等效平衡教案和练习

等效平衡

复习：化学反应条件对化学平衡的影响。

比喻：从我家到你家的中间有一个美丽的花园，从我家出发可以去，从你家出发也可以去，从我家和你家的任意一个地方出发都可以到达这个美丽的花园。引出课题：等效平衡问题。

建立等效平衡的途径：

1、先加入反应物，从正反应方向开始，可以建立化学平衡。

2、若先加入生成物，从逆反应方向开始，也可以建立等效的化学平衡。

3、若同时加入反应物与生成物，从中间状态开始，同样可以建立等效的化学平衡。

1、涵义：在一定条件（定温、定容或定温、定压）下，对同一可逆反应，只有起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量（质量分数、体积分数、物质的量分数等）相同，这样的平衡称为等效平衡。

2、规律

（1）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，转换后（按计量系数，换算成方程式同一边的物质），反应物或生成物的物质的量的比例与原平衡相同，则二平衡等效，且平衡后同种物质的物质的量成倍数倍数关系。因为这种情况下压强对于反应前后气体分子数不变的可逆反应没有影响，而成比例的增加反应物，相当于加压，所以平衡不移动，只要极值等比则平衡等效。

例： CO(g) + H2O(g) ≒CO2(g) + H2(g)

A 2mol 2mol 0mol 0mol

B 0mol 0mol 4mol 4mol

C 1mol 1mol 1mol 1mol

D 4mol 4mol 2mol 2mol

E X mol Y mol Z mol M mol （ABCD均为等效平衡）

【思考】E途径下，满足等效平衡的条件？

2、恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数不同的可逆反应，转换后（按计量系数，换算成方程式同一边的物质），反应物或生成物的物质的量与原平衡相同，则二平衡等效，且平衡后同种物质的量相同。因为这种情况下压强对于反应前后气体分子数不同的可逆反应有影响，而成比例的增加反应物，相当于加压，所以平衡会移动，必须极值等量平衡才等效。

例： N2＋H2≒2NH3

A 1mol 3mol 0mol

B 0mol 0mol 2mol

C 0.5mol 1.5mol 1mol

D a b c（A BC均为等效平衡）

【思考】D途径下，满足等效平衡的条件？

3、恒温、恒压条件下，若转换后（按计量系数，换算成方程式同一边的物质），反应物或生成物的物质的量的比例与原平衡相同，则二平衡等效，且平衡后同种物质的物质的量成倍数倍数关系。因为这种情况下压强不变，不管反应前后气体分子数是否改变的可逆反应平衡都没有影响，而成比例的增加反应物后体积膨胀，压强不变，所以平衡不移动，只要极值等比则平衡等效。

例： N2＋3H2≒ 2NH3

A 1mol 3mol 0mol

B 1mol 3mol 2mo

l

C 0.5mol 1.5mol 2mol

D 0mol 0mol 6mol

E a b c

（ABCD均为等效平衡

【思考】E途径下，满足等效平衡的条件？

小结：解等效平衡的问题都要把按计量系数，换算成方程式同一边的物质，这好比你只有从你家出发到花园你才会走，从其他地方出发你不会走，那你就先倒回你家再出发。等效平衡问题实质还是反应条件对化学平衡的影响，并不是什么新知识。

例1、在一定的温度下，把2molSO2和1molO2通入一定容积的密闭容器里，发生如下反应： 2SO2 + O2 ≒ 2SO3

当此反应进行到一定的程度时，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分别代表初始加入的SO2、O2、和SO3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，才能保证达到平衡时反应混合物中三种气体的百分含量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=0.5，则b= ，

c= ，

（3）a、b、c取值必须满足一般的条件是(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) ，。

例2、恒温恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：

A(g) + B(g) ≒C(g)

（1）若开始时放入1molA和1molB，达到平衡后，生成amolC，这时A的物质的量为 mol。（2）若开始时放入3molA和3molB，到达平衡后，生成C的物质的量为 mol

（3）若开始时放入xmolA 、2molB 和1molC ，到达平衡后，C 的物质的量是3amol ，x= mol. （4）若在(3)的平衡混合物中再加入3molC ，待再次到达平衡后，C 的物质的量是 mol.

小结：解等效平衡问题时，先看条件：定温、定容还是定温、定压？再看方程式反应前后气体分子数相同还是不同的可逆反应？

（1）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，要求极值等量。(等效平衡还是等同平衡 ,就象全等三角形,即不仅同种物质的百分含量相同，而且物质的量、物质的量浓度也相同 )

（2）恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数不同的可逆反应，要求极值等比。(只等效不等同，即不仅同种物质的百分含量相同，但是物质的量、物质的量浓度可能不相同， 就象相似三角形 )

（3）恒温、恒压条件下，只要求极值等比。(只等效不等同，即不仅同种物质的百分含量相同，但是物质的量、物质的量浓度可能不相同，就象相似三角形 )

1、I ．恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下发应：

A （气）＋

B （气）

C （气）

（1）若开始时放入1molA 和1molB ，到达平衡后，生成a molC ，这时A 的物质的量为（1－a ）mol 。 （2）若开始时放入3molA 和3molB ，到达平衡后，生成C 物质的量为 mol 。

（3）若开始时放入x molA ，2molB 和1molC ，到达平衡后，A 和C 的物质的量分别是ymol 和3a mol ，则x ＝ 2 mol ，y ＝ 3-3a mol 。

平衡时，B 的物质的量（丁）（选填一个编号） （甲）大于2 mol （乙）等于2 mol

（丙）小于2 mol （丁）可能大于、等于或小于2mol

作出此判断的理因a 是一个小于1的不确定值，所以n B 也就不确定了。

（4）若在（3）的平衡混合物中再加入3molC ，待再次到达平衡后，C 的物质的量分数是再加入若干摩C 等同于加入若干等物质的量的A 和B ，即初始投入物料的比值未变，也就能建立同样条件下的等效平衡，平衡各组分百分含量相等，也就是C 的物质的量分数为（1）中条件下C 的的物质的量分数

=

+-a a a

)1(2a

a -2。 II ．若维持温度不变，在一个与（1）反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。

（5）开始时放入1molA 和1molB 到达平衡后生成b molC 。将b 与（1）小题中的a 进行比较 （选填一个编号）。

（甲）a ＜b （乙）a ＞b （丙）a ＝b （丁）不能比较a 和b 的大小

作出此判断的理由是（5）小题中容器容积不变，而（1）小题中容器的容积缩小，所以（5）小题的容器中的压力小于（1）小题容器中的压力，有利于逆向反应，故反应达到平衡后a ＞b 。。 4、对上题作如下修改：恒温、恒压下，在一个容积可变的密闭容器中发生： A （g ）+ 2B （g ）C （g ）开始加入2molA 和5molB ，体系体积为V 升，平衡时可生成amolC ，同样条件下，要使

平衡时生成C 为 3.5amol ，则开始时除加入 5.5molB 还需加入 1 molA 和 6 molC ，达平衡时体系体积为

7-2a/2升。

5、温度体积固定的容器中建立2NO 2

N 2O 4平衡，平衡时NO 2与N 2O 4物质的量浓度之比为Φ，条件不变的情况下，分

别再充入NO 2和再充入N 2O 4平衡后会引起Φ的变化正确的是：B

A. 都引起Φ增大

B. B. 都引起Φ减小

C. 充入NO 2引起Φ增大，充入N 2O 4引起Φ减小

D. D. 充入NO 2引起Φ减小，充入N 2O 4引起Φ增大

6、如图所示，当关闭K 时，向A 中充入2molX 、7molY ，向B 中充入4molX 、14molY ，起始时V （A ）=V （B ）=a 升，在相同温度和有催化剂存在的条件下，两容器各自发生下列反应：2X （g ）+2Y （g ）

Z （g ）+2W （g ）△H ＜0达到平衡（Ⅰ）

时V （B ）=0.9a 升，试回答：

（1）B 中X 的转化率α（X ）B 为 90％ （2）A 中W 和B 中Z 的物质的量的比较：