等效平衡教案和练习

第1页共4页等效平衡复习：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)A2mol2mol0mol0molB0mol0mol4mol4molC1mol1mol1mol1molD4mol4mol2mol2molEXmolYmolZmolMmol（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≒2NH3A1mol3mol0molB0mol0mol2molC0.5mol1.5mol1molDabc（ABC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≒2NH3A1mol3mol0molB1mol3mol2molC0.5mol1.5mol2molD0mol0mol6molEabc（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第2页共4页（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amolC，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xmolA，2molB和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3amol，则x＝2mol，y＝3-3amol。平衡时，B的物质的量（丁）（选填一个编号）（甲）大于2mol（乙）等于2mol（丙）小于2mol（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nB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aaa)1(2aa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bmolC。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1molA和6molC，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2NO2N2O4平衡，平衡时NO2与N2O4物质的量浓度之比为Φ，条件不变的情况下，分别再充入NO2和再充入N2O4平衡后会引起Φ的变化正确的是：BA.都引起Φ增大B.B.都引起Φ减小C.充入NO2引起Φ增大，充入N2O4引起Φ减小D.D.充入NO2引起Φ减小，充入N2O4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：第3页共4页n（W）A＜n（Z）B（填＜、＞、或＝）（3）打开K，过一段时间重新达平衡（Ⅱ）时，B的体积为0.35a升（用含a的代数式表示，连通管中气体体积不计）（4）要使B容器恢复原来反应前的体积，可采取的措施是升高温度7、已知：T℃、Pkpa时，容积为V的密闭容器中充有1molA和2molB，保持恒温恒压使反应达平衡：A（g）+B（g）C（g），平衡时C的体积分数为40℅①欲保持温度、压强在上述条件下不变，在密闭容器中充入2molA和4molB，则平衡时体系容积为10V/7，C的体积分数为40℅，②另选一容积固定不变的密闭容器，仍控制温度为T℃，加入1molB和1molC，要使平衡时C的体积分数仍为40℅，则该密闭容器体积为5V/78、A和B两容器温度相同，A体积固定，B体积可变，一定温度下A中加入2molH2、3molI2，反应H2（g）+I2（g）2HI（g）达平衡时生成HIwmol①相同温度下在B中加入4molH2、6molI2，当B的压强与A压强相等时HI在混合体系中所占的体积分数为20W℅，②当B的容积与A的容积相等，B中达平衡时的压强是A容器的C倍。A.0.9B.1.8C.2D.2.19、在一体积固定的密闭容器中充入2molX和1molY气体，发生反应：2X（g）+Y（g）aW（g），达平衡后，W的体积分数为Φ，维持温度、体积不变，按0.6molX、0.3molY和1.4molW为起始配比投入达平衡后，W的体积分数也为Φ，则a的值为C.DA.1B.4C.2D.310.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(见下表的“已知”项)，在相同条件下，且保持平衡时各组分的含量不变，对下列编号(1)～(3)的状态，填写表中的空白。巩固练习：1、在密闭容器中进行如下反应：N2＋3H22NH3△H0若将平衡体系中各物质的浓度都增加到原来的2倍，则产生的结果是（）(1)平衡不发生移动(2)平衡沿着正反应方向移动(3)平衡沿着逆反应方向移动(4)NH3的质量分数增加(5)正逆反应速率都增大A．(1)(5)B．(1)(2)(5)C．(3)(5)D．(2)(4)(5)2、将1molSO2和1molO2通入密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡，平衡体系中有SO30.3mol，此时若移走0.5molO2和0.5molSO2，则反应达到新平衡时SO3的物质的量为()A0.3molB0.15molC小于0.15molD大于0.15mol，小于0.3mol3、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1mol4、在相同容积的4个密闭器中进行同一种可逆反应，2A(g)+B(g)3C(g)+2D(g)，起始时4个容器所盛A、B的量如下表所示各容器所盛物质的量容器甲乙丙丁A2mol1mol2mol1molB1mol1mol2mol2mol编号起始状态(mol)平衡时HBr(g)物质的量(mol)H2Br2HBr已知120a(1)2402a(2)00.510.5a(3)mn(n≥2m)2(n－2m)(n－m)a第4页共4页在相同温度下，建立平衡时，4个容器中A或B的转化率的大小关系是（）A．A的转化率为：甲丙乙丁B．A的转化率为：甲乙丙丁C．B的转化率为：甲丙乙丁D．B的转化率为：丁乙丙甲5、在一个盛有催化剂的容积可变的密闭容器中，保持一定温度和压强，进行以下反应，N2(气)+3H2(气)2NH3(气)，已知加入1molN2和4molH2时，达到平衡后生成amolNH3，在相同条件下，且保持平衡时各组分的百分含量不变，填表编号起始状态（mol）平衡时NH3的物质的量（mol）N2H2NH3已知140a（1）1.560（2）10.5a（3）mn(n≥4m)6:在一定温度下，把2molSO2和1