等效平衡教案.doc

1、TTE 五星級專題系列 化學(xué)等效平衡等效平衡問題：對于同一可逆反應(yīng)，在同一相同條件下，無論反應(yīng)是從正反應(yīng)開始、還是從逆反應(yīng)開始或從中間態(tài)開始，以一定的配比投入物質(zhì)，則可以達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。例如，在同一相同條件下： N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 配比1（單位mol）： 1 3 0配比2（單位mol）： 0 0 2配比3（單位mol）： 0.5 1.5 1以上3種配比投入物質(zhì)，可以達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。在達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，任何相同組分的百分含量（體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等）均相同.一、等效平衡概念在一定條件（恒溫恒容或恒溫恒壓）下，同一可逆反應(yīng)體系，不管是從正反應(yīng)開始，還

2、是從逆反應(yīng)開始，在達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，任何相同組分的百分含量（體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等）均相同，這樣的化學(xué)平衡互稱等效平衡。注意：（1）外界條件相同：恒溫、恒容，恒溫、恒壓。 （2）“等效平衡”與“完全相同的平衡狀態(tài)”不同： “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)）對應(yīng)相同，各組份的濃度、物質(zhì)的量、反應(yīng)的速率、壓強(qiáng)等可以不同。（3）平衡狀態(tài)只與始態(tài)有關(guān)，而與途徑無關(guān)，只要物料相當(dāng)，就達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。二、等效平衡的分類和判斷方法（一）：恒溫、恒容條件下對反應(yīng)前后氣體分子數(shù)發(fā)生變化的反應(yīng)（即V0的體系）：判斷方法：極值等量即等效恒溫、恒容時(shí)，根據(jù)化學(xué)方程式中計(jì)

3、量系數(shù)比換算到同一邊時(shí)，反應(yīng)物（或生成物）中同一組分的物質(zhì)的量完全相同，則互為等效平衡。此時(shí)一般不考慮反應(yīng)本身的特點(diǎn)，計(jì)算的關(guān)鍵是換算到同一邊后各組分要完全相同。特點(diǎn)：兩次平衡時(shí)各組分的百分含量、物質(zhì)的量、濃度均相同（全等平衡）.【例1】定溫定容下，可逆反應(yīng)N2(g) +3H2(g)2NH3(g)按下列四種不同投料方式達(dá)到平衡后，N2的體積分?jǐn)?shù)都相等，請?zhí)顚懴旅娴目崭瘛?N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡時(shí)n（NH3）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 3 0 a等效于（投料2）/ mol： 0 等效于（投料3）/ mol： 4/3 等效于（投料4）/ mol： a b

4、c a、b、c取值必須滿足的一般條件是（用兩個(gè)方程式表示，其中一個(gè)只含a和c，另一個(gè)只含b和c）： 、 。（二）：恒溫、恒容條件下對反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不發(fā)生變化的反應(yīng)（即V=0的體系）：判斷方法：極值等比即等效恒溫、恒容時(shí)，對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，不同的投料方式如果根據(jù)化學(xué)方程式中計(jì)量系數(shù)比換算到同一邊時(shí)，只要反應(yīng)物（或生成物）中各組分的物質(zhì)的量的比例相同，即互為等效平衡。此時(shí)的反應(yīng)特點(diǎn)是無體積變化，計(jì)算的關(guān)鍵是換算到同一邊后各組分只需要物質(zhì)的量之比相同即可。特點(diǎn)：兩次平衡時(shí)各組分的百分含量相同，但物質(zhì)的量、濃度按比例變化（等比平衡）.【例2】定溫定容下，可逆反應(yīng)H2(g) +

5、I2(g)2HI(g)按下列四種不同投料方式達(dá)到平衡后，H2的體積分?jǐn)?shù)都相等，請?zhí)顚懴旅娴目崭?。H2(g) + I2(g) 2HI(g) 平衡時(shí)n（HI）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 2 0 a等效于（投料2）/ mol： 0 1 等效于（投料3）/ mol： 0 1 等效于（投料4）/ mol： a b c a、b、c取值必須滿足的一般條件是 。練習(xí)：在一個(gè)固定容積的密閉容器中，保持一定的溫度進(jìn)行以下反應(yīng)： 已知加入1mol H2和2mol Br2時(shí)，達(dá)到平衡后生成a mol HBr（見下表已知項(xiàng)），在相同條件下，且保持平衡時(shí)各組分的體積分?jǐn)?shù)不變，對下列編號的狀態(tài)，填寫下表中的空

6、白。（三）恒溫、恒壓條件下：判斷方法：極值等比即等效在恒溫恒壓時(shí)，可逆反應(yīng)以不同的投料方式進(jìn)行反應(yīng)，如果根據(jù)化學(xué)方程式中計(jì)量系數(shù)比換算到同一邊時(shí)，只要反應(yīng)物（或生成物）中各組分的物質(zhì)的量的比例相同，即互為等效平衡。特點(diǎn)：兩次平衡時(shí)各組分的百分含量、濃度相同，但物質(zhì)的量按比例變化（等比平衡）.【例3】在一個(gè)盛有催化劑容積可變的密閉容器中，保持一定的溫度和壓強(qiáng)，進(jìn)行以下反應(yīng)：N2(g) +3H2(g)2NH3(g)。已知加入1molN2和4molH2時(shí)，達(dá)到平衡后生成amol，在相同溫度、壓強(qiáng)下，保持平衡時(shí)各組分的體積分?jǐn)?shù)不變。請?zhí)顚懴旅娴目崭瘛2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡時(shí)

7、n（NH3）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 4 0 a等效于（投料2）/ mol： 1.5 6 0 等效于（投料3）/ mol： 1 0.5a 等效于（投料4）/ mol： m g（g4m） 【例4】在一個(gè)盛有催化劑容積可變的密閉容器中，保持一定的溫度和壓強(qiáng)，進(jìn)行以下反應(yīng)：N2(g) +3H2(g)2NH3(g)。已知加入1molN2和3molH2時(shí)，達(dá)到平衡后生成amol，在相同溫度、壓強(qiáng)下，保持平衡時(shí)各組分的體積分?jǐn)?shù)不變。請?zhí)顚懴旅娴目崭瘛2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡時(shí)n（NH3）/mol起始量（投料1）/ mol： 1 3 0 a等效于（投料2）/ mol

8、： 2 6 等效于（投料3）/ mol： 1 等效于（投料4）/ mol： a b c a、b、c取值要滿足的條件是： 由上述討論可知，最初投料方式與化學(xué)方程式計(jì)量系數(shù)比不一致時(shí)，各投料方式中的結(jié)果都是唯一值，而如果最初投料方式與化學(xué)方程式計(jì)量系數(shù)比一致時(shí)，各投料方式中的結(jié)果不一定是唯一值。練習(xí)：1、（2003年江蘇卷）:恒溫、恒壓下，在一個(gè)可變?nèi)莘e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a molC，這時(shí)A的物質(zhì)的量為 mol(2)若開始時(shí)放入3molA和3molB，到達(dá)平衡后，生成C的物質(zhì)的量為 mol(3)若開始時(shí)放入x

9、 molA、2 molB和1 molC，到達(dá)平衡后，A和C的物質(zhì)的量分別是ymol和3amol，則x mol，y mol。平衡時(shí)，B的物質(zhì)的量 。甲：大于2mol 乙：等于2mol丙：小于2mol ?。嚎赡艽笥?、等于或小于2mol做出此判斷的理由是 (4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC，待再次達(dá)到平衡后C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是 。：若維持溫度不變，在一個(gè)與（）反應(yīng)前起始體積相同、且容積固定的容器中發(fā)生上述反應(yīng)。(5)開始時(shí)放入1molA和1molB到達(dá)平衡后生成bmolC。將b與(1)小題中的a進(jìn)行比較 。甲：ab 乙：ab丙：ab ?。翰荒鼙容^a和b的大小做出此判斷的理由是 。2、(20

10、07年高考理綜四川卷)向某密閉容器中充入1 mol CO和2 mol H2O(g)，發(fā)生反應(yīng)：COH2O(g)CO2H2。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，CO的體積分?jǐn)?shù)為x。若維持容器的體積和溫度不變，超始物質(zhì)按下列四種配比充入該容器中，達(dá)到平衡時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)大于x的是( )(A)0.5 mol CO2 mol H2O(g)1 mol CO21 mol H2 (B)1 mol CO1 mol H2O(g)1 mol CO21 mol H2(C)0.5 mol CO1.5 mol H2O(g)0.4 mol CO20.4 mol H2 (D)0.5 mol CO1.5 mol H2O(g)0.5 mol C

11、O20.5 mol H23、在密閉容器中，加入3mol A和1mol B，一定條件下發(fā)生反應(yīng)3A（g）B（g） 2C（g）D（g），達(dá)平衡時(shí)，測得C的濃度為w mol/L，若保持容器中壓強(qiáng)和溫度不變，重新按下列配比作起始物質(zhì)，達(dá)到平衡時(shí)，C的濃度仍然為w mol/L的是A 6mol A2mol B B 1.5mol A0.5mol B1mol C0.5mol DC 3mol A1mol B2mol C1molD 2mol C1mol D4、一定溫度下可逆反應(yīng)：A(s)2B(g)2C(g)D(g)；H0?，F(xiàn)將1mol A和2mol B加入甲容器中，將4mol C和2mol D加入乙容器中，此時(shí)控

12、制活塞P，使乙的容積為甲的2倍，t1時(shí)兩容器內(nèi)均達(dá)到平衡狀態(tài)（如圖1所示，隔板K不能移動(dòng))。下列說法正確的是圖1 圖2 圖3A 保持溫度和活塞位置不變，在甲中再加入1mol A和2mol B，達(dá)到新的平衡后，甲中C的濃度是乙中C的濃度的2倍B 保持活塞位置不變，升高溫度，達(dá)到新的平衡后，甲、乙中B的體積分?jǐn)?shù)均增大C 保持溫度不變，移動(dòng)活塞P，使乙的容積和甲相等，達(dá)到新的平衡后，乙中C的體積分?jǐn)?shù)是甲中C的體積分?jǐn)?shù)的2倍D 保持溫度和乙中的壓強(qiáng)不變，t2時(shí)分別向甲、乙中加入等質(zhì)量的氦氣后，甲、乙中反應(yīng)速率變化情況分別如圖2和圖3所示（t3前的反應(yīng)速率變化已省略）轉(zhuǎn)化率練習(xí)題平衡轉(zhuǎn)化率若要求某一時(shí)刻

13、的轉(zhuǎn)化率只要把平衡時(shí)的反應(yīng)物濃度（或物質(zhì)的量）改為某一時(shí)刻的反應(yīng)物濃度（或物質(zhì)的量）即可。1、在一容積可變的密閉容器中，通入1molX和3molY，在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：X(g)+3Y(g) 2Z(g)，到達(dá)平衡后，Y的轉(zhuǎn)化率為a%，然后再向容器中通入2molZ，保持在恒溫恒壓下反應(yīng)，當(dāng)達(dá)到新的平衡時(shí)，Y的轉(zhuǎn)化率為b%。則a與b的關(guān)系是 （ ） Aab Bab Cab D不能確定2、10.在體積可變的密閉容器中，反應(yīng)mA（氣）+nB（固） pC（氣）達(dá)到平衡后，壓縮容器的體積，發(fā)現(xiàn)A的轉(zhuǎn)化率隨之降低。下列說法中，正確的是 （ ）A（m+n）必定小于P B（m+n）必定大于P Cm必定小于P

14、 Dn必定大于p3、一定量混合氣體在密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：xA(氣)+yB(氣) nC(氣)，達(dá)到平衡后，測得A氣體的濃度為0.5mol/L。保持溫度不變將容器的容積擴(kuò)大1倍，再達(dá)平衡時(shí)，測得A氣體的濃度為0.3mol/L，則下列敘述中正確的是 （ ） A、x+yp+q D、m+np+q第2題圖2、600，ABC三種氣體在密閉容器中，濃度變化情況如圖所示，僅從圖上分析不能得出有關(guān)A的結(jié)論的是( )A、A是反應(yīng)物 B、前4分鐘，A的分解率是0.1mol/(L.min) C、4分鐘后，若升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率增大 D、4分鐘后，若增大壓強(qiáng)，A的轉(zhuǎn)化率減小3、對于可逆反應(yīng)，A2(g)+3B2(g) 2AB3（g）,H0（正反應(yīng)放熱），下列圖像不正確的是( )第4題圖4、可逆反應(yīng)2A+B2C（g）H0；，隨溫度變化氣體平均相對分子質(zhì)量如圖所示，則下列敘述正確的是A、A和B可能都是固體 B、A和B一定都是氣體 C、若B為固體，則A一定是氣體 D、A和B可能都是氣體第5題圖5、已知某可逆反應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行： A(g)+2B(g) 3C(g)+D(s)（放熱反應(yīng)），圖中曲線b代表一定條件下該