塑料制品的加工公开课教案

等效平衡转化率专题

一、等效平衡状态含义

1、某一可逆反应，在一定条件（T、c、p）下，经过不同的途径建立平衡时，各组分的百．．．．．．分含量（质量百分含量、体积分数、物质的量分数）对应相等的状态互称为等效平衡状态

．．．（2）观察有关物质的量是否相等或成比例。

3、等效平衡规律mA(g)+nB(g)

条件

反应前后气体分子数关系

pC(g)+qD(g) 等效条件

结果

由于化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。因而，同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同，则可形成等效平衡。

思考1.恒温恒容条件下，可逆反应：

2SO2 +

O2

2SO2 ①2mol

1mol

0mol

②0mol

0mol

2mo ③0.5mol 0.25mol

1.5mol

④4mol

2mol

0mol ①从正反应开始，②从逆反应开始，③从正逆反应同时开始，由于①、②、③三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物，对应各组分的物质的量，物质的量的浓度，百分含量均相等(如将②、③折算为①)，因此三者为等效平衡

思考2.若讲条件改为：恒温恒压，①、②、③、④是不是等效平衡？若是，，对应各组分的物质的量，物质的量的浓度，百分含量是什么关系？

思考3.恒温恒容条件下，对于可逆反应：

H2(g)+I2(g)

2HI(g) ①1mol

1mol

0mol

②0mol

0mol

2mo ③2mol

2mol

0mol

④0.5mol

0.5mol

2mol 思考：①、②、③、④是不是等效平衡？若是，，对应各组分的物质的量，物质的量的浓度，百分含量是什么关系？

2、判断“等效平衡”的方法

（1）使用极限转化的方法将体系转化成同一方向的反应物或生成物。

恒温恒容

不相等

极限转化后对应物两次平衡时各组分

m+n≠p+q 质的物质的量相等．．

百分含量、n、c均相同

相等

极限转化后对应物两次平衡时各组分m+n＝p+q 质的物质的量比．值．百分量相同，n、c相等．．

同比例变化

，不一定相等

恒温恒压

不相等或相等

极限转化后对应物两次平衡时各组分

质的物质的量比．值．百分含量、c相同，n相等

同比例变化

一．恒温恒容下

（方程式两边系数不等）

例1：在一定温度下，把2mol SO2和1mol O2通入一定容积的密闭容器中，发生如下反应，2SO3，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a、b、c分别代表初始时加入的SO2、O2、SO3的物质的量（mol），如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡状态时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡完全相同。请填空：

（1）若a=0，b=0，则c=___________。

（2）若a=0.5，则b=___________，c=___________。

（3）a、b、c的取值必须满足的一般条件是___________，___________。（请用两个方程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c）

1

练习1在一定温度下，将2mol N2和6mol H2充入固定容积的密闭容器中，发生

A.1molCO2、2molH2

B. 0.2molCO2

、0.2molH2

、0.8molCO 、

1.8molH2O N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)，达到化学平衡后，若保持温度不变，令a、b、c分别为N2、H2、NH3的物质的量，重新建立平衡，混合物中个物质的量仍和上述平衡相同，填空

⑴、若a=0，b=0，则c=———

⑵、若a=1，

c =2，则

b =————

⑶、若a、

b 、

c取值必须满足的一般条件为（用两个式子表示，一个只含a和c，一个只含b和c ————————、

————————

二.恒温恒容下（方程式两边系数相等）

例2：在一个固定容积的密闭容器中，保持一定的温度进行以下反应：

已知

起始状态时物质的量

平衡时HBr

n（mol）

的物质的量

H2 Br2 HBr n（mol）

编号

1 2 0 a ①

2 4 0

②

1 0.5a ③

m g(g≥2m)

H2+Br22HBr(g) 已知加入1mol H2和2mol Br2时，达到平衡后生成a mol HBr（见上表已知项），在相同条件下，且保持平衡时各组分的体积分数不变，对下列编号①～③的状态，填写下表中的空白。

练习2：在一定温度下，把1 mol CO和2 mol H2O通入一个密闭容器中，发生如下反应：CO(g)+H

2O (g)

CO2(g)+H2(g)，一定时间后达到平衡，此时，CO的含量为p%，若维持温度不变，改变起始加入物质的物质的量，平衡时CO的含量仍为p%的是（

）

C.1molCO2、1molH2O

D.1molCO2

、1molH2、1molH2O 三

恒温恒压下

例3：如图所示，在一定温度下，把2体积N2和6体积H2通入一个带有活塞的容积可变的容器中，活塞的一端与大气相通，容器中发生以下反应：

N

N2

2体积

23H22NH3（正反应放热），若反应达到平衡后，

测得混合气体的体积为7体积。据此回答下列问题：

H2

6体积

保持上述反应温度不变，设a、b、c分别代表初始加入的N2、H2和NH3的体积，如果反应达到平衡后混合气体中各气体的体积分数仍与上述平衡相同，那么：若a=1，c=2，

则b=_______。在此情况下，反应起始时将向____（填“正”或“逆”）反应方向进行。 练习3：恒温、恒压下，在一个容积可变的容器中发生如下反应：Ａ（g）＋Ｂ（g）C(g) （1）若开始时放入1mol A和1mol B，达到平衡后，生成a mol C，这时A的物质的

量为________ mol。

（2）若开始时放入3mol A和3mol B，达到平衡后，生成C的物质的量为_________mol。

（3）若开始时放入x mol A、2mol B和1mol C，达到平衡后，A和C的物质的量分别为y mol和3a mol，则x=________，y=________。平衡时，B的物质的量_____（填编号）。

（甲）大于2mol （乙）等于2mol （丙）小于2mol （丁）可能大于、等于或小于2mol （4）若在（3）的平衡混合物中再加入3mol C，待再次达到平衡后，C的物质的量分数是___________。

II．若维持温度不变，在一个与（Ｉ）反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应

（５）开始时放入1 mol A和1 mol B到达平衡后生成b mol C。将b与（１）小题中的a进行比_________（甲）ab （丙）a=b （丁）不能比较a和b的大小

作出此判断的理由是_____

。

2

四．等效平衡的应用 通过建立等效平衡的中间状态，比较反应物转化率的大小以及平衡时某物质体积分数、浓度的大小

【例题4】体积相同的甲、乙两个容器中，分别充有等物质3 2 1 0 1 2 3 4 5的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：2SO2＋O22SO3AB并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p%，则乙容器中SO2的转化率为（ ）

A．等于p%

B．大于p%

C．小于p%

D．无法判断

五.转化率

（一）、恒温恒容下

1、若反应物只有一种，如aA(g)bB(g)+cC(g)，增加A的量，A的浓度增大，平衡正向移动；考虑转化率时，此种情况等效于加压，A的转化率与气态物质的化学计量数有关：

（1）

a=b+c，A的转化率不变

（2）a>b+c，A的转化率增大

（3）a

2、若反应物不只一种，如aA(g)+bB(g)

cC(g)+dD(g)。

（1）若只增加A的量，平衡向正反应方向移动，则A的转化率减小，B的转化率增大。若只减少A的量，平衡向逆反应方向移动，则B的转化率减小。

（2）若反应物A、B的物质的量同倍数的增加，平衡向正反应方向移动，考虑转化率时，此种情况等效于加压，反应物的转化率与气态物质化学计量数有关。

①a+b=c+d，转化率不变 ②a+b>c+d，转化率增大

③a+b

注意：压强在影响平衡状态时，一般必须伴有容器体积的改变。所谓增大压强，一般是指缩小容器体积造成的压强增大，若向平衡体系中充入某种气态反应组分或对体系升温，应

考虑浓度增大或温度升高对化学平衡的影响，不能考虑由于浓度增大或体系温度高引起的压强增大对化学平衡的影响。举例如下：①可逆反应：A(g)+B(g)C(g)+D(g)，达到平衡后，恒温恒容下增加A的物质的量，平衡向正反应方向移动，若考虑成由于浓度增大引起的压强增大，由于反应前后气体分子数不改变，则平衡不移动。

（二）、恒温恒压下

1、若反应物只有一种，如aA(g)

bB(g)+cC(g)，增加A的量，平衡向正反应方向移动，此种情况等效于起始浓度相同，因此A的转化率也不变。

2、若反应物不只一种，如aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)。

（1）若只增加A的量，情况较复杂，视具体题目而定，这里不讨论。

（2）若反应物A、B的物质的量同倍数的增加，平衡向正反应方向移动，此种情况等效于起始浓度相同，因此转化率不变。

1. 在一个固定体积的密闭容器中，加入2 molA和1 molB发生如下反应：

2A(g)+B(g)

3C(g)十D(s)，达到平衡时C的浓度为1．2 mol/L。若维持容器体积和温度不变，按下列方法改变起始物质，达到平衡时C的浓度仍为1．2 mol/L的是（

）A．4 mol A十2 mol B

B．3 mol C+1 mol D+l mol B C．3 mol C十0.8 m01 D

D．1.6 mol A+0.8 mol B+0.6 mol C+0.3 mol D 2．某温度下，在一容积可变的容器里，反应2A(g)

B(g) + 2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol、4mol。在保持温度和压强不变的条件下，说法正确的是（

）

A.充入1mol稀有气体氦（He），平衡不移动

B.充入A、B、C各1mol，平衡将向正反应方向移动

C.将A、B、C各物质的量都减半，C的百分含量不变

D.加入一定量的A气体达平衡后，C的百分含量一定增加

3

3．将2molSO2和2molSO3气体混合于一固定容积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2+O22SO3，平衡时，SO3为n mol。相同温度下，分别按下列配比在相同容积（2）在反应（1）的基础上再加入1molB则平衡向

移动？平衡时A的转化率如何变化？

B的的转化率如何变化？

(与反应（1）相比较) 的密闭容器中放入起始物质，平衡时，SO3的物质的量大于n mol的是

（

3

）

（

2

）的平衡状态与原平衡状态相比，A、B的转化率如何变化？

（

）

A.2molSO2+1molO2

B.4molSO2+1molO2

C.2molSO2+1molO2+2molSO3

D.3molSO2+1molO2

4在固定体积的密闭容器内，加入2mol A、1mol B，发生反应：A(气)+B(气)

2C(气)达到平衡时，C的质量分数为W。在相同条件下，按下列情况充入物质达到平衡时C的质量分数仍为W的是

(

)

A.2mol C

B.3mol C

C.4mol A、2mol B

D.1mol A、1mol C 5.高温高压和使用催化剂的条件下，在密闭容器中发生反应：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），若开始时只充入amol CH3OH气体，达到平衡时，混合物的压强比起始时增大了70%；若开始时充入amol CO和2amol H2的混合气体，达到平衡时H2转化率为

（

）A．30%

B.35%

C.65%

D.70% 6.甲、乙两容器，甲的容积固定，乙的容积可变。在一定温度下，向甲中通入3mol N2和4mol H2，反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为amol。

（1）相同温度下，向乙中通入2molNH3，且保持容积与甲相同，当反应达到平衡时，各物质的浓度与甲平衡中相同。起始时乙中还通入了____mol N2和____mol H2。

（2）相同温度下，若向乙中通入6mol N2和8mol H2，且保持压强与甲相等，当反应达到平衡时，生成氨的物质的量为b mol，则a∶b______1∶2；若乙与甲的容积始终相等，达到平衡时，生成氨的物质的量为c mol，则a∶c_____1∶2(填“＞”、“＜”或“＝”)。

7、在一固定体积为V的容器中，加入1molA和1molB发生如下反应：

A(g)+B(g)

2C(g)达到平衡后：

（1）如果再加入1molA则平衡向

移动？平衡时B的转化率如何变化？

A的的转化率如何变化？

8. 将3 mol A和1 mol B混合于一体积可变的密闭容器P中，以此时的温度、压强和体积作为起始条件，发生了如下反应：

3A(g)+B(g) 2 C(g)+D(g)达到平衡时C的浓度为wmol·L-1。

(1)保持温度和压强不变，按下列四种配比充入容器P中，平衡后C的浓度仍为wmol·L-1的是（

）

(A)6 mol A+2 mol B

(B)3 mol A+1 mol B十2 mol C，

(C)2 mol C+1 mol B+1 mol D

(D)1 mol C+2mol D

(2)保持原起始温度和体积不变，要使平衡后C的浓度仍为wmol·L-1，应按下列哪种配比向容器Q中充入有关物质

(

)

(A)3 mol A+1 mol B

(B)4 mol C十2 mol D

(C)1.5 mol A+0.5mol B+1 mol C +0.5 mol D

(D)以上均不能满足条件

(3)保持原起始温度和体积不变，若仍按3 mol A和1 mol B配比在容器Q中发生反应，则平衡时C的浓度和w rml·L-1的关系是

(

)

(A)＞w

(B)＜

w

(C)= w

(D)不能确定

(4)将2 mol C和2 mol D按起始温度和压强充入容器Q中，保持温度和体积不变，平衡时C的浓度为V mol·L-1，V与w的关系是

(

)

(A) V＞w

(B) V＜w

(C) V=w

(D)无法比较

(5)维持原起始温度和体积不变，按下列哪种配比充入容器Q可使平衡时C的浓度为

V mol·L-1

(A)1 mol C+0.5 m01 D

．

(B)3 mol A+2 mol B

(C)3 mol A+1 mol B+1 mol D

(D)以上均不能满足条件

4