化学选修4等效平衡规律

1、等效平衡规律、判断及应用 1等效平衡 同一可逆反应，一定条件下，当改变起始时反应物或生成物物质的量或物质的量浓度，达到平衡时，混合物中各组分的百分组成相等，这样的平衡称等效平衡。 2规律与判断 （1）一般可逆反应，恒温恒容时，当起始反应物或生成物的物质的量通过化学计量数换算相同时，则建立等效平衡。 如反应 2SO2+O2 2SO3 在（A）、（B）条件时建立等效平衡 （A） 起始时加入：2molSO2 + 1molO2 （B） 起始时加入：2molSO3 注意：此情况下，无论反应物还是生成物，起始时物质的量一定要与化学计量数比相同。 （2） 一般可逆反应，恒温恒压时，当起始反应物或生成物的物质

2、的量比（不一定要求与化学计量数比相同）相同时，即建立等效平衡。 如反应 2SO2+O2 2SO3 在（C）、（D）时建立等效平衡 （C）起始时加入：1molSO2 + 1molO2 （D）起始时加入：2molSO2 + 2molO2 （3）对于反应前后体积不变的气体反应，恒温恒容时，当起始反应物或生成物的物质的量比（不一定要求与化学计量数比相同）相同时，建立等效平衡。 如反应 H2+I2（气） 2HI 在（E）、（F）时建立等效平衡 （E）起始时加入：1molH2+2molI2 （F）起始时加入：2molH2+4molI2 3应用 利用等效平衡原理进行平衡问题分析2例 例1在相同条件下（T=5

3、00K），相同体积的甲乙两容器，甲中充入1gSO2和1gO2，乙中充入2gSO2和2gO2，下列叙述中不正确的是（ ） （A） 反应速率：乙甲 （B） 平衡混合物中SO2的体积分数：乙甲 （B）SO2的转化率：乙甲 （D） 平衡时O2的体积分数：甲乙 简析 若将乙容器的容积扩大2倍，则甲乙为等效平衡；再将乙容器容积恢复到原 体积，则压强增大，反应速率增大，平衡向生成SO3的方向移动，故（A）、（C）、 （D）项都是正确的，只有（B）项是错误的。答案（B）。 例2在一定温度下，将a molPCl5通入一容积不变的密闭容器中，达到如下平衡: PCl5（气） PCl3（气）+ Cl2 (气) 测得平

4、衡混合气的压强为P1 ；此时，再向此反应器中通入a mol PCl5，在温度不变时，重新达到平衡时，测得压强为P2，则P1 与P 2 的关系是（ ） （A）2P1P2 (B) 2P1P1 简析 第二次平衡，可以这样设计：将容器体积扩大1倍，通入2a mol PCl5,此时建立的平衡与第一次平衡相同，压强相等；再将容器体积恢复为原容积，压强增大，平衡向逆反应方向移动，混合气总物质的量减小，建立新平衡，即第二次平衡，故 P1 P2 2P1。答案（A、D）。 应用等效平衡原理分析有关化学平衡问题的一般思路： 根据已知条件，先合理变换条件，使之成为等效平衡；然后将体系恢复为原条件，再 根据平衡移动原理

5、，对结果进行分析。 “等效平衡”难点突破的探讨 “一、难点分类一是“等效平衡”概念，在相同条件下的同一可逆反应里，建立的两个或多个化学平衡中，各同种物质的含量相同，这些化学平衡均属等效平衡（包括“等同平衡”）。关键是“各同种物质的含量相同”；二是“等效平衡”在恒温恒容条件下的应用；三是在恒温恒压条件下的应用；四是在计算中的应用。二、难点分散渗透1先渗透“等效平衡”概念，并举例让学生学会判断哪些属于等效平衡，哪些不属于等效平衡。再讨论第一类：在恒温恒容条件下的应用。例1恒温恒容：（1）容器中加入1和1反应达到平衡，的转化率为，另一同温同容的容器中加入2和2反应达到平衡，的转化率为，则_。（2）2

6、（气）平衡，增大HI的物质的量，平衡_移动，新平衡后HI的分解率_，HI的体积分数_。（3）2平衡，减少的物质的量，平衡_移动，的转化率_，的体积分数_，的体积分数_。分析：（1）同温： 和是“等效的”变为也相当于加压。容器相当于加压，平衡正向移动，更多的和转化为，。（2）（）判断平衡移动：增大反应物HI浓度，平衡正移（或反应物HI浓度增大，正增大，正逆，说明平衡正向移动）。理解：加入HI原平衡被破坏，新加入的HI又分解为H和I，即正向移动（注意：不能得出HI分解率增大的结论）。（）判断含量变化和分解率变化：同温下，比如原起始时1（），现起始时相当于2（），相当于加压，分别达到平衡，两平衡中H

7、I的分解率相同，同种物的含量相同，HI分解率不变，体积分数不变。（3）减小反应物浓度，平衡逆向移动（或反应物浓度减小，正减小，正逆，说明平衡逆向移动。理解：原平衡破坏，小部分又化合生成（注意：不能得出的转化率如何变化的结论）。结论：（1）判断平衡移动：应用浓度改变对平衡的影响来判断。 （2）判断含量变化和转化率变化：恒温恒容条件下，若反应物只有一种，增大（或减小）此物的量，相当于加压（或减压）来判断；若反应物不止一种，同倍数增大（或减小）各反应物的量，相当于加压（或减压）来判断。2先练习巩固上次的思路，再讨论第二类：在恒温恒压条件下的应用。例2恒温恒压：（1）加入1和3达到平衡，体积分数为，转

8、化率为；若再加入1和3，平衡正向移动，新平衡后体积分数为，转化率为；若减少0.5和1.5，平衡逆向移动，新平衡后体积分数为，转化率为，平均摩尔质量不变。（2）（气）2，加入1和2（气）达到平衡，若H减少0.5 ，减少1，平衡逆向移动，各物质含量不变。分析：（）判断平衡移动（略）。（）恒温恒压，若1和3达到平衡时为，则又加1和3达到平衡时为2，各同种物的浓度相同，是等效的，转化率相同，各同种物的含量相同，平均摩尔质量相同。结论：恒温恒压条件下，只要保持相当于两反应物的物质的量之比为定值（可以任意扩大或缩小），即各同种物的物质的量浓度相同，均是等效关系。3第三次渗透是在可逆反应计算学习以后，学生已

9、学会应用极限法和三步计算模式，再讨论第三类：“等效平衡”在计算中的应用。三、探求简便方法如果求得简便易懂的方法，难点不攻自破。我们将三步计算模式（始、变、平）改变为“变形三步”模式（始、变、始），用于“等效平衡”的计算非常简单易学。关键是理解其中“平”变为“始”，所以“变形三步”中的“始”与“始”是等效关系。例3在一定温度下，把2和1 通过一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应：22。当此反应进行到一定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中，维持温度不变，令，分别代表初始加入，的物质的量。如果，取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同，请填写下列空白：（1）若0，0，则_；（2）若05，则_和_；（3）若，取值必须满足的一般条件是（请用两方程式表示，其中一个只含和，另一个只含和）_。分析：均是等效平衡关系。解：（1）2（2）22始21 0变15 07515 025始05 02515 15（3）22始210变21始 （2）222（1）12 22恒温恒压时，必须用物质的量浓