高中化学第三节化学平衡第5课时导学案新人教版

第5课时化学平衡图像等效平衡

[学习目标定位] 1.认识化学反应速率、化学平衡典型图像，学会化学平衡图像题的分析解答方法。2.知道等效平衡的含义，学会等效平衡的分析判断方法。

一化学平衡图像

1.在2 L密闭容器中，某一反应有关物质A(g)、B(g)、C(g)的物质的量变化如图所示。根据图像回答下列问题：

(1)横坐标表示反应过程中时间变化，纵坐标表示反应过程中物质的物质的量的变化。

(2)该反应的化学方程式是3A(g)＋。

(3)在反应达2 min时，正反应速率与逆反应速率之间的关系是相等。

(4)若用A物质的量浓度的变化，表示反应达平衡(2 min)时的正反应速率是0.15_mol·L－1·min－1。

2.在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的意义共三个量。确定横坐标所表示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系；或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系，即“定一议二”原则。解题过程中，可以作辅助线帮助分析。例如反应a A(g)＋b c C(g)在不同温度下(T 1

(1)T1为一条等温线，随着压强的增大，C%减小，化学平衡逆向移动，a＋b

(2)在压强一定时(如p3)，温度升高，C%增大，化学平衡正向移动，正反应是吸热反应。

3.在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图1)或表示的压强较大(如图2)[以a A(g)＋b B(g)c C(g)为例]。

根据图像回答下列问题：

(1)图1中，温度T1、T2的大小关系是T2>T1，温度升高，C%(C的含量)减小，化学平衡逆向移动，正反应是放热反应。

(2)图2中，压强p1、p2的大小关系是p1>p2，压强增大，C%(C的含量)减小，化学平衡逆向移动，a＋b

归纳总结

化学平衡图像题的分析解答方法

(1)无论是反应速率图像还是平衡图像，都要清楚纵、横坐标的含义，都要与化学原理相联系，特别是与平衡移动原理相联系。

(2)三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。

(3)四要素分析法：看曲线的起点；看曲线的变化趋势；看曲线的转折点；看曲线的终点。

(4)先拐先平：可逆反应m A(g)＋n p C(g)＋q D(g)，在转化率—时间曲线中，先出现拐点的曲线先达到平衡，这表示反应的温度高或压强大。

(5)定一议二：图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。

1.下列各图中，表示2A(g)＋ΔH<0这个可逆反应的正确图像为( )

答案 A

解析随着温度的升高，化学平衡应向吸热反应方向移动，即向逆反应方向移动，所以生成物C的体积分数减小，反应物的含量增大，反应物的转化率减小；增大体系的压强，由于反

应的两边都是气态物质，所以正反应和逆反应的速率都增大；而加入催化剂，只能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，不能使平衡移动，所以达到平衡后，各组分的浓度及体积分数不变。

2.在恒容密闭容器中通入X并发生反应：，温度T 1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示。

(1)该反应进行到M点放出的热量________(填“>”或“<”)进行到W点放出的热量。

(2)T2下，在0～t1时间内，v(Y)＝________mol·L－1·min－1。

(3)M点的正反应速率________(填“>”或“<”)N点的逆反应速率。

(4)M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率________(填“增大”或“减小”)。

答案(1)< (2)a－b

t1

(3)> (4)增大

解析根据图像可知W点消耗的X的物质的量比M点消耗的X的物质的量大，因此反应进行到W点放热多些；0～t1时间内X的浓度减小了(a－b) mol·L－1，则Y浓度增加0.5(a－b) mol·L－1，因此v(Y)＝0.5(a－b)/t1mol·L－1·min－1；根据先拐先平知T1>T2，M点的反应速率大于W点的反应速率，N点没有达到平衡，此时反应正向进行程度大，即N点的正反应速率大于逆反应速率，因此M点的正反应速率大于N点的逆反应速率；M点时，再加入一定量的X，则相当于增大压强，平衡正向移动，X的转化率增大。

二等效平衡

化学平衡的建立与反应途径无关，从正反应开始或逆反应开始都可以建立平衡。在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，对同一可逆反应，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。

1.在恒温恒容条件下，按下列四种情况分别建立平衡，其中为等效平衡的是①②③。

N 2(g) ＋3H23

① 1 mol 3 mol 0 mol

② 0 mol 0 mol 2 mol

③ 0.5 mol 1.5 mol 1 mol

④ 1 mol 3 mol 2 mol

解析恒温恒容条件下，对于反应前后气体分子数不同的可逆反应，转换后(按化学计量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，则两平衡等效，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。

2.若在恒温恒压条件下，按题1中四种情况分别建立平衡，其中为等效平衡的是①②③④。解析恒温恒压条件下，若转换后(按化学计量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，则两平衡等效，且平衡后两种物质的物质的量成倍数关系。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，对可逆反应的平衡都没有影响，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。

3.在恒温恒容条件下，按下列四种情况分别建立平衡，其中为等效平衡的是①②③。

CO(g) ＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)

① 2 mol 2 mol 0 mol 0 mol

② 0 mol 0 mol 4 mol 4 mol

③ 4 mol 4 mol 2 mol 2 mol

④ 1 mol 2 mol 1 mol 2 mol

解析恒温恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，转换后(按化学计量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，则两平衡等效，且平衡后同种物质的物质的量成倍数关系。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。

归纳总结

等效平衡解题方法

解答等效平衡问题时，先看条件(恒温恒容或恒温恒压)，再看方程式反应前后气体分子数(相同或不同)，按“一边倒”转换比较。

(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，要求极值等比。

(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，要求极值等量。

(3)恒温恒压条件下，不管反应前后气体分子数是否改变，都只要求极值等比。

3.在一个固定容积的密闭容器中，加入2 mol A和1 mol B发生反应：2A(g)＋

＋D(g)，达到平衡时，C的浓度为n mol·L－1。

(1)若维持容器容积和温度不变，按下列各种配比为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为n