài)是相同的，平衡

混合物中各組成物質(zhì)的百分含量保持不變，也就是等效平衡。

由上敘述可知，相同平衡、相似平衡和等效平衡是不同的，相同平衡是指有關(guān)同一平

衡狀態(tài)的一類計(jì)算，相似平衡是指幾個(gè)不同但有著比值關(guān)系的平衡的一類計(jì)算，而等效平衡

則是利用平衡等效來解題的一種思維方式和解題方法。

2.條件

建立相同平衡或相似平衡與外界條件有關(guān)，一是恒溫恒容，二是恒溫恒壓。

在恒溫、恒容下

（方程式前后系數(shù)之和不同時(shí)）只要能使各物質(zhì)的初始物質(zhì)的量分別相等，就可以建

立相同平衡。即兩平衡的關(guān)系是相等關(guān)系。兩個(gè)平衡的所有對(duì)應(yīng)平衡量（包括正逆反應(yīng)速率、

各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量濃度、氣體體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等）完全相等。

（方程式前后系數(shù)之和相同時(shí)）只要能使各物質(zhì)初始物質(zhì)的量之比相等就可以建立相

似平衡。即兩平衡的關(guān)系是相似關(guān)系。兩平衡中各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、氣體體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)

量分?jǐn)?shù)、只要有一種物質(zhì)百分含量相等；而兩平衡中的正逆反應(yīng)速率、各組分平衡時(shí)的物質(zhì)

的量及物質(zhì)的量濃度等對(duì)應(yīng)成比例。

在恒溫、恒壓下

只要使各物質(zhì)初始濃度對(duì)應(yīng)成比例即可建立相似平衡。即兩平衡的關(guān)系是相似關(guān)系。

兩平衡中各組分平衡時(shí)的物質(zhì)的量濃度、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、氣體體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、各反應(yīng)

物的轉(zhuǎn)化率等對(duì)應(yīng)相等；兩平衡中正與正，逆與逆速率各自對(duì)應(yīng)成比例；而兩平衡中各物質(zhì)

平衡時(shí)的物質(zhì)的量反應(yīng)容器的體積等對(duì)應(yīng)成比例。

若實(shí)在無法理解，則可以借助理想氣體狀態(tài)方程考慮PV=nRT。

P：壓強(qiáng)，V：體積，n：物質(zhì)的量，R：普適常量，T：熱力學(xué)溫度

3.分類判斷

等效平衡狀態(tài)的分類和判斷

⑴恒溫恒容下，改變起始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，如通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成

同一半邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相等，則達(dá)平衡后與原平衡等效

⑵恒溫恒容下，對(duì)于反應(yīng)前后都是氣體且物質(zhì)的量相等的可逆反應(yīng)，改變起始加入物

質(zhì)的物質(zhì)的量，只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)，換算成同一半邊的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則達(dá)平

衡后與原平衡等效

⑶恒溫恒壓下，改變起始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)，換算成同一半邊

的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則達(dá)平衡后與原平衡等效。

第5課時(shí)等效平衡

［學(xué)習(xí)目標(biāo)定位］知道等效平衡的含義，學(xué)會(huì)等效平衡的分析判斷方法。

知識(shí)?回顧區(qū)溫故追本溯源推陳方可知新

1.對(duì)于N2（g）+3H2（g）—^2NH3（g）AH<0

（1）增大C（N2）,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),N?的轉(zhuǎn)化率減小,H,的轉(zhuǎn)化率增大。

（2）增大壓強(qiáng)，體積縮小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),用、心的轉(zhuǎn)化率增大,N2、山的百分含

量減小,N%的百分含量增大。

（3）升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),N2、Hz的轉(zhuǎn)化率減小,N2、H2的百分含量增大,NH3

的百分含量減小。

探究點(diǎn)等效平衡

化學(xué)平衡的建立與反應(yīng)途徑無關(guān)，從正反應(yīng)開始或逆反應(yīng)開始都可以建立平衡。在一定條件

（恒溫恒容或恒溫恒壓）下，對(duì)同一可逆反應(yīng)，只有起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，而達(dá)到

化學(xué)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的百分含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等）相同，這樣的平

衡稱為等效平衡。

1.在恒溫恒容條件下，按下列四種情況分別建立平衡，其中為等效平衡的是①

N2（g）+3H2（g）=今2NH3

①1mol3molOmol

②0mol0mol2mol

③0.5mol1.5mol1mol

④1mol3mol2mol

解析恒溫恒容條件下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不同的可逆反應(yīng)，轉(zhuǎn)換后（按計(jì)量系數(shù)換

算成方程式同一邊的物質(zhì)），反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量與原平衡相同，則兩平衡等效，且

平衡后同種物質(zhì)的量相同。因?yàn)檫@種情況下壓強(qiáng)對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不同的可逆反應(yīng)有

影響，而成比例的增加反應(yīng)物，相當(dāng)于加壓，所以平衡會(huì)移動(dòng)，必須極值等量平衡才等效。

2.若在恒溫恒壓條件下，按題1中四種情況分別建立平衡，其中為等效平衡的是①②③④。

解析恒溫恒壓條件下，若轉(zhuǎn)換后（按計(jì)量系數(shù)換算成方程式同一邊的物質(zhì)），反應(yīng)物或生成

物的物質(zhì)的量的比例與原平衡相同，則兩平衡等效，且平衡后兩種物質(zhì)的物質(zhì)的量成倍數(shù)關(guān)

系。因?yàn)檫@種情況下壓強(qiáng)不變，不管反應(yīng)前后氣體分子數(shù)是否改變，對(duì)可逆反應(yīng)的平衡都沒

有影響，而成比例的增加反應(yīng)物后體積膨脹，壓強(qiáng)不變，所以平衡不移動(dòng)，只要極值等比則

平衡等效。

3.在恒溫恒容條件下，按下列四種情況分別建立平衡，其中為等效平衡的是①②③。

CO（g）+H2O（g）=X：02（g）+H2（g）

?2mol2mol0mol0mol

②0mol0mol4mol4mol

③4mol4mol2mol2mol

④1mol2mol1mol2mol

解析:恒溫恒容條件下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，轉(zhuǎn)換后(按計(jì)量系數(shù)換

算成方程式同一邊的物質(zhì))，反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量的比例與原平衡相同，則兩平衡等

效，且平衡后同種物質(zhì)的物質(zhì)的量成倍數(shù)關(guān)系。因?yàn)檫@種情況下壓強(qiáng)對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子

數(shù)不變的可逆反應(yīng)沒有影響，而成比例的增加反應(yīng)物，相當(dāng)于加壓，所以平衡不移動(dòng)，只要

極值等比則平衡等效。

［歸納總結(jié)］

等效平衡解題方法

解答等效平衡問題時(shí)，先看條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)，再看方程式反應(yīng)前后氣體分子數(shù)(相

同或不同)，按“一邊倒”轉(zhuǎn)換比較。

(1)恒溫恒容條件下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，要求極值等比。

(2)恒溫恒容條件下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不同的可逆反應(yīng)，要求極值等量。

(3)恒溫恒壓條件下，不管反應(yīng)前后氣體分子數(shù)是否改變，都只要求極值等比。

［活學(xué)活用］

2.在一個(gè)固定體積的密閉容器中，加入2molA和1molB發(fā)生反應(yīng)：2A(g)+B(g)3c(g)

+D(g),達(dá)到平衡時(shí)，C的濃度為力mol-L，

(1)若維持容器體積和溫度不變，按下列各種配比為起始物質(zhì)，達(dá)到平衡后，C的濃度仍為〃

mol-L-'的是(填字母序號(hào))。

A.4molA+2molB

B.2molA+1molB+3molC+1molD

C.3molA+1molB

D.3molC+1molD

E.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD

(2)C的濃度大于nmol-L1的是。

(3)將可逆反應(yīng)中A(g)改為A(s),則C的濃度仍為〃mol-L^1的是。

(4)若將題中“維持容器體積和溫度不變”改為“維持容器壓強(qiáng)和溫度不變”，則C的濃度

仍為nmo\L'的是。

答案(1)DE(2)ABC(3)CDE(4)ABDE

解析該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不同，恒溫恒容下把加入的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成起始狀態(tài)形式，與起始

狀態(tài)時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量分別相同，即建立相同的平衡狀態(tài)；恒溫恒壓下，比例相同即可建

立相同的平衡狀態(tài)。

⑥學(xué)習(xí)小結(jié)

1.化學(xué)平衡圖像題的分析思路：看圖像，想規(guī)律，作判斷。

解題技巧：先拐先平，定一議二。

2.恒溫恒容，反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不同，量相同，等效平衡；恒溫恒容，反應(yīng)前后氣體分

子數(shù)相同，成比例，等效平衡；恒溫恒壓，任何氣體可逆反應(yīng)，成比例，等效平衡。

自我?檢測(cè)區(qū)檢測(cè)學(xué)習(xí)效果體瞼成功快樂

1.下列各圖是溫度(或壓強(qiáng))對(duì)2A(s)+2B(g)=%C(g)+D(g)△”<()的正、逆反應(yīng)速率的

影響，曲線交點(diǎn)表示建立平衡時(shí)的溫度或壓強(qiáng)，其中正確的是()

。P

C

答案C

解析A項(xiàng)，升溫，。正、。巡都增大，且0￡￡>。正，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，升溫，。正、。(都增大，而

圖像所示。正、。比都減小，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，加壓，o正、。正都增大，且。正迫，正確；D項(xiàng)，

加壓，。正、。速都增大且。圮>。正，而圖像所示。正、。巡都減小，vi>V；?,錯(cuò)誤。

2.在容積可變的密閉容器中存在如下反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)^=^CO2(g)+H2(g)AH<0,

下列分析中不正確的是()

反

應(yīng)

速

率

，

一

訪

時(shí)

時(shí)間

時(shí)

OO0間O

n間

A.圖I研究的是加時(shí)升局溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響

B.圖II研究的是a時(shí)增大壓強(qiáng)(縮小容積)或使用催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響

C.圖HI研究的是催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響，且甲使用了催化劑

D.圖川研究的是溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響，且乙的溫度較高

答案C

解析本題考查的是對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡圖像的認(rèn)識(shí)，難度一般。由于這是一個(gè)體積

不變的放熱反應(yīng)，所以to時(shí)溫度升高，平衡向左移動(dòng)，此時(shí)逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，A

正確；該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，可同等程度地加快正、逆反

應(yīng)速率，平衡不移動(dòng)，使用催化劑，不影響平衡，但反應(yīng)速率加快，B正確；如果圖HI中考

慮的是使用催化劑的話，則由圖可知乙條件下先達(dá)到平衡，所以應(yīng)該是乙使用了催化劑且平

衡時(shí)甲、乙兩條件下的co轉(zhuǎn)化率應(yīng)相等，c錯(cuò)誤：如果圖m研究的是溫度對(duì)平衡的影響,

同樣應(yīng)該是乙條件下溫度高于甲條件，那么從甲升溫到乙，平衡向左移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率下

降，D正確。

3.一定溫度下在密閉容器內(nèi)進(jìn)行著某一反應(yīng)，X氣體、Y氣體的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間變化

的曲線如圖。下列敘述中正確的是()

物

質(zhì)

的

量

\

A4h時(shí)間/min

A.反應(yīng)的化學(xué)方程式為5Y―今X

B.八時(shí)，Y的濃度是X濃度的1.5倍

C.介時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等

D.“時(shí)，逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率

答案B

解析從圖像可以看出，々時(shí)刻X、Y兩物質(zhì)的物質(zhì)的量相等，而不是反應(yīng)速率相等，故C

不正確；工3時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，所以正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，故D不正確；反應(yīng)開

始時(shí)Y物質(zhì)為10mol,X物質(zhì)為2mol,達(dá)到平衡時(shí)Y減少了7mol,X增多了3mol,因

此反應(yīng)方程式應(yīng)該是7Y(g)—^=3X(g),故A不正確。

4.由某可逆反應(yīng)繪

出圖像如圖所示，縱坐標(biāo)為生成物在平衡混合物中的百分含量，下列對(duì)該反應(yīng)的判斷不正確

的是()

A.反應(yīng)物中可能含有氣體

B.生成物中一定有氣體

C.正反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)

D.正反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)

答案C

解析由圖示可知，隨著溫度的升高，生成物的含量增加，即升高溫度，平衡右移，所以該

反應(yīng)一定為吸熱反應(yīng)；壓強(qiáng)增大，生成物的含量減小，說明化學(xué)方程式中氣體生成物的計(jì)量

數(shù)之和大于氣體反應(yīng)物的計(jì)量數(shù)之和。

5.恒溫、恒壓下，在一個(gè)容積可變的容器中發(fā)生如下反應(yīng)：A(g)+B(g)UC(g)

(1)若開始時(shí)放入1molA和1molB,達(dá)到平衡后，生成〃molC,這時(shí)A的物質(zhì)的量為

________molo

(2)若開始時(shí)放入3molA和3moiB,達(dá)到平衡后，生成C的物質(zhì)的量為mol。

答案(1)1—a(2)3〃

解析(1)由反應(yīng)A(g)+B(g)、、C(g)知,反應(yīng)達(dá)平衡后，若有amolC生成，則必有amol

A消耗，此時(shí)A剩余的物質(zhì)的量為(1—a)mol。

(2)在恒溫、恒壓下，若投放3molA和3moiB,則所占有的體積為(1)中的3倍。由于A、

B的投放比例與(1)相同，故平衡時(shí)與(1)等效，故C的物質(zhì)的量為34moI。

《等效平衡》教學(xué)設(shè)計(jì)

湖北省漢川一中魯志超

化學(xué)平衡是歷年來高考的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，而化學(xué)平衡中的“等效平衡”更是化學(xué)平衡中的

難點(diǎn)，若能洞悉各類“等效平衡”的有關(guān)問題，那么一切有關(guān)化學(xué)平衡的問題也就迎刃而解

了。“等效平衡”的問題已有較多的文章見諸報(bào)刊雜志，但在教學(xué)實(shí)踐中教師和學(xué)生還是感

到困難重重。如何突破這一難點(diǎn)，讓學(xué)生不僅易于掌握，而且能靈活應(yīng)用，就成為教學(xué)研究

的一個(gè)重要課題。

教學(xué)設(shè)計(jì)思路

首先通過一些簡(jiǎn)單具體的例子，提出等效平衡的概念，然后應(yīng)用勒夏特列原理分析各類

等效平衡，從而理解各種類型等效平衡的模式，最后應(yīng)用結(jié)論，分析復(fù)雜的問題。

本教學(xué)案例的突出之處在于，應(yīng)用勒夏特列原理分析等效平衡，讓學(xué)生理解過程，從而

能夠深刻的理解應(yīng)用，而不是簡(jiǎn)單的給出結(jié)論，讓學(xué)生死記硬背，生搬硬套。如何設(shè)計(jì)合適

的問題，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論，正是本教學(xué)設(shè)計(jì)試圖解決的問題。

教學(xué)過程設(shè)計(jì)

教學(xué)環(huán)節(jié)1:等效平衡的概念

【比喻】從我家到你家的中間有一個(gè)美麗的花園，從我家出發(fā)可以去，從你家出發(fā)也可

以去，從我家和你家的任意一個(gè)地方出發(fā)都可以到達(dá)這個(gè)美麗的花園。引出課題：等效平衡

問題。

【例析】我們來看如下可逆反應(yīng)，在一定條件下，按照不同的起始物質(zhì)的量①②③，達(dá)

到平衡狀態(tài)時(shí)，各種物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)之間有何關(guān)系：

N2+3H2y\‘2NH3

①Imol3mol0

②002mol

③0.5mol1.5mollmol

師生共同分析，采用極限假設(shè)法，通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)比換算成同一半邊的物質(zhì)

的物質(zhì)的量濃度，與原平衡相等，則①②③的量相當(dāng)。像這樣的問題，我們稱之為“等效平

衡”。

【板書】一、等效平衡的概念

在一定條件下，可逆反應(yīng)只要起始濃度相當(dāng)，無論經(jīng)過何種途徑，但達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，

只要同種物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（或體積分?jǐn)?shù)）相同,這樣的平衡稱為等效平衡。

【說明】1.我們所說的“等效平衡”與“完全相同的平衡狀態(tài)”不同；“完全相同的平

衡狀態(tài)”在達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，任何組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（或體積分?jǐn)?shù)）對(duì)應(yīng)相等，并且反應(yīng)

的速率等也相同；而“等效平衡”只要求平衡混合物中各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（或體積分?jǐn)?shù)）

對(duì)應(yīng)相同，反應(yīng)的速率、壓強(qiáng)、物質(zhì)的量濃度等可以不同。

2.一定條件指的是①同T同V或者②同T同p

3.平衡狀態(tài)（終態(tài)）只與始態(tài)有關(guān)，而與途徑無關(guān)，（①無論從什么方向開始②投料是

一次還是分成幾次，③擴(kuò)大一縮小或縮小一擴(kuò)大的過程，）只要起始濃度相當(dāng),就達(dá)到等效

平衡狀態(tài)。

教學(xué)環(huán)節(jié)2：等效平衡的分類

【例析】下面我們?cè)賮矸治鲆幌聞偛诺哪莻€(gè)例子，然后看看能否找出這些反應(yīng)物與生成

物之間滿足如何關(guān)系，平衡才算是“等效”的。

N2+3H2孫2NH3

①Imol3mol0

②002mol

③0.5mol1.5molImol

④amolbmolcmol

⑤2mol6mol0

【討論】⑴按極限假設(shè)法分析，

若④也與①是等效平衡，a、6、c之間應(yīng)該滿足什么關(guān)系？

⑵a:b是否一定等于電和H2的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比1:3?

⑶按⑤投料?，也可與①形成等效平衡嗎？若能，條件是什么？

03c

a+—=Lb+—=3

【教師引導(dǎo)學(xué)生分析】⑴22。

⑵若與①是等效平衡加，一定等于M和比的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比1:3,其他就不見得了，要

看作參照的那種投料比了，例如若①中起始物質(zhì)的量為〃(由二Imol,n(N2)=lmol,則④中

a方就不應(yīng)該為1:3咯。

⑶若是恒溫恒容條件下，按照⑤投料，起始濃度都變?yōu)棰俚?倍，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平

衡會(huì)向正方向移動(dòng)，故⑤與①不是等效平衡；若是恒溫恒壓條件下，起始物質(zhì)的量變?yōu)棰俚?/p>

2倍，容積也會(huì)擴(kuò)大到原來的2倍，相當(dāng)于是在2個(gè)等大的容器中分別反應(yīng)，各自達(dá)到平衡

態(tài)，然后再混合，其中各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)應(yīng)該是不會(huì)變的。因此在恒溫恒壓條件下，⑤

與①是等效平衡。

【例析】下面我們?cè)倏匆粋€(gè)例子：

CO(g)+H20(g)-C02(g)+H2(g)

A2mol2mol

00

B00

4mol4mol

CImolImol

ImolImol

D4mol4mol

2mol2mol

Exmolymol

zmolwmol

【討論】⑴分別分析在恒溫恒容和恒溫恒壓條件下A、B、C、D是否是等效平衡？

⑵若E與A為等效平衡，X、八z、甲應(yīng)滿足如何關(guān)系？

【小結(jié)板書】二、等效平衡的分類

1.對(duì)于化學(xué)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的可逆反應(yīng)

⑴在定溫定容條件下，只改變起始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，如果通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)

量數(shù)之比換算成化學(xué)方程式的同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同，則兩平衡等效。

⑵在定溫定壓條件下，改變起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算

成化學(xué)方程式的同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同,達(dá)到平衡狀態(tài)后與原平衡等效。

2.對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)丕變的可逆反應(yīng)

不論是在定溫定容條件下還是在定溫定壓條件下，改變起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，

只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成化學(xué)方程式的同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，達(dá)

到平衡狀態(tài)后與原平衡等效。

教學(xué)環(huán)節(jié)3：等效平衡的應(yīng)用

【例11在一定溫度下，把2moiSO?和lmol02通入一定容積的密閉容器中，發(fā)生如下

反應(yīng)，2SO2+O2^^2SO3）當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)反應(yīng)混合物就處于化學(xué)平衡狀

態(tài)。現(xiàn)在該容器中維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始時(shí)加入的$°2、°2、S03的物

質(zhì)的量（mol）,如果a、b、。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)

到平衡狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡完全相同。請(qǐng)?zhí)羁眨?/p>

⑴若a=0,LF=O,則c=o

⑵若a=0.5,則慶,c=o

⑶a、b、。的取值必須滿足的一般條件是,o(請(qǐng)用兩個(gè)方程

式表示，其中一個(gè)只含a和0,另一個(gè)只含人和。)

答案：⑴c=2

(2)b=0.25,c=1.5

a=2,bH■—=1

(3)2

【例2】如圖所示，在一定溫度下，把2體積N?和6體積也通入一個(gè)帶有活塞的容積可

變的容器中，活塞的一端與大氣相通，容器中發(fā)生以下反應(yīng)：N2+3H2^^^2NH3(正

反應(yīng)放熱)，若反應(yīng)達(dá)到平衡后，測(cè)得混合氣體的體積為7體積。據(jù)此回答下列問題：

(IN22體積

||H26體積

⑴保持上述反應(yīng)溫度不變，設(shè)a、b、c分別代表初始加入的Nz、IL和NIh的體積，如果

反應(yīng)達(dá)到平衡后混合氣體中各氣體的體積分?jǐn)?shù)仍與上述平衡相同，那么：

①若a=l,片2,則4在此情況下，反應(yīng)起始時(shí)將向(填“正”

或“逆”)反應(yīng)方向進(jìn)行。

②若需規(guī)定起始時(shí)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，則c的取值范圍是=

⑵在上述裝置中，若需控制平衡后混合氣體為6.5體積,則可采取的措施是一，

原因是。

解析：⑴①化學(xué)反應(yīng)：Nz+3H2k在定溫、定壓下進(jìn)行，要使平衡狀態(tài)與

V(N)2

2'-=-

原平衡狀態(tài)等效，只要起始時(shí)V(H2)6就可以達(dá)到。已知起始時(shí)各物質(zhì)的體積分別為1

體積凡、b體積上和2體積m3。根據(jù)“等價(jià)轉(zhuǎn)換”法，將2體積m3通過反應(yīng)的化學(xué)計(jì)

量數(shù)之比換算成N2和H2的體積，則相當(dāng)于起始時(shí)有(1+1)體積N2和(b+3)體積Hz,

1_+__1_=2_

它們的比值為b+36,解得b=3。

因反應(yīng)前混合氣體為8體積，反應(yīng)后混合氣體為7體積，體積差為1體積，由差量法可

解出平衡時(shí)NH3為1體積；而在起始時(shí)，卜舊3的體積為c=2體積，比平衡狀態(tài)時(shí)大，為達(dá)

到同一平衡狀態(tài)，卜舊3的體積必須減小，所以平衡逆向移動(dòng)。

②若需讓反應(yīng)逆向進(jìn)行，由上述①所求出的平衡時(shí)岫3的體積為1可知，NH3的體積

必須大于1,最大值則為2體積N2和6體積H2完全反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的NH3的體積，即為4體

積，則1VCW2°

⑵由6.5<7可知，上述平衡應(yīng)向體積縮小的方向移動(dòng)，亦即向放熱方向移動(dòng)，所以采取

降溫措施。

【例3】甲、乙兩恒溫容器開始時(shí)壓強(qiáng)相同，

分別充入甲：2molA+1molB,

乙：1.4molA+0.7molB+0.6molC,

發(fā)生反應(yīng)2A(g)+B(g)*=±xC(g)。達(dá)到平衡時(shí)兩者中C的體積分?jǐn)?shù)相同。

(1)若甲、乙均為恒容容器，則x=—；

(2