等效平衡专题(超级详细)教案资料

1、等效平衡专题等效平衡专题(超级详细超级详细) 一定条件（温度体积一定或温度一定条件（温度体积一定或温度压强一定）下的同一可逆反应，压强一定）下的同一可逆反应，只要只要起始组分起始组分的量的量相当相当，无论经过何种，无论经过何种途途径径，达到平衡后，任何，达到平衡后，任何相同组分相同组分的百的百分含量（分含量（体积分数、物质的量分数、体积分数、物质的量分数、质量分数等质量分数等）均相同，这样的化学平）均相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。衡互称为等效平衡。一、等效平衡的含义一、等效平衡的含义概念的理解：概念的理解： （2 2）平衡状态（终态）只与始态有关，而与途径无）平衡状态（终态）只与始态有关

2、，而与途径无关，（如：无论反应从什么方向开始投料是一次还关，（如：无论反应从什么方向开始投料是一次还是分成几次，扩大是分成几次，扩大缩小或缩小缩小或缩小扩大的过程，）只要扩大的过程，）只要起始浓度起始浓度相当相当，就达到等效平衡状态。，就达到等效平衡状态。 （3 3）体积分数相同：体积分数相同：即平衡混合物各组分的即平衡混合物各组分的百分含百分含量量对应对应相同，但各组分的物质的量、浓度可能不同相同，但各组分的物质的量、浓度可能不同, ,反反应的速率、（内）压强等可以不同应的速率、（内）压强等可以不同. . （1 1）一定条件下一定条件下：通常可以是同通常可以是同T T同同V V，同同T T同

3、同P P二、等效平衡的分类1、完全等同相同组分的百分含量、物质的量、物质的量浓度都相同（等量等效）2、比例相同相同组分的百分含量相同，但物质的量、物质的量浓度不等（等比等效） 无论平衡从哪个方向建立，在判断无论平衡从哪个方向建立，在判断时都可根据题给条件和反应计量系数把时都可根据题给条件和反应计量系数把生成物全部推算为反应物或把反应物全生成物全部推算为反应物或把反应物全部推算成生成物部推算成生成物再与原平衡加入的物质再与原平衡加入的物质的量相比较，的量相比较，若物质的量若物质的量“相当相当”，则，则为等效平衡为等效平衡.等效平衡的解法等效平衡的解法 极值转换法极值转换法（一边倒）（一边倒） 三

4、、等效平衡建立的规律1、恒温恒容条件下I类：对于反应前后气体分子数不等的可逆反应，只改变起始加入情况，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同，则二平衡等效。 （一边倒、投料量相同）极 值 等 量 等 效极 值 等 量 等 效同：化学平衡状态只与条件有关，而与同：化学平衡状态只与条件有关，而与反应途径无关。反应途径无关。N2 + 3H2 2NH3 （mol/L）起始浓度起始浓度1 3 0 -0 0 2 - 起始浓度起始浓度1/3 1 4/3 -在恒温恒容下在恒温恒容下，按不面同的投料方式进行反应，按不面同的投料方式进行反应平衡后各体系内相同组分浓度是否

5、对应相同平衡后各体系内相同组分浓度是否对应相同 三条途径最终达同一平衡三条途径最终达同一平衡 N2 + 3H2 2NH3 (1) 1mol 4mol 0mol (2) 0mol 1mol 2mol (3) 0.5mol 2.5mol 1mol 1mol (3+1)mol 0mol(0.5+0.5)mol (2.5+1.5)mol 0mol 例例1 在一个在一个固定体积固定体积的密闭容器中，加入的密闭容器中，加入2molA和和2molB，发生如下反应：，发生如下反应：2A（气）（气）+ 2B（气）（气） 3C（气）（气）+ D（气），（气），达到平衡时，达到平衡时，C的浓度为的浓度为Wmol/L

6、,若维持容器体若维持容器体积和温度不变积和温度不变,按下列配比作为起始物质达到平按下列配比作为起始物质达到平衡后衡后,C的浓度仍为的浓度仍为Wmol/L的是（的是（ ） A 2molA+1molB+3molC+1molD B 3molC+1molD+1molB C 3molC+1molD D 1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD C 例例2 在一定温度下，把在一定温度下，把2molSO2和和1molO2通入一个一通入一个一定容积的密闭容器中，发生以下反应：定容积的密闭容器中，发生以下反应：2SO2+O2 2SO3，当此反应进行到一定程度时，反应混，当此反应进行到一定程度时

7、，反应混合物就处于化学平衡状态。现维持该温度不变，令合物就处于化学平衡状态。现维持该温度不变，令a、b、c分别代表初始加入的分别代表初始加入的SO2、O2和和SO3的物质的量的物质的量(mol)，如果如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关取不同的数值，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含量仍系，才能保证达到平衡时反应混合物中三种气体的含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白：跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白： (1)若若a=0，b=0，则，则c= 。 (2)若若a=0.5，则，则b= ，c= 。 (3)a、b、c取值必须满足的一般条件是

8、取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式请用两个方程式表 示 ， 其 中 一 个 只 含表 示 ， 其 中 一 个 只 含 a 和和 c ， 另 一 个 只 含， 另 一 个 只 含 b 和和c)： ， 。2 0.25 1.5 a+c=2 b+c/2=1例例3、在一定温度下，将、在一定温度下，将2mol N2和和6mol H2充入固定容积的密闭容器中，发生充入固定容积的密闭容器中，发生 N2(g)3H2(g) 2NH3(g)，达到化学平衡，达到化学平衡后，若保持温度不变，令后，若保持温度不变，令a、b、c分别为分别为N2、H2、NH3的物质的量，重新建立平衡，混合的物质的量，重新建立平衡，混合

9、物中个物质的量仍和上述平衡相同，填空物中个物质的量仍和上述平衡相同，填空 、若、若a=0，b=0，则，则c= 、若、若a=1， c =2，则，则 b = 、若、若a、 b 、 c取值必须满足的一般条件取值必须满足的一般条件为（用两个式子表示，一个只含为（用两个式子表示，一个只含a和和c，一个，一个只含只含b和和c 、 4 3a+c/2 = 2b+3c/2 = 6一）恒温恒容一）恒温恒容2：(n(g) 0)4molSO22molO2B方法方法: :放大缩小法放大缩小法极限转换法或极限转换法或一边倒法一边倒法2SO2 + O2 2SO3 SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态SO2 a

10、%O2 b%SO3 c%SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态SO2 O2 SO3 平衡状态平衡状态?2molSO21molO2A2molSO21molO2B2molSO21molO2B4molSO22molO2B若平衡不移动若平衡不移动 若平衡移动若平衡移动恒温恒容恒温恒容(n(g) 0)SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态2mol SO2 1mol O2A2mol SO2 1mol O2B2mol SO2 1mol O2B4mol SO2 2mol O2B2mol SO2 1mol O2B2mol SO2 1mol

11、 O2B4mol SO2 2mol O2B非等效平衡！非等效平衡！2SO2 + O2 2SO3 方法方法:放大缩小法放大缩小法二、等效平衡的建成条件、判断方法及产二、等效平衡的建成条件、判断方法及产生结果：生结果：一）一）恒温、恒容：恒温、恒容：2 2、对于气态物质反应前后对于气态物质反应前后分子数变化分子数变化的可逆反应等的可逆反应等效平衡的效平衡的判断方法是判断方法是: : 使用使用极限转化极限转化的方法将各种情况变换成同一反应的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的物或生成物，然后观察有关物质的物质的量物质的量是否对应是否对应相等相等。若相等若相等产生结果：产生结果：

12、各组分百分量、各组分百分量、n、c均相同，均相同，则为等则为等效平衡（绝对等效效平衡（绝对等效等同平衡等同平衡）mA(g) nB(g) pC(g) qD(g)m+np+q( (n(g)0)n(g)0)1、恒温恒容条件下类：对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡相同，则二平衡等效。 （一边倒、投料比相同）等比等效等比等效一）恒温恒容一）恒温恒容1：(n(g)=0)H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态H2(g) + I2(g) 2HI(g) H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态H2 a%

13、I2 b%HI c%平衡状态平衡状态? ?1mol H2 1mol I2A1mol H2 1mol I2B1mol H2 1mol I2B2mol H2 2mol I2B方法方法:放大缩小法放大缩小法H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态H2(g) + I2(g) 2HI(g) 1mol H2 1mol I2A1mol H2 1mol I2B1mol H2 1mol I2B2mol H2 2mol I2B等效平衡等效平衡1mol H2 1mol I2B1mol H2 1mol I2B二）恒温恒压二）恒温恒压 2：(n(g)=0)例例1 1、恒温恒容时对于反应：恒温恒容时对于反应：H2(

14、g) + I2(g) 2HI(g) 下列条件能与下图达到等效平衡的是（下列条件能与下图达到等效平衡的是（ ）1mol H2 1molI2开始开始H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态A. 2 mol HI B. 2 mol H2+2 mol I2C. 1 mol H2+1 mol I2+2 mol HI D. 0.5 mol H2+0.5 mol I2+1 mol HI（1 1 0 ）（2 2 0）（2 2 0）（1 1 0）ABCD极限转化极限转化或一边倒或一边倒二、等效平衡的建成条件、判断方法二、等效平衡的建成条件、判断方法及产生结果：及产生结果：1：对于：对于气态物质反应前后气态

15、物质反应前后分子数不变化分子数不变化的可逆反应的可逆反应等等效平衡的效平衡的判断方法是判断方法是: 使用使用极限转化极限转化的方法将各种情况变换成同一反应的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的物或生成物，然后观察有关物质的物质的量物质的量比比是否相是否相等。等。若相等若相等产生结果：产生结果：各组分百分量相同，各组分百分量相同，n、c同比例变化，同比例变化，则为等效平衡。则为等效平衡。mA(g) nB(g) pC(g) qD(g)m+n = p+q一）一）恒温、恒容：恒温、恒容：( (n(g)=0)n(g)=0)例例1.在一定温度下，把在一定温度下，把1 mol CO和和

16、2 mol H2O通通入一个密闭容器中，发生如下反应：入一个密闭容器中，发生如下反应：CO(g)+H2O (g) CO2(g)+H2(g)，一定时，一定时间后达到平衡，此时，间后达到平衡，此时，CO的含量为的含量为p%，若，若维持温度不变，改变起始加入物质的物质的维持温度不变，改变起始加入物质的物质的量，平衡时量，平衡时CO的含量仍为的含量仍为p%的是（）的是（） A.1molCO 、2molH B. 0.2molCO 、0.2molH 、 0.8molCO 、 1.8molH2O C.1molCO、1molH2O D.1molCO 、1molH 、1molH2OBD2、恒温恒压条件下 改变起

17、始加入情况，只要按化学计量数换算成平衡式左右两边中同一边物质的物质的量之比与原平衡相同，则达平衡后与原平衡等效。 （一边倒、投料比相同）等比等效等比等效H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态H2(g) + I2(g) 2HI(g) H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态1mol H2 1mol I2A1mol H2 1mol I2B1mol H2 1mol I2B2mol H2 2mol I2BH2 a%I2 b%HI c%二）恒温恒压二）恒温恒压2：(n(g)=0)H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态H2(g) + I2

18、(g) 2HI(g) 1mol H2 1mol I2A1mol H2 1mol I2B1mol H2 1mol I2B2mol H2 2mol I2B等效平衡等效平衡1mol H2 1mol I2B1mol H2 1mol I2B二）恒温恒压二）恒温恒压 2：(n(g)=0)SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态SO2 a%O2 b%SO3 c%2SO2 + O2 2SO3 SO2 a%O2 b%SO3 c%2molSO21molO2B2molSO21molO2B4molSO22molO2B方法方法:放大放大或或缩小法缩小法SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态2mol

19、SO21molO2A二）恒温恒压二）恒温恒压1：(n(g) 0)2mol SO2 1mol O2B2mol SO2 1mol O2B4mol SO2 2mol O2B等效平衡等效平衡2mol SO2 1mol O2B2mol SO2 1mol O2B二）恒温恒压二）恒温恒压1：(n(g) 0)2SO2 + O2 2SO3 SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态2molSO21molO2A二、等效平衡的建成条件、判断方法二、等效平衡的建成条件、判断方法及产生结果：及产生结果： 与可逆反应气态物质的化学与可逆反应气态物质的化学计量数计量数无关无关, ,使使用用极限转化极限转化的方法将各

20、种情况变换成同一反应的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的物或生成物，然后观察有关物质的物质的量物质的量比比是否相等。是否相等。若相等，若相等，二）二）恒温、恒压恒温、恒压下等效平衡的下等效平衡的判断方法是判断方法是: 产生结果：产生结果：各组分百分量、各组分百分量、c相同，相同，n同比例同比例变化变化 在一定温度下，一个压强恒定的密闭容器在一定温度下，一个压强恒定的密闭容器中发生反应中发生反应2A(g)+B(g)2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)3C(g)+D(g)，根，根据下表有关数据分析据下表有关数据分析恒温、恒压恒温、恒压达平衡时达平衡时D D的的体积分数

21、（分别选填体积分数（分别选填a% 或b% ab ）。 ABCD平衡时平衡时D的体积分数的体积分数 起起始始充充入入2mol1mol001mol0.5mol1.5mol0.5mol4mol2mol002mol2mol00a%a%a%b% (ab)例例1、温度压强不变时，将温度压强不变时，将1molN2和和4molH2充入一个装有催化剂容积可变的密闭容器中，充入一个装有催化剂容积可变的密闭容器中，发生发生N2(g)3H2(g) 2NH3(g)，达到化学，达到化学平衡后生成平衡后生成a mol的的NH3，在相同温度和压强，在相同温度和压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变，填下，保持平衡时各组分的体

22、积分数不变，填表：表： 已知已知 编号编号起始物质的量（起始物质的量（mol）平衡时平衡时NH3的量的量 molN2H2NH3140a1.56010.5a m n(n4m)1.5a00.52(n-4m)(n-3m)a例例2：在一定温度、压强下，在容积可变：在一定温度、压强下，在容积可变的密闭容器内充有的密闭容器内充有1molA和和1molB，此时，此时容积为容积为VL，保持恒温恒压，使反应：，保持恒温恒压，使反应：A(g)+B(g)C(g)达到平衡时，达到平衡时，C的体积分的体积分数为数为40%，试回答下列问题：，试回答下列问题：欲使温度和压强在上述条件下恒定不变，欲使温度和压强在上述条件下恒

23、定不变，在密闭容器内充入在密闭容器内充入2molA和和2molB，则反，则反应达到平衡时容器的容积为应达到平衡时容器的容积为，C的体积分数为的体积分数为。 2V40%例例3：在恒温恒压条件下，向可变的密闭容器：在恒温恒压条件下，向可变的密闭容器中充入中充入3LA和和2LB发生如下反应发生如下反应3A（g）+2B（g）xC（g）+yD（g）,达到平衡时达到平衡时C的的体积分数为体积分数为m%。若维持温度不变，将。若维持温度不变，将0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作为起始物质充入密闭作为起始物质充入密闭容器中，达到平衡时容器中，达到平衡时C的体积分数仍为的体积分数仍为m%。则则x、y的值

24、可能为（）的值可能为（）A、x=3、y=1B、x=4、y=1 C、x=5、y=1D、x=2、y=3C 在一定条件下在一定条件下( (恒温恒容或恒温恒压恒温恒容或恒温恒压) )，对同一可逆反应，起，对同一可逆反应，起始时加入物质的物质的量不同，达平衡时的状态规律如下表：始时加入物质的物质的量不同，达平衡时的状态规律如下表：条件等效条件结果恒温恒容(n(g)0)投料换算成相同物质表示时量相同量相同（等量等效）（等量等效）两次平衡时各组分百各组分百分量、分量、n、c均相同均相同恒温恒容(n(g)=0)投料换算成相同物质表示时等比例等比例（等比等效）（等比等效）两次平衡时各组分百各组分百分量相同，分量

25、相同，n、c同同比例变化比例变化恒温恒压投料换算成相同物质表示时等比例等比例（等比等效）（等比等效）两次平衡时各组分百各组分百分量、分量、c相同相同，n同同比例变化比例变化 等效平衡规律等效平衡规律: : 恒温恒容条件下的等效平衡恒温恒容条件下的等效平衡 ：对反应前后气体分子数不变的可逆反应，对反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要换算成反应物（或生成物）的只要换算成反应物（或生成物）的物质的量的物质的量的比值比值与原平衡相同，则二平衡等效。与原平衡相同，则二平衡等效。 IIII：对反应前后气体分子数改变的可逆反应，对反应前后气体分子数改变的可逆反应，只改变起始加入量，只要通过可逆反应的化学只改变起始加入量，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左计量数比换算成平衡式左或或