fht等效平衡专题讲解

《等效平衡》专题讲解

（共2课时）

【学习目标】使学生了解并掌握等效平衡的原理及解题思路。

【学习难点】等效平衡原理及模型的构建。

【学习过程】

一、等效平衡

【引言】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 0.01mol 0.01mol 0 0

平衡 0.004mol 0.004mol 0.006mol 0.006mol

途径2:起始 0 0 0.01mol 0.01mol

平衡 0.004mol 0.004mol 0.006mol 0.006mol

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)

途径1起始 2mol 1mol 02SO3(g)

途径2起始 0 0 2mol

途径3起始 1mol 0.5mol 1mol

途径4起始 0.5mol ? ?

途径5起始 amol bmol cmol

【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2】恒温恒容时，判断哪些是等效平衡？（ ）

N2 + 3H2 2NH 3

A.2mol 6mol 0mol

B. 0mol 0mol 4mol

C. 0.5mol 1.5mol 1mol

D. 1mol 3mol 2mol

【例3】.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（ ）

A 2molSO2(g)+1mol O2(g)

B 4mol SO2(g)+ 1mol O2(g)

C 2mol SO2(g)+ 1mol O2(g)+ 2mol SO3(g)

D 3mol SO2(g)+1.5mol O2(g)+ 1mol SO3(g)

【例4】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1 1 mol 1mol 0

途径2 0mol 0 2mol

途径3 2mol 2mol 0

途径4 0mol 0mol 4mol

上述途径与1是否等效？

3

1，

所以与1

等效（见图）

恒温恒容，发生反应 H2(g)＋I2(g) 2HI(g) 途径1 2 mol 1mol 0

途径2 1mol 0 1mol

途径3 4mol 2mol 0

途径4 3mol 1mol 2mol

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，

2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)

途径1起始 2mol 1mol 0

途径2起始 4 mol 2 mol 0

途径1和2

【图示说明】：

若反应为：H2(g)＋ I2

途径1 2 mol 1mol 0

途径2 4mol 【图示说明】： 同步练习

1．可逆反应A(g)+B(g) 2C(g),在固定容积的容器中进行。若向容器中充入1molA和1mol B，在某温度下

达到平衡时，C的体积分数为n%，若向容器中充入2molA和3mol B，在某温度下达到平衡时，C的体积分数为m%则m和n的正确关系为 （ ）

A . m>n B. m

2．高温高压和使用催化剂的条件下，在密闭容器中发生如下反应： CO（g）+2H2（gCH3OH（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%

3. 在体积固定的密闭容器中充入3molA和1mol B发生反应3A(g)+B(g) xC(g)，达平衡后C在平衡混合气

中的体积分数为w，若维持温度和体积不变，按1.2molA、0.4molB、0.6molC为起始物质，达到平衡后，C的体积分数仍为w，则x值是（ ）

A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

4．在某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)+B(g) 2C(g)达平衡时，A、B和C的物质的量分别

为4mol、2mol、4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移

的是（ ）

A均减半 B 均加倍 C 均增加1mol D 均减少1mol

5、在一固定体积的密闭容器中加入2 mol A和1 mol B发生反应

3C(g)+D(g)，达到平衡时C的浓度为w mol·L-1，若维持容器的体积和温度不变，按下列四种配比方案作为反应物，达平衡后，使C的浓度仍为w mol·L-1的配比是（ ）

A．4 mol A+2 mol B B．3 mol C+1 mol D+2mol A+1 mol B

C．3mol C+1 mol D+1 mol B D．3 mol C+1 mol D

6．在密闭容器中，aA(气)bB(气)达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加1倍，当达到新平衡时，B的浓度是原来的60%，下列说法正确的是：

A．平衡向正反应方向移动了； B．物质A的转化率减少了；

C．物质B的质量分数增加了； D．a>b；

5．在一固定体积的密闭容器中，保持一定温度进行以下反应H2(g)＋ I2(g) 2HI(g)已知加入1mol H2(g)

和21mol I2(g)时，达到平衡后生成amol HI(g)。在相同体条件下，保持平衡时各组分的体积分数不变，根答案：2a 0 0.5 2g-4m (g-m)a

6.在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行如下反应A(g)+2B(g)

始时加入1molA(g)和3mol B(g)，达平衡后，生成amol C(g).

(1) 当反应达到平衡时，C(g)在反应混合气中的体积分数为___________(用字母a表示)

(2) 相同实验条件下，若在同一容器中改为开始加入2molA和6mol B，达平衡时 C的物质的量_______mol(用

字母a表示)。此时C在反应混合物中的体积分数为_____________（填“增大”、“减少”、或“不变”）. 3C(g)，已知起

(3) 相同实验条件下，若在同一容器中改为开始时加入2molA和8mol B，达平衡时，要求C在混合物中体积分

数与（2）相同，则开始时还需加入___________molC

(4) 若同一容器中加入nmolA和3nmol B，则平衡时C的物质的量为mmol 。若改变实验条件，可以使C的物

质的量在m－2m间变化，则n与m的关系是____________________(用字母关系表示)