第二单元 化学反应的方向和限度优秀教案案例

等效平衡

【学习目标】

1.理解等效平衡的概念和等效平衡的特征

2.理解三种等效平衡的类型和进行简单的等效计算

【重点难点】能初步进行简单的等效平衡的判断与计算

【学习过程】

一

等效平衡的概念

对于同一可逆反应，当外界条件一定(定温、定压或定温、定容)时，该反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，或是从中间状态（既有反应物又有生成物的状态）开始，只要达到平衡时条件保持不变，加入的物质的量相当，则可达到相同的平衡状态，这样的化学平衡互称等效平衡。

说明：1、相同的平衡状态：通常是指平衡混合物各组分的百分含量(物质的量分数或体积分数)相同，但各组分的物质的量、浓度可能不同。

2、平衡状态（终态）只与始态有关，而与途径无关，即：①无论反应从什么方向开始②投料是一次还是分成几次

③反应容器经过扩大—缩小或缩小—扩大的过程，而最终容器体积不变

二、等效平衡的类型

根据反应条件(定温、定压或定温、定容)以及可逆温、定容条件下反应的特点(反应前后气体分子数是否相等)，可将等效平衡问题分成三类

1.定温、定容条件下，反应前后气体分子数不相等的等效平衡

解题要领：此种条件下，只要改变起始加入物质的物质的量，若通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效(此种情况下又称等同平衡，此法又称极限法) 【例1

】在一定温度时，将4 mol SO2和3mol O2置于一容积固定的密闭容器中，反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达平衡后，测

A B C D SO2（mol) 2 0 2 2 O2(mol) 1 0 2 1.5 SO3(mol) 2 2 2 2 知SO3的物质的量分数为p％，则相同条件下，按表1配比将各组物质置于同一容器中，达平衡后，SO3的物质的量分数也为P％的是

（

）

解析：依上述解题要领，可将4个选项中

SO3的量按反应式中的化学计量数之比完全换算到SO2、O2一边，即有: A：n(SO2)=4mol，n(O2)=2mol B：n(SO2)=2 mol，n(O2)=1 mol C：n(SO2)=4mol，n(O2)=3 mol D：n(SO2)=4 mol，n(O2)=2.5 mol 2、定温、定容条件下，反应前后气体分子数相等的等效平衡

解题要领：此条件下，只要换算到同一半边时，反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡相等，则两平衡等效。

【例2】在定温、定容条件下，有如下反应在到平衡时互为等效平衡的是

（

）

CO(g)

+

H2O(g)

CO2(g)

+

H2(g) A

2mol

2mol

0mol

0mol

1

B

0mol

0mol

4mol

4mol C

1mol

1mol

1mol

1mol D

4mol

4mol

2mol

2mol

3、定温、定压条件下的等效平衡

在T、p相同的条件下，改变起始加入情况，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。

【例3】在一个1L的密闭容器中，加入2molA和1molB ，发生下述反应：

2A(g)

+

B(g)

3C(g) +

D(g) 达到平衡时，C的浓度为1.2mol/L , C的体积分数为a% 。

（1）维持容器的体积和温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍是1.2mol/L的是（

）

A、3mol C+1mol D

B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D C、1mol A+0.5mol B+1.5mol C

D、4mol A+2mol B （2）维持容器的压强和温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍是1.2mol/（或C的体积分数仍是a%）的是

（

）

A、3mol C+1mol D

B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D C、1mol A+0.5mol B+1.5mol C

D、4mol A+2mol B

【课堂巩固】

一、选择题（8分×5=40分，每题有1～2个答案）

1、在一个固定体积的密闭容器中，加入2 mol A和1 mol B发生反应：2A(g) +

B(g)

3C(g) + D(g)，达到平衡时

c（

C）＝w mol／L。若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡时，c（D）＝w mol／L的是

（

）

A、3molC＋1molD

B、2/3molA＋1/3molD C、2molA+1 mol B+3molC+0.5molD

D、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD 2对于合成氨反应，按A─D四种情况加入物质（恒容、恒温下）其中不属于此条件下等衡平衡的是

（

）

N2

＋

3H2

2NH3

A

1mol

3mol

0mol B

0mol

0mol

2mol C

0.5mol

1.5mol

1mol D

1mol

3mol

2mol 3、在一固定容积的密闭容器中充入2molA和1molB，发生反应：2A(气)+B(气)

xC(气),达到平衡后，C的体积分数为W%。若维持容器体积和温度不变，按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始物质，达到平衡后，C的体积分数仍为W%，则x值为（

）

A、1

B、2

C、3

D、4 4、在一定温度下，将1molN2和3molH2通入一个一定容积的密闭容器中发生如下反应：

N2

2

+ 3H2

2NH3。

当反应达到平衡时，测得NH3的物质的量为amol。现在该容器中，维持温度不变，按以下几种方式加入反应物。最终达平衡时，NH3的物质的量不为amol的是

(

)

(A) 先加入1molN2和2molH2，达平衡后，再加入1molH2

(B) 先加入2molN2和3molH2，达平衡后, 再取出1molN2

(C) 先加入2molN2和6molH2，达平衡后, 再取出2molNH3

(D) 先加入2molN2和4molH2，达平衡后, 再取出2molNH3

5、在恒温、恒压的条件下，向可变容积的密闭容器中充入3LA和2LB，发生如下反应：

3A（气）+2B（气）

xC（气）+yD(气）

达到平衡时，C的体积分数为m%。若维持温度压强不变，将0.6LA 、0.4LB、4LC、0.8LD作为起始物质充入密闭容器中,达到平衡时C的体积分数仍为m%,则的值分别为

（

）

A

x=3

y=1

B

x=4

y=1

C

x=5

y =1

D

x=10

y=2

6、（20分）在一个固定体积的密闭容器中，保持一定温度，进行以下反应，H2(气)+Br2(气)

2HBr(气)，已知加入1mol H2和2molBr2时，达到平衡后生成amolHBr(见下表已知项)，在相同条件下，且保持平衡时各组分的百分含量不变，对下列编号（1）－（3）的状态，填写表中空白：

7、（16分）某恒温恒压下，向可变容积的密闭容器中充入3升A和2升B，发生如下反应：

3A(气)＋2B(气)

xC(气)＋yD(气) 达到平衡时C的体积百分比为m ％，若维持温度，压强不变，将0.6升A，0.4升B、4升C、0.8升D作为起始物质充入密闭容器内，则达到平衡时C的体积百分比仍为m％，则x＝

，y＝

。

8、（24分）某温度下，向某密闭容器中加入1molN2和3molH2,使之反应合成NH3，平衡后测得NH3的体积分数为m。若T不变，只改变起始加入量，使之反应平衡后NH3的体积分

3

数仍为m，若N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示应满足：

（1）恒定T、V：

①若X=0，Y=0，则Z=

。2mol

②若X=0.75，Y=

，Z=

。

③X、Y、Z应满足的一般条件是

。

（2）恒定T、P：

①若X=0、Y=0，则Z

。

>0

②若X=0.75,则Y

，Z

。

③X、Y、Z应满足的一般条件是

。

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