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1、第4课时等效平衡 目标要求1.了解等效平衡的含义。2.掌握等效平衡的运用。一、等效平衡的含义在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对_可逆反应体系，起始时加入物质的_，而达到化学平衡时，同种物质的_，这样的平衡称为等效平衡。二、等效平衡的分类1对于恒温、恒容条件下的体积可变的反应如果按方程式中的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质，其物质的量与对应组分的起始加入量_，则建立的化学平衡状态是等效的。结果：达到平衡后，各组分的_及各组分的_都是相等的。例如，一定条件下的可逆反应：2SO2O2催化剂2SO3 2 mol 1 mol 0 mol 0 mol 0 mol 2 mol 0.5 mol 0.
2、25 mol 1.5 mol上述三种配比，按方程式的计量关系均转化为反应物，则SO2均为2 mol、O2均为1 mol，三者建立的平衡状态完全相同。2对于恒温、恒容条件下的体积不变反应以及恒温、恒压的可逆反应(无论体积可变或不变)如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质，其_与对应组分的起始加入量比相同，则建立的化学平衡状态是等效的。结果：达到平衡后，各组分的_，但各组分的浓度_。例如：H2(g)I2(g)2HI(g) 1 mol 1 mol 0 mol 2 mol 2 mol 1 mol上述两种配比，按方程式中化学计量关系均转化为反应物，两种情况下H2(g)与I2(g)的物质的量
3、比均为11，因此上述两种情况建立的化学平衡状态是等效的。知识点一恒温、恒容下体积可变反应的等效平衡1在恒温、恒容的条件下，有反应2A(g)2B(g)C(g)3D(g)，现从两条途径分别建立平衡，途径：A、B的起始浓度均为2 molL1；途径：C、D的起始浓度分别为2 molL1和6 molL1，以下叙述正确的是()A两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成相同B两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成不同C达到平衡时，途径的反应速率v(A)等于途径的反应速率v(A)D达到平衡时，途径所得混合气体的密度等于途径所得混合气体的密度2在一定温度下，把1 mol N2和3 mol H2通入
4、一个固定容积的密闭容器里，发生如下反应：N2(g)3H2(g)高温、高压催化剂2NH3(g)当此反应进行到一定程度时，反应中的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N2、H2和NH3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a0，b0，则c_。(2)若a0.5，则b_、c_。(3)a、b、c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)：_、_。知识点二恒温、恒容下体积不变反
5、应的等效平衡3已知H2(g)I2(g)2HI(g)H0)。现有甲、乙两容积相等且固定的密闭容器，在保持该温度下，向密闭容器甲中通入1 mol X和2 mol Y，达平衡状态时，放出热量b kJ；向密闭容器乙中通入2 mol X和4 mol Y，达平衡状态时，放出热量c kJ，且2bc，则下列各值关系正确的是()Aab B2a3 Dmn Bmc3Bab92.4C2p21题号1234567答案练综合拓展8某温度下，把1 mol N2和3 mol H2通入一个容积可变的密闭容器里，发生反应：N2(g)3H2(g)高温、高压催化剂2NH3(g)，反应达到平衡状态，测得NH3为s mol。若保持温度和压
6、强不变，用m、n、p代表初始加入N2、H2、NH3的物质的量，只改变m、n数值，达到平衡时各组分的质量分数不变，请填写表中编号为(1)(3)各状态空格内数据。编号初始状态/mol平衡状态NH3的物质的量/ molN2H2NH3已知130s(1)004(2)03s(3)0.10.25s9.在一定温度下，4 mol A和5 mol B通入一个定容的密闭容器里，发生反应4A(g)5B(g)6C(g)，当此反应进行到一定程度时，达到平衡状态。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A、B、C的物质的量。如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的关系，才能保证达到平衡时，反应混合物
7、中三种物质的质量分数仍跟上述平衡时完全相同，请填写下列空白：(1)若a0 mol，b0 mol，则c_。(2)若a1 mol，则b_，c_。基础落实一、同一物质的量不同百分含量相同二、1.相同百分含量浓度2物质的量比百分含量相同并不一定相同对点训练1A该反应前后化学计量数之和相等，则途径、极值等比，符合等效平衡的特征，但的浓度较大，相当于4 molL1的A和4 molL1的B。故中速率大，密度大。2(1)2(2)1.51(3)0.5ca11.5cb3解析(1)1 mol N2和3 mol H2折算成NH3为2 mol，故c2。(2)a0.5，与题干中1 mol N2相比还差0.5 mol，则c
8、 mol NH3折算后应该生成0.5 mol N2(同时生成1.5 mol H2)故c1，要求H2折算后为3 mol，还缺1.5 mol，故b1.5。(3)将c mol NH3折算为N2和H2分别是0.5c mol N2和1.5c mol H2，则0.5ca1,1.5cb3。3C在相同体积和温度的条件下，甲、乙两容器是等效体系，平衡时两容器中各组分的浓度相同；若提高相同的温度，甲、乙两体系平衡移动的情况相同；若向甲中加入一定量的He，平衡不移动；若向甲中加0.1 mol H2和向乙中加0.1 mol I2，甲、乙两体系平衡移动的效果相同；而降低甲的温度会使平衡向正向移动，HI的平衡浓度增大。4
9、A将选项中的各种配比全部转化为起始时A和B的物质的量并与题给平衡进行对比分析：2A(g)B(g)3C(g)已知 2 2 0 a% 0 a% 2 1 0 a% 0 1时，必然A的体积分数增加，(A)a%，如选项、；当n(A)n(B)1时，B的体积分数增加，(A)m，B选项正确。3D由题意可知，是在恒温、恒容下的等效平衡，应满足投料相等，利用极限转化法可将各项中物质转化成第一种情况中NH3的物质的量来比较：A.1 mol NH33 mol H2；B.2 mol NH31 mol N2；C.2 mol NH31 mol N2；D.2 mol NH3，故答案为D。4C5C这是一道关于在恒温、恒容条件下
10、的等效平衡问题，应该包括两种情况。若x等于3，则这一反应是一个前后气体体积不变的类型，因此只要满足第二种投料方式中按化学计量数换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量之比与第一种投料方式相等即可达到等效平衡。若x不等于3，则须满足第二种投料方式中通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量与第一种投料方式完全相同，才能使两平衡等效。6C由于压强改变对平衡移动无影响，故平衡后A的体积分数只与起始加入的A、B物质的量之比有关。假设反应都向逆反应进行到底，按四种配比加入起始物质，可等效转换成起始加入A、B的物质的量之比为：An(A)n(B)21Bn(A)n(B)21Cn(A)n
11、(B)12Dn(A)n(B)11平衡后A的体积分数为a%时，起始加入的A、B物质的量之比为11。若平衡后A的体积分数小于a%，则起始加入A、B的物质的量之比应小于11。点拨等效平衡问题一般涉及的是气体参加的反应。解决问题时同学们容易出现下面两个错误：(1)忽略了反应条件对等效平衡的限制作用。(2)不注意反应类型的特殊性，即等体积反应和非等体积反应的等效平衡建立的限制条件是不同的。7B采用“一边倒”的方法知甲、乙是两个相同的装置，且甲中生成的NH3与乙中分解的NH3的和为2 mol，则B项正确；此时c1c2，121。而丙中加入的NH3是乙中的两倍，开始时c32c2，但丙中压强亦是乙中的两倍，增大
12、压强，平衡正向移动，则平衡时2c1p3，A、C错误；增大压强，不利于NH3的分解，则23，故131，D错误。8(1)2s(2)39(3)0.30.3解析本题为恒温、恒压条件下达成等效平衡的问题，必须按照恒温、恒压等比例的规律进行求算，即把所加入的物质进行换算，如换算为N2、H2的物质的量后只要再符合即符合题意。具体计算可参考下列方法进行。N2(g)3H2(g)高温、高压催化剂2NH3(g)初始： m n p换算： m np 0(1)m0，n0，p4得：m2，np6，n(N2)、n(H2)均为已知的2倍，所以平衡时，n(NH3)2s mol。(2)平衡时n(NH3)3s mol，n(N2)、n(
13、H2)均为已知的3倍，则有：m3，np9，代入p0，得：m3，n9。(3)平衡时n(NH3)0.25s mol，n(N2)、n(H2)均为已知的0.25倍，则有：m，np，代入m0.1，得p0.3，n0.3。9(1)6 mol(2)1.25 mol4.5 mol解析初始加入物质(换算成A、B)的物质的量必须与原来的加入量相等，即为4 mol A和5 mol B。4A(g)5B(g)6C(g)初始：ab c换算：ab 0 mol加入物质应满足条件：ac4 mol式bc5 mol式(1)a0 mol，b0 mol代入式得c6 mol。(2)a1 mol，代入、式得b1.25 mol，c4.5 mol。8