等效平衡原理(第六課時)

1、第二章 第三節(jié) 專題 等效平衡（學(xué)案）第六課時班級 組別 姓名 準(zhǔn)備老師：王振清 09.09.【學(xué)習(xí)目標(biāo)】: 了解等效平衡的涵義，能利用等效平衡進(jìn)行簡單的計算 ?！局?、難點】: 等效平衡的判斷四、等效平衡原理、規(guī)律及應(yīng)用（一）、等效平衡原理 在一定條件(定溫、定壓或定溫、定容)下，對于同一可逆應(yīng)，只要起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，而達(dá)到平衡時，同種物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(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。即對于一個確定的可逆反應(yīng)， 化學(xué)平衡狀態(tài)只與條件（T、c、p） 有關(guān)，而與建立平衡的途徑無關(guān)。 如，常溫常壓下，可逆反應(yīng)：2SO2 + O2 2SO3 2mol 1mol 0mo

2、l 0mol 0mol 2mol 0.5mol 0.25mol 1.5mol 從正反應(yīng)開始，從逆反應(yīng)開始，從正逆反應(yīng)同時開始，由于、三種情況如果按方程式的計量關(guān)系折算成同一方向的反應(yīng)物，對應(yīng)各組分的物質(zhì)的量均相等(如將、折算為)，因此三者為等效平衡（二）、等效平衡規(guī)律 根據(jù)反應(yīng)條件(定溫、定壓或定溫、定容)以及可逆反應(yīng)的特點(反應(yīng)前后氣體分子數(shù)是否相等)，可將等效平衡問題分成三類： 1 .在定溫（T）定容(V)條件下，對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的可逆反應(yīng)只改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，如通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)比換算成同一半邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同，則兩平衡等效。即：定容 ，量相同。(此

3、種情況下又稱等同平衡，即兩平衡完全相同，此法又稱極限法)。 例1在一固定體積的密閉容器中，加入2 mol A和1 mol B發(fā)生反應(yīng)2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，達(dá)到平衡，c的濃度為w mol/L。若維持容器體積和溫度不變，下列四種配比作為起始物質(zhì)，達(dá)平衡后，c的濃度仍為w mol/L的是A. 4 mol A +2 mol B B. 1 mol A+0.5 mol B+1.5 mol C+0.5 mol DC. 3 mol C+1 mol D +1 mol B D. 3 mol C+1 mol D解析：根據(jù)方程式中各化學(xué)計量數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換可得：A. 4 mol A +2 mol B=2

4、（2 mol A+1 mol B）B. 1 mol A+0.5 mol B+1.5 mol C+0.5 mol D=2 mol A+1 mol BC. 3 mol C+1 mol D +1 mol B=（2 mol A+1 mol B）+1 mol BD. 3 mol C+1 mol D=（2 mol A+1 mol B）答案：BD2.在定溫（T）定容(V)條件下，對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，只要反應(yīng)物(或生成物)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則兩平衡等效。注意：此等效平衡不一定是等同平衡，即所得兩平衡體系中各物質(zhì)的量成比例。例2恒溫恒容下，可逆反應(yīng)2HI（氣）H2（氣）+I2（氣）達(dá)

5、平衡。下列四種投料量均能達(dá)到同一平衡，請?zhí)顚懀浩鹗紶顟B(tài)物質(zhì)的量n/mol平衡時HI的物質(zhì)的量n/molH2I2HI120a24010.5amg(g2m)解析：題干n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=1:2:a2:4:2a n(HI)平衡=2a根據(jù)反應(yīng)：2HIH2+I2（氣），起始狀態(tài)1mol HI0.5molH2+0.5molI2根據(jù)題干n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=1:2:a則 n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=0.5:1:0.5a則H2和I2原有物質(zhì)的量應(yīng)為0和1-0.5=0.5mol設(shè)起始HI為x mol x mol HI0.5x molH2+

6、0.5x molI2n(H2)起始=(m+0.5x) mol n(I2)起始=(g+0.5x) mol又n(H2)起始:n(I2)起始=(m+0.5x): (g+0.5x)=1:2 x=2(g-2m)設(shè)n(HI)平衡為ymol，則n(I2)起始: n(HI)平衡=2:a= (g+0.5x):y y=(g-m)a解題規(guī)律：此條件下，只要換算到同一半邊時，反應(yīng)物(或生成物)的物質(zhì)的量的 比例與原平衡相等，則兩平衡等效。3.在定溫（T）定壓（P）條件，改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，只要按化學(xué)計量數(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。反之，等效平衡時，物質(zhì)的量之比與

7、原建立平衡時相同。即等壓，量相當(dāng)。例3恒溫、恒壓下，在一個可變?nèi)莘e的容器中發(fā)生如下反應(yīng)：（g）（g）（g）（）若開始時放入1 mol A和1 mol B，到達(dá)平衡后，生成a mol C，這時的物質(zhì)的量為_mol。（）若開始時放入3 mol A和3 mol B，到達(dá)平衡后，生成的物質(zhì)的量為 mol；（）若開始時放入x mol A、2 mol B和1 mol C，到達(dá)平衡后，A和C的物質(zhì)的量分別是y mol和3a mol，則x=_mol，y=_mol。平衡時，B的物質(zhì)的量_A.大于2 mol B.等于2 mol C.小于2 mol D.可能大于、等于或小于2 mol（）若在（）的平衡混合物中再加入

8、3 molC，待再次到達(dá)平衡后，C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是_。II若維持溫度不變，在一個與（）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)（）開始時放入1 mol A和1 mol B到達(dá)平衡后生成b mol C。將b與（）小題中的a進(jìn)行比較_A. ab C.a=b D.不能比較a和b的大小作出此判斷的理由是_。答案：（1）（1a）mol； （2）3a； （3） X=2mol，Y=（33a）mol。 D；（4） a/（2a）； （5） B 增大壓強(qiáng)，平衡右移。 解題規(guī)律：此條件下，只要按化學(xué)計量數(shù)換算到同一半邊后，各物質(zhì)的量之比與原平衡相等，則兩平衡等效。4.總結(jié)：等效平衡的條件: mA(g)+n

9、B(g) pC(g)+qD(g)條件反應(yīng)前后氣體體積變化等 效 條 件結(jié)果定溫定容不相等m+np+q(n(g)0)需保證極值換算后的起始投料相同。兩次平衡時各組分百分含量、n、c均相同相等m+np+q(n(g)0)保證極值換算后，起始投料比例相同兩次平衡時各組分百分含量相同，n、c同比例變化定溫定壓不相等m+np+q保證極值換算后的起始投料比例相同兩次平衡時各組分百分含量、c相同，n同比例變化相等m+np+q（三）、等效平衡原理的應(yīng)用：在判斷兩平衡體系的關(guān)系時，可改變其中一個體系的初始條件，使之與另一體系成等效平衡，再恢復(fù)到原來條件，判斷平衡如何移動，即可得出兩平衡體系的關(guān)系。此法稱為“虛擬法

10、”。鞏 固 練 習(xí)1. 在一定溫度下，把2molSO2和1molO2通入某固定容積的密閉容器中，在催化劑存在下發(fā)生反應(yīng)2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g），當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，反應(yīng)混合物中SO3的體積分?jǐn)?shù)為91%，現(xiàn)維持容器內(nèi)溫度不變，令a、b、c分別代表初始加入的SO2、O2、SO3的物質(zhì)的量，若達(dá)到平衡時，SO3的體積分?jǐn)?shù)仍為91%，則a、b、c的值可以是下列各組中的 （ ） A. 2、1、2 B. 0、0、1 C. 1、0.5、1 2.在一定溫度下，向密閉容器中充入1.0molN2和3.0molH2，反應(yīng)達(dá)到平衡時測得NH3的物質(zhì)的量為0.6mol。若在該容器中開始時充入2.0 mo

11、lN2和6.0molH2，則平衡時NH3的物質(zhì)的量為 （ ） A.若為定容容器，n(NH3)=1.2mol B.若為定容容器，n(NH3)1.2molC.若為定壓容器，n(NH3)=1.2mol D.若為定壓容器，n(NH3)b B. ab C.aN B、M0B若溫度為T1、T2，反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2則K1K2C若反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)D時，一定有v正v逆D狀態(tài)A與狀態(tài)B相比，狀態(tài)A的c(I2)大答案：BC18（09年寧夏理綜13）在一定溫度下，反應(yīng)H2(g)+X2(g)HX(g)的平衡常數(shù)為10。若將1.0mol的HX(g)通入體積為1.0L的密閉容器中，在該溫度時HX(g)的最大分解率接

12、近于A5%B17%C25%D33%答案：B22（09年海南化學(xué)4）在25時，密閉容器中X、Y、Z三種氣體的初始濃度和平衡濃度如下表：物質(zhì)XYZ初始濃度/molL-10.10.20平衡濃度/molL-10.050.050.1下列說法錯誤的是：A反應(yīng)達(dá)到平衡時，X的轉(zhuǎn)化率為50B反應(yīng)可表示為X+3Y2Z，其平衡常數(shù)為1600C增大壓強(qiáng)使平衡向生成Z的方向移動，平衡常數(shù)增大D改變溫度可以改變此反應(yīng)的平衡常數(shù)答案：C 33（8分）（08年海南化學(xué)15）反應(yīng)A(g)+B(g) C(g) +D(g)過程中的能量變 化如圖所示，回答下列問題。（1）該反應(yīng)是_反應(yīng)（填“吸熱”、“放熱”）。（2）當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，升高溫度，A