化学平衡等效平衡教案.docx

化学平衡等效平衡教案.docx

《化学平衡等效平衡教案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学平衡等效平衡教案.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

化学平衡等效平衡教案

仁文教育仁寿总校

第____讲

学生：

教师：

吴俊良

电话：

158********

仁文教育精品堂培训学校名校冲刺

仁文教育温馨提醒：

人天天都学到一点东西，而往往所学到的是发现昨日学到的是错的。

【基础知识】．

1、等效平衡问题的解题思路：

⑴、概念：

同一反应，在一定条件下所建立的两个或多个平衡中，混合物中各成分的含量相同，这样的平衡称为等效平衡。

⑵分类：

①等温等容条件下的等效平衡：

在温度和容器体积不变的条件下，改变起始物质的加入情况，只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边同一边物质的物质的量相同，则两平衡等效，这种等效平衡可以称为等同平衡。

②等温等压条件下的等效平衡：

在温度和压强不变的条件下，改变起始物质的加入情况，只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边同一边物质的物质的量比值相同，则两平衡等效，这种等效平衡可以称为等比例平衡。

③等温且△n=0条件下的等效平衡：

在温度和容器体积不变的条件下，对于反应前后气体总分子数不变的可逆反应，只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边任意一边物质的物质的量比值相同，则两平衡等效，这种等效平衡可以称为不移动的平衡。

解决化学平衡的技巧：

化学平衡计算的基本模式——平衡“三步曲”：

比如:

mA+nB

pC+qD

起始:

ab00

转化:

mxnxpxqx

平衡:

a-mxb-nxpxqx

其中：

①转化量与方程式中各物质的系数成比例；②这里a、b可指物质的量、浓度、体积等。

③对反应物：

平衡浓度=起始浓度-转化浓度；对生成物：

平衡浓度=起始浓度+转化浓度

由定义式法求反应速率，需先求浓度的变化量和时间，据浓度的变化量可得出物质的量的变化量与体积的比。

例：

一定温度下密闭容器中发生反应：

1L容器800℃时可逆反应

CO（g）+H2O（g）

CO2（g）+H2（g）

途径1:

起始0.01mol0.01mol00

平衡0.004mol0.004mol0.006mol0.006mol

途径2:

起始000.01mol0.01mol

平衡0.004mol0.004mol0.006mol0.006mol

上述两种途径,同一可逆反应；外界条件相同；通过不同的途径（正向和逆向）；平衡时同种物质的物质的量相等（同种物质的含量相等）-----效果相同的平衡

对于同一个可逆反应，在相同的条件下（恒温恒容或恒温恒压），不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，或从正反应和逆反应同时开始，都可以建立同一平衡状态。

即化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关

等效平衡:

同一可逆反应当外界条件一定时,反应无论从正反应开始还是从逆反应开始,平衡时平衡混合物中同种物质的含量（体积分数或物质的量分数）相同的状态.

二、等效平衡的规律：

规律一：

恒温恒容条件下，对于反应前后气体分子数改变的反应，只改变起始时加入物质的物质的量，通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量（即把一边“归零”），与原平衡相等，则两平衡等效。

2SO2（g）+O2（g）

2SO3（g）

途径1起始2mol1mol0

途径2起始002mol

途径3起始1mol0.5mol1mol

途径4起始0.5mol?

?

途径5起始amolbmolcmol

【问题】:

①途径2、3与1等效吗?

②途径4中O2（g）和SO3（g）的起始量为多少,平衡时可与途径1平衡时SO3（g）的含量相同?

③途径5中a、b符合怎样的关系达到的平衡状态与1相同?

【例1】恒温恒容时，判断哪些是等效平衡？

（）

N2+3H22NH3

A.2mol6mol0mol

B.0mol0mol4mol

C.0.5mol1.5mol1mol

D.1mol3mol2mol

【例2】.将2molSO2（g）和2molSO3（g）混合于某固定体积的容器中，在一定条件下达平衡。

平衡时SO3（g）为wmol,同温下，分别按下列配比在相同体积的容器中反应，达平衡时SO3（g）的物质的量仍为wmol的是（）

A2molSO2（g）+1molO2（g）B4molSO2（g）+1molO2（g）

C2molSO2（g）+1molO2（g）+2molSO3（g）D3molSO2（g）+1.5molO2（g）+1molSO3（g）

【例3】在一个固定容积的密闭容器中加入2molA和1molB，发生反应2A（g）+B（g）≒3C（g）+D（g），达到平衡时，C的浓度为wmol/L。

若维持容器的容积和温度不变，按下列情况配比为开始浓度，达到平衡后C的浓度仍为wmol/L的是（　　）　

A、4molA+2molB　B、2molA+1molB+3molC+1molD

C、3molC+1molD+1molB　D、3molC+1molD　

E、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD

规律二：

在恒温恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量（即把一边“归零”），与原平衡相等只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡相同，两平衡等效。

【例1】在定温定容条件下,发生如下反应

H2（g）＋I2（g）

2HI（g）

途径11mol1mol0

途径20mol02mol

途径32mol2mol0

途径40mol0mol4mol

上述途径与1是否等效？

【讲述】：

途径3可认为是同温同容时两个途径1，每个都与1等效然后加压平衡不移动，所以与1等效（见图）

2＋2

1+1

1+1

1+1

加压

恒温恒容，发生反应H2（g）＋I2（g）

2HI（g）

途径12mol1mol0

途径21mol01mol

途径34mol2mol0

途径43mol1mol2mol

上面与途径1等效的有________________

[例2]将装有1molHI的容器密封并加热，部分HI分解成H2和I2（g）并达到化学平衡。

此时I2（g）的体积分数为x%，若在该容器中加入2molHI后密封，加热到相同温度使之达到平衡，设此时I2的体积分数为y%，则x与y的关系为（）。

A.

B.

C.

D.

规律三：

在恒温恒压时，此时各不相同的起始状态，也可以把一边“归零”换算成同一半边，只要各物质的物质的量之比相同，则两平衡等效可以把一边“归零”换算成同一半边，只要各物质的物质的量之比相同，则两平衡等效

【例1】如果定温定压条件下，发生如下反应：

2SO2（g）+O2（g）

2SO3（g）

途径1起始2mol1mol0

途径2起始4mol2mol0

途径1和2是否为等效平衡？

2＋1

2＋1

2＋1

【图示说明】：

若反应为：

H2（g）＋I2（g）

2HI（g）

途径12mol1mol0

途径24mol2mol0

2＋1

2＋1

2＋1

【图示说明】：

【典型例题】

例1：

在一定温度下，把2molSO2和1molO2通入一定容积的密闭容器中，发生如下反应，

，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

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）

解析：

通过化学方程式：

可以看出，这是一个化学反应前后气体分子数不等的可逆反应，在定温、定容下建立的同一化学平衡状态。

起始时，无论怎样改变

的物质的量，使化学反应从正反应开始，还是从逆反应开始，或者从正、逆反应同时开始，它们所建立起来的化学平衡状态的效果是完全相同的，即它们之间存在等效平衡关系。

我们常采用“等价转换”的方法，分析和解决等效平衡问题。

（1）若a=0，b=0，这说明反应是从逆反应开始，通过化学方程式

可以看出，反应从2molSO3开始，通过反应的化学计量数之比换算成

和

的物质的量（即等价转换），恰好跟反应从2molSO2和1molO2的混合物开始是等效的，故c=2。

（2）由于a=0.5<2，这表示反应从正、逆反应同时开始，通过化学方程式

可以看出，要使0.5molSO2反应需要同时加入0.25molO2才能进行，通过反应的化学计量数之比换算成SO3的物质的量（即等价转换）与0.5molSO3是等效的，这时若再加入1.5molSO3就与起始时加入2molSO3是等效的，通过等价转换可知也与起始时加入2molSO2和1molO2是等效的。

故b=0.25，c=1.5。

（3）题中要求2molSO2和1molO2要与amolSO2、bmolO2和cmolSO3建立等效平衡。

由化学方程式

可知，cmolSO3等价转换后与cmolSO2和

等效，即是说，

和

与amolSO2、bmolO2和cmolSO3等效，那么也就是与2molSO2和1molO2等效。

故有

。

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：

已知加入1molH2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体积分数不变，对下列编号①～③的状态，填写下表中的空白。

解析：

在定温、定容下，

建立起化学平衡状态，从化学方程式可以看出，这是一个化学反应前后气体分子数相等的可逆反应。

根据“等价转换”法，通过反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量之比与原平衡相同，则达到平衡后与原平衡等效。

①因为标准项中n（

起始）：

n（

起始）：

n（HBr平衡）=1：

2：

a，将n（H2起始）=2mol，n（Br2起始）=4mol，代入上式得n（HBr平衡）=2a。

②参照标准项可知，n（HBr平衡）=0.5amol，需要n（H2起始）=0.5mol，n（Br2起始）=1mol，n（HBr起始）=0mol。

而现在的起始状态，已有1molHBr，通过等价转换以后，就相当于起始时有0.5molH2和0.5molBr2的混合物，为使n（H2起始）：

n（Br2起始）=1：

2，则需要再加入0.5molBr2就可以达到了。

故起始时H2和Br2的物质的量应为0mol和0.5mol。

③设起始时HBr的物质的量为xmol，转换成H2和Br2后，则H2和Br2的总量分别为（

）mol和（

）mol，根据

，解得

。

设平衡时HBr的物质的量为ymol，则有

，解得

。

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：