等效平衡导学案

1等效平衡导学案【学习目标】：1知道等效平衡的含义。2会利用等效平衡模型处理平衡问题中比较、判断及计算。【自主学习】：复习什么是化学平衡状态？化学平衡状态有哪些特征？【思考交流】已知800℃时1L密闭容器中可逆反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)途径1:起始0.01mol0.01mol00平衡0.004mol0.004mol0.006mol0.006mol途径2:起始000.01mol0.01mol平衡0.004mol0.004mol0.006mol0.006mol途径3:起始0.005mol0.005mol0.005mol0.005mol平衡0.004mol0.004mol0.006mol0.006mol比较上述三种途径下可逆反应，达到平衡时，同一物质的物质的量、物质的量浓度、物质的量百分数有如何关系？上述三种途径,同一可逆反应；外界条件相同；通过不同的途径(正向、逆向或从中间状态开始)；平衡时同一物质的物质的量百分数-----效果相同的平衡，这样的化学平衡互称为等效平衡。【结论】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密切相关，而与建立平衡的途径无关等效平衡：一、概念在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，在达到化学平衡状态时，任何相同组分的含量(体积分数、物质的量分数等)均相同，这样的化学平衡互称等效平衡(包括“相同的平衡状态”)。二、等效平衡的分类在等效平衡中比较常见并且重要的类型主要有以下三种：I类：全等效平衡2恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说(即△V≠0的体系)：等价转化后，对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同。II类：相似等效平衡恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应来说(即△V=0的体系)：等价转化后，只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。III类：相似等效平衡恒温恒压下对于气体体系等效转化后，要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。三、等效平衡分类分析(采用“等价转换”的方法)（1）恒温恒容条件下的等效平衡a、反应前后气体系数和不相等在恒温、恒容的情况下，对于同一可逆反应，不论各反应物的起始量是多少，也不管反应物是一次加入或分几次加入，或是加入后分一次取出或分几次取出，只要各物质的起始量(质量、物质的量、浓度、体积等)按化学计量数换算成方程式左右两边同一边后对应相同，则就可以达到等效平衡。教育网例1、一定温度下，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cmol/L，若维持容器的容积和温度不变，按下列4种配比作为起始物质，达到平衡时C的浓度仍为cmol/L的是()A.4molA+2molBB.1molA+0.5molB+1.5molC+1molDC.2molC+1molD+1molBD.3molC+1molD【规律】一边倒，量相同。b、反应前后气体系数和相等在恒温恒容的情况下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，其实在到达平衡的过程中压强也一直保持不变，因此只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡相同，则二平衡等效。例题2、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：H2（g）+Br2（g）2HBr（g）。已知加入1molH2和2molBr2时，达到平衡后生成amolHBr（见下表中“已知”项），在相同的条件下，且保持各组分的含量不变，对下列编号⑴--⑵的状态，填写表中的空白。编号起始状态物质的量（mol）平衡时HBr的物质的量（mol）H2Br2HBr已知120a⑴240⑵10.5a3【规律】一边倒，比相同。（2）恒温恒压条件下的等效平衡在恒温恒压的情况下，对于有气体物质参加的可逆反应，改变反应物的起始状态，只要各起始反应物之间的物质的量之比按化学计量数换算成化学方程式左右两边同一边后对应相等，即可达到等效平衡。例题3、某温度，密闭容器中充入1molN2和3molH2，使之反应合成NH3，平衡后，测得NH3的体积分数为W，如果温度不变，只改变起始加入量，使之反应平衡后NH3的体积分数也为W，若N2、H2、NH3的物质的量分别用x、y、z表示。若在恒温恒压条件下：①若x=0，y=0则z=。②若x=0.75mol则y=，z=。③x、y、z满足的一般条件是。育【规律】一边倒，比相同。等效平衡总结：等效类型全等效平衡相似等效平衡相似等效平衡条件恒温、恒容恒温、恒容恒温、恒压反应特点反应前后气体分子数不相等的可逆反应反应前后气体分子数相等的可逆反应任何可逆反应起始投料换算为化学方程式同一边物质，其“量”相同换算为化学方程式同一边物质，其“量”符合同一比例换算为化学方程式同一边物质，其“量”符合同一比例平衡特点质量分数相同相同相同浓度相同成比例相同（气体）物质的量相同成比例成比例学后反思4随堂练习班级姓名1.在一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g)+B(g)3C(g)，若反应开始充入2molA和2molB，达平衡后A的体积分数为a％。其它条件不变时，若按下列配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a％的是A.2molB和1molAB.2molA、1molB和1molHe(不参加反应)C.1molB和1molCD.2molA3molB和3molC2.某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)+B(g)2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和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1molD.均减少1mol3、在恒容密闭容器中发生反应2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g），起始SO2和O2分别为20mol和10mol，达到平衡时SO2的转化率90%，若从SO3开始进行反应，在相同条件下，欲使平衡时各组分的体积分数与前者相同，则起始时SO3的物质的量及SO3的转化率分别为：A．2mol和90%B．2mol和20%C．2mol和10%D．3mol和80%4.恒容的密闭容器中充入2molA和1molB，发生反应2A(g)+B(g)xC(g)，达到平衡后，C的体积分数为W%。若维持容器中的容积和温度不变，按起始物质的量：A为0.6mol，B为0.3mol，C为1.4mol充入容器，达到平衡后，C的体积分数仍为W%，则x的值为A．只能为2B．只能为3C．可能是2，也可能是3D．无法确定5.已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)∆H＝－197kJ/mol，向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲)2molSO2和1molO2；(乙)1molSO2和0.5molO2；(丙)2molSO3；恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是A.容器内压强p：p甲＝p丙＞2p乙B.SO3的质量m：m甲＝m丙＞2m乙C.c(SO2)与c(O2)之比k：k甲＝k丙＞k乙D.反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲＝Q丙＞2Q乙6.某温度下，在2L的密闭容器中，加入1molX（g）和2molY（g）发生反应：X（g）+mY（g）3Z（g），平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1molZ（g），再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是A、m=2B、两次平衡的平衡常数相同C、X与Y的平衡转化率之比为1:1D、第二次平衡时，Z的浓度为0.4mol·L－15巩固练习班级姓名1.在一定温度下，把2molSO2和1molO2通入一定容积的密闭容器中，发生如下反应，2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)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分别代表初始时加入的SO2、O2、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，才能保证达到平衡状态时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡完全相同。请填空：（1）若a=0，b=0，则c=___________。（2）若a=0.5，则b=___________，c=___________。（3）a、b、c的取值必须满足的一般条件是___________，___________。（请用两个方程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c）2.在1.0L密闭容器中放入0.10molA(g)，在一定温度进行如下反应应：A(g)B(g)+C(g)△H=+85.1kJ·mol-1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：时间t/h0124816202530总压强p/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53回答下列问题:（1）欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为。（2）由总压强P和起始压强P0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为。平衡时A的转化率为，列式并计算反应的平衡常数K。（3）①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n（A），n总=mol，n（A）=mol。②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算a=反应时间t/h04816c（A）/（mol·L-1）0.10a0.0260.0065分析该反应中反应反应物的浓度c（A）变化与时间间隔（△t）的规律，得出的结论是，由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c（A）为mol·L-14.在某温度下、容积均为1L的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容，使之发生反应：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）△H＝－196kJ／mol。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下：6（1）若初始投入amolSO2、bmolO2和cmolSO3，在相同条件下，要达到与甲相同的化学平衡，则a、c间应满足的代数关系式为_________;b、c间应满足的代数关系式为_________。（2）该温度下此反应的平衡常数值为______________，若在相同温度条件下起始投入0．1molSO2、0．1molO2、0．3molSO3，则反应开始时正逆反应速率的大小关系是_______（3）三个容器中的反应分别达平衡时各组数据关系正确的是_______________A．α1＋α2＝1B．Q1＋Q2＝196C．α3α1D．P3＜2P1＝2P2E．n2n33．2molF．Q3＝2Q1（4）如图表示甲反应在t1时刻达到化学平衡，在t2时因改变某个条件而发生变化的情况，则t2时刻改变的条件可能是_____________________。自助餐5..在恒温条件下，将3molA和1molB气体通入体积为1L的密闭容器中发生如下反应：3A(g)+B(g)xC+yD(g)，2min时反应达到平衡状态，此时剩余0.5molB，测得混合气体D的体积分数为m％。在相同条件下，如果把0.6molA、0.2molB、0.8molC、wmol(w≤1.6mol)D气体通入相同的密闭容器中,达到平衡时,D的体积分数仍为m％。请将x、y、w可能的组合数据填入下表：(不一定填满)组号①②③④⑤⑥xyw