高中化学课例研究报告：等效平衡

高中化学课例研究报告：等效平衡

大家都知道中学化学学习中化学平衡是学生的一个难点,等效平衡更是化学平衡的难点,根据多年的教学经验对等效平衡有关知识归纳如下:

定义:

对于同一可逆反应,在一定条件下(等温等容或等温等压),该反应无论是是从正反应开始,还是从逆反应开始,或者是从中间状态(既有反应物又有有生成物)开始,只要加入物质的物质的量不同,但达到平衡时同重物质的含量相同,这样的平衡称为等效平衡

等效平衡分类:

(1)等温等容下的等效平衡

a 在等温等容的条件下,对于反应前后气体分子数不相等的可逆反应,只要起始时加入物质的物质的量,如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一边的物质的物质的量与原平衡完全相同,则两平衡等效.

例1. 反应2SO2+O22SO3在等温等容下（A）（B）（C）条件时建立了等效平衡

（A）起始时加入2molSO2+1molO2

（B）起始时加入2molSO3

（C）超始时加入1molSO2+0.5molO2+1molSO3

例2.某等温等容的密闭容器充入3mol A和2mol B，反应3A(g)+2B(g)m C(g)+n D(g)

达到平衡时C的体积分数为w%。若将0.6mol A，0.4mol B，4mol C，0.8mol D作为起始物充入，同温同容下达到平衡时C的体积分数仍为w%，则m=_______，n=_______。

解析：同温同容下达到平衡时C的体积分数仍为w%，则两平衡为等效平衡，因而有

3A(g)+ 2B(g)x C(g)+y D(g)

Ⅰ 3mol 2mol 0 0

Ⅱ 0.6mol 0.4mol 4mol 0.8mol

有:0.6+12/m=3 0.6+2.4/n=2

解得：m=5，n=1。

同步训练

1.在一个密闭的固定容积的容器中加入2molA和1molB,发生反应为

2A(g) + B(g) 3C(g) + D(g)达到平衡时C的体积分数为w%,若维持容器容积和温度不变

以下物质作为起始物质,达到平衡时, C的体积分数仍为w%的是

A 1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD

B 2molA+1molB+3molC+1molD

C 3molC+1molD

D 2molA+3molC

2. 在一定温度下，把2ｍｏｌＳＯ２和1 ｍｏｌＯ２通过一个一定容积的密闭容器里，发生

如下反应：2ＳＯ２＋Ｏ２2ＳＯ３。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分别代表初始加入ＳＯ２，Ｏ２，ＳＯ３

证达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同，请填写下列空白： 1）若ａ＝0，ｂ＝0，则ｃ＝_____________； 2）若ａ＝0．8，则ｂ＝_____________和ｃ＝_____________； 3）若ａ，ｂ，ｃ取值必须满足的一般条件是（请用两方程式表示，其中一个只含ａ和ｃ，另一个只含ｂ和ｃ）_______

b 在等温等容的条件下,对于反应前后气体分子数相等的可逆反应,只要起始时加入物质的物质的量,如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一边的物质的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效.

例:在两个密闭容器内，保持温度为423K ，同时向A 、B 两容器中分别加入a mol 、b mol HI ，(a

H 2(g)+I 2(g)达到平衡后，下列说法正确的是（ ）

A. 从反应开始到达到平衡所需时间t A >t B

B. 平衡时I 2浓度c(I 2)A =c(I 2)B

C. 平衡时I 2蒸气在混合气体中体积分数A%>B%

D. HI 的平衡分解率相等

答案:D 容器A 、B 中的反应是等效平衡因此c(I 2)A

同步训练

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:H 2(g) + Br 2

(g) 2HBr(g).已知加入1molH 2和2molBr 2时,达到平衡后生成a molHBr(见下表已知项),在相同条件下,且保持

(2) 等温等压下的等效平衡

在等温等压条件下,改变起始时加入物质的物质的量,只要通过可逆反应的化学计量数比

换算成同一边的物质的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效.

例:在一定温度和压强下,反应N 2 + 3H 2 2NH 3,起始时 A 组加入1molN 2,3molH 2

B 组加入1molNH 3,下列说法正确的是

A 两组反应达到平衡时NH 3的物质的量相等

B 两组反应达到平衡时A 组NH 3的物质的量是B 组的两倍

C 两组反应达到平衡时A,B 两组各物质的质量分数相同

D 两组反应达到平衡时A 组NH 3的物质的量浓度是B 组的两倍

答案:B C

解释:A,B 两组在等温等压下是等效平衡,但A 组加料相当B 组的两倍,因此达到平衡时A

组各物质的质量分数相同,浓度也相同,体积A 组是B 组的2倍,各物质的物质的量也是B

组的2倍

同步训练

保持一定温度、压强，在一定容积可变的密闭容器中进行反应：

4Ａ（气）＋5Ｂ（气）4Ｃ（气）＋6Ｄ（气）

4ｍｏｌＡ，5ｍｏｌＢ时，达到平衡时生成W mol C,保持反应平衡混合物中

各组分的质量分数不变。在保持温度不变，开始加入Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ的物质的量分别是ａmol b mol c mol d mol 。

1）若要达到平衡后生成W mol 的Ｃ

ａ，ｂ，ｃ，ｄ满足怎样的关系？（用方程式表示，其中用ａ和ｃ，ｂ和ｃ，ｃ和ｄ

分别表示。）

0，ｂ＝0，ｃ＝______，ｄ＝______。

1，ｂ＝______，ｃ＝______，ｄ＝______。

2）若要达到平衡后，生成2W ｍｏｌ的Ｃ

0，ｄ＝0，ａ＝______，ｂ＝______

3）若要达到平衡后，生成0.25W ｍｏｌ的Ｃ

0.5，ｂ＝______，ｃ＝______，ｄ＝______。

16．如图甲，在恒压密闭容器M 中加入2molA 和2molB ，起始时容器体积为V L ，发生如

M N

下反应并达到平衡状态：

2A （？）+B （？）xC （g ）；△H ﹤0

平衡时A 、B 、C 的物质的量之比为1：3：4，C 的物质的量为y mol 。

（1）根据题中数据计算，x== ，y== 。

（2）如图乙，在体积为V L 的恒容密闭容器N 中发生上述反应（其它条件相同），测得反应过程中气体的平均相对分子质量随时间的变化如图丙（t 时达平衡），平衡时容器中C 的甲 乙