高中化学：第四章等效平衡的教学新人教版选修4

等效平衡的教学
化学平衡是中学化学重要的理论知识，是溶解平衡、电离平衡等所有平衡的基础，对工业、农业生产有着重要的指导作用；但是，某些化学平衡题，如果仅用影响平衡的三个条件来解，难度较大、很难得出正确结论，若能掌握等效平衡这一重要思维方法，问题就容易解决了。

等效平衡是化学平衡一章的重点、难点之一，有许多学生对这类题感到困惑而无从下手，那么如何突破这个难点呢？下面就我在教学中的做法和大家商讨：
一、等效平衡的定义
影响平衡条件相同的平衡互为等效平衡。

（这里强调的是影响平衡条件，不影响平衡条件可以不同,如：催化剂、等体反应中的压强等）
二、等效平衡的标志
1、对应物质含量（质量分数、物质的量分数、气体体积分数等）均相等。

2、对应物质的浓度均相等（等体反应中对应物质浓度比相等）。

三、建立等效平衡的方法
1、等温、等容条件下
每次所投物质的物质的量相当。

相当是指：按化学方程式中化学计量数比，换算成已知项中（或某一边物质）所投物质时，其物质的量完全相同（常采用一边倒的方式换算）。

例一、在等温、等容条件下：进行2SO2+O22SO3反应，若初始投入2molSO2和1molO2，达平衡时SO3为amol/L,在相同条件下，若初始时按下列各组物质的量投料，达到新平衡时SO3的浓度各是多少？
⑴起始时只投入2mol SO3
⑵起始时投入1mol SO2、0.5 molO2和1mol SO3
分析：
2SO2+O22SO3
已知项（mol）： 2 1 0
｛
(1): 0 0 2(将2molSO3换算成SO2和O2)
所以⑴ 平衡时SO 3为amol/L 分析：
所以⑵平衡时SO 3也为amol/L
思考与交流：若初始加入的SO 2、O 2和SO 3分别为a 、b 、cmol 时，当a 、b 、c 满足什么关系时与已知项等效。

练习1：在固定容积的容器中，加入1molA 和2molB ，发生如下反应：A(g)+2B(g)
3C (g)+2D(g),达平衡时，C 的浓度为Cmol/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，达到平衡后，C 的浓度仍为Cmol/L 的
是。

（D ）
A 、2molA+4mol
B B 、1molA+2molB+3molC+2molD
C 、1molA+2molB+1molC
D 、3molC+2molD 2、等温、等压条件下
每次所投物质的物质的量之比相当。

例二、在等温、等压条件下进行N 2(g)+3H 2(g)
2N H 3(g)的反应，若起始时
投入2mol N 2和5mol H 2达平衡时，N H 3体积分数为ω，在相同条件下，若初始时
‖ ‖
2SO 2+O 22SO 3
(3): a b c (将cmolSO 3
换算成SO 2
和O 2
) + + 一边倒： c c/2
相当于： a+c b+c/2 0 ｛
当:｛
a+c=2
b+c/2=1
或
｛
a:b=2:1 a+c=2 或
｛ a:b=2:1 b+c/2=1 时与已知项等效
‖ ‖ 2SO 2+O 22SO 3
已知项（mol ）： 2 1 0
(2): 1 0.5 1(将1molSO 3
换算成SO 2
和O 2
) + + 一边倒： 1 0.5 0 相当于： 2 1 0（与已知项完全相同，所以等效）
｛
按下列物质的量投料，达到新平衡时N H 3的浓度仍为ω，则下列各组中的数字应满足什么关系：
（1） 起始时投入1mol N 2、amol H 2和3mol N H 3 （2） 起始时投入xmol N 2、ymolH 2和zmol N H 3 分析：
思考与交流：若初始加入的N 2、H 2和N H 3分别为x 、y 、zmol 时，当x 、y 、z 满足什么关系时与已知项等效。

练习1：在一密闭容器中，加入1molA 和2molB ，发生如下反应：
A(g)+2B(g)3C (g)+2D(g),达平衡时，C 的浓度为Cmol/L,若保持容器压强和温
度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，C 的浓度不为Cmol/L 的
是。

（C ）
A 、2molA+4mol
B B 、1molA+2molB+3molC+2molD
C 、1molA+2molB+1molC
D 、3molC+2molD 3、等温、等容、等体（反应前后气体体积相等）反应 以等温、等压对待。

即：每次所投物质的物质的量之比相当。

例三、在等温、等容条件下进行H 2(g)+I 2(g)
2H I(g)的反应，若起始时投
入amol H 2、bmol I 2和c molH I ，达平衡时，H I 体积分数为ω，在相同条件下，若起始时投入xmol H 2、ymol I 2和z molH I 达平衡时，H I 体积分数仍为ω，则x 、y 、
‖ ‖ N 2(g)+3H 2(g)
2N H 3 (g)
已知项（mol ）： 2 5 0
(1): 1 a 3(将3molNH 3
换算成N 2
和H 2
) + + 一边倒： 1.5 4.5
相当于： 2.5 a+4.5
（当：2.5:(a+4.5)＝2:5时，即a ＝1.75时与已知项等效） ｛
‖ ‖ N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g)
已知项（mol ）： 2 5 0
(2): x y z (将zmolNH 3
换算成N 2
和H 2
)
+ + 一边倒： z/2 3z/2 0
相当于： x+z/2 y+3z/2
当： (x+z/2):(y+3z/2)＝2:5时与已知项等效
｛
z 必须满足什么关系？
当： (x+z/2):(y+z/2)＝(a+c/2):(b+c/2)时二者等效，则H I 体积分数为ω。

练习3、在容积恒定的容器中充入2m ol A 和1m ol B 发生反应：
2A(g)+B(g)
xC(g),达平衡后,C 的体积分数为w%,若维持容器容积和温度不
变,按起始物质的量A:0.6mol 、B ：0.3mol 、C ：1.4mol 充入容器，达到平衡后，C 的体积分数仍为w%,则x 值为(D)
A 、只能为2
B 、无法确定
C 、只能为3
D 、可能为2，也可能为3 分析：当x 等于2时，有下列关系：
当x 等于3时，则为等体反应，定为等效平衡，分析如下：题中所给A 、B 的物质的量比为0.6:0.3＝2:1,而C 分解时生成的A 和B 定是以方程式中化学计量数2:1出现，所以x ＝3时,也建立了等效平衡,答案为D.
四、等效平衡的应用
如果用影响平衡的三个条件即：浓度、压强、温度直接解题，不太好判断平衡移动方向时，常常可以先虚构一个等效平衡，在等效平衡的基础上再回归原题条件,问题就迎刃而解了。

例四、一定温度下将amolPCl 5通入一个容积不变的反应器中，达到如下平
衡：PCl 5
PCl 3+Cl 2测得压强为P 1，此时向反应器中再通入amolPCl 5，在温度
不变的情况下再度达到平衡，测得压强为P 2。

则P 1和P 2的关系是（A ）
‖ ‖ H 2(g)+I 2(g)2HI (g) 已知项（mol ）： a b c (将cmolHI 换算成H 2
和I 2
) + +
一边倒： c/2 c/2
相当于： a+c/2 b+c/2 ｛ ｛
‖ ‖
x y z (将zmolHI 换算成H 2
和I 2
) + + 一边倒： z/2 z/2
相当于： x+z/2 y+z/2
分析：
‖ ‖ 2A(g) + B(g)2C(g)
已知项（mol ）： 2 1 0
(1): 0.6 0.3 1.4(将1.4molC 换算成A 和B)
+ +
一边倒： 1.4 0.7 0
相当于： 2 1 0（与已知项完全相同，所以等效）
｛
A 、2P 1＞P 2
B 、2P 1＝P 2
C 、2P 1＜P 2
D 、无法判断 分析如下：
思考与交流：某温度下，在容积可变的容器中，反应2A(g)＋B(g)2C(g)，
达到平衡时，A 、B 、C 的物质的量分别是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作如下调整，可使平衡向右移动的是（C ）
A 、均减半
B 、均加倍
C 、均增加1mol
D 、均减少1mol
分析：均减半、均加倍时，各物质的物质的量的比值不变，故均与已知条件等效，平衡不移动。

均增加1mol 时，可把B 物质分成两次增加，即先增加0.5mol ，则A 、B 、C 按物质的量1: 0.5:1＝4:2:4，故与已知条件等效，再在此基础上再增加0.5molB ，则平衡右移。

均减少1mol 时，可把B 物质分成两次减少，即先减少0.5mol,则A 、B 、C 按物质的量1: 0.5:1＝4:2:4，故与已知条件等效，再在此基础上再减少0.5molB ，则平衡左移。

高平一中高二化学教师：裴秋生
2010.3.20
amol
PCl 5 amol PCl 5 amol
PCl 5 ①虚构等效平衡
再加入amolPCl 5，也再加上一个体积
抽
去中间隔板
②
相同气体混合 平衡定不移动 ③在等效平衡基础上压为一个体积
平衡向气体体积减小方向移动 故 2P 1＞P 2 再 加 入 amol
D(总n D ＜总
n C ＜2总n A ) C(与B 与A 均等效) A(一个体积
) B(二个体积与A 等效)
PCl 5PCl 3+Cl 2。