2022年等效平衡专题讲座.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思 等效平稳专题讲座2022-11-22 合肥高升学校等效平稳问题是指利用等效平稳 相同平稳或相像平稳 来进行的有关判定和运算问题,即利用与某一平稳状态等效的 过渡平稳状态 相同平稳 进行有关问题的分析、判定,或利用相像平稳的相像原理进行有关量的运算；所以等效平稳 也是一种思维分析方式和解题方法；这种方法往往用在相像平稳的运算中；等效平稳 概念是解题的基石；只有深化懂得概念的内涵和外延,才能在解题中触类旁通,游刃有余；人教版教材对等效平衡概念是这样表述的：“试验证明 ,假如不是从CO 和 H 2Og开头反应

2、,而是各取 0.01molCO 2 和 0.01molH 2,以相同的条件进行反应 ,生成 CO 和 H2Og,当达到化学平稳状态时,反应混合物里CO、H2Og、CO 2、H2各为 0.005mol,其组成与前者完全相同（人教版教材其次册 必修加选修 第 38 页第四段）； ”这段文字说明白,化学平稳状态的达到与化学反应途 径无关；即在相同的条件下 ,可逆反应无论从正反应开头仍是从逆反应开头,仍是从既有反应物又有生成物开头,达到 的化学平稳状态是相同的,平稳混合物中各组成物质的百分含量保持不变,也就是等效平稳；由上表达可知,相同平稳、相像平稳和等效平稳是不同的,相同平稳是指有关同一平稳状态的一

3、类运算,相像平稳是指几个不同但有着比值关系的平稳的一类运算,而等效平稳就是利用平稳等效来解题的一种思维方式和解题方法；条件建立相同平稳或相像平稳与外界条件有关,一是恒温恒容,二是恒温恒压；在恒温、恒容下（方程式前后系数之比不同时）只要能使各物质的初始物质的量分别相等,就可以建立相同平稳；两个平 衡的全部对应平稳量 包括正逆反应速率、各组分的物质的量分数、物质的量浓度、气体体积分数、质量分数 等 完全相等；只要能使各物质初始物质的量之比相等就可以建立相像平稳；即两平稳的（方程式前后系数之比相同时 关系是相等关系；两平稳中各组分的物质的量分数、气体体积分数、质量分数、各反应物的转化率等对应相等；而

4、两平稳中的正逆反应速率、各组分平稳时的物质的量及物质的量浓度等对应成比例；在恒温、恒压下 只要使各物质初始浓度对应成比例即可建立相像平稳；即两平稳的关系是相像关系；两平稳中各组分平稳 时的物质的量浓度、物质的量分数、气体体积分数、质量分数、各反应物的转化率等对应相等；两平稳中正与正,逆与逆速率各自对应成比例；而两平稳中各物质平稳时的物质的量反应容器的体积等对应成比例；如实在无法懂得就可以借助抱负气体状态方程考虑PV=nRT P：压强V ：体积n：物质的量R：普适常量T：热力学温度等效平稳状态的分类和判定：（ 1）恒温恒容下,转变起始加入物质的物质的量,如通过可逆反应的化学计量数换算成同一半边的

5、物质 的物质的量与原平稳相等,就达平稳后与原平稳等效（ 2）恒温恒容下,对于反应前后都是气体且物质的量相等的可逆反应,只要反应物（或生成物）的物质 的量的之比与原平稳相同,两平稳等效（ 3）恒温恒压下,转变起始加入物质的物质的量,只要按化学计量数,换算成同一半边的物质的物质的 量之比与原平稳相同,就达平稳后与原平稳等效 留意事项 : 1、平稳等效,转化率不肯定相同 如是从不同方向建立的等效平稳,物质的转化率肯定不同；如在某温度下的密闭定容容器中发生反应2Mg+ Ng=2Eg,如起始时充入2molE ,达到平稳时气体的压强比起始时增大了20% ,就 E 的转化率是40% ；如开头时充入2molM

6、和 1molN ,达到平稳后,M 的转化率是60% ；第 1 页,共 5 页名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思如是从一个方向建立的等效平稳,物质的转化率相同；如恒温恒压容器中发生反应 2Eg =2Mg+ Ng,如起始时充入 2molE ,达到平稳时 M 的物质的量为 0.8mol ,就 E 的转化率是 40% ；如开头时充入 4molE ,达到平稳后 M 的物质的量为 1.6mol ,就 E 的转化率仍为 40% ；2、平稳等效,各组分的物质的量不肯定相同原料一边倒后,对应量与起始量相等的等效平稳,平

7、稳时各组分的物质的量相等；原料一边倒后,对应量与起始量不相等它们的比不等于1的等效平稳,平稳时各组分的物质的量不相等,但各组分的物质的量分数相等；等效平稳问题由于其涵盖的学问丰富,考察方式敏捷,对思维才能的要求高,始终是同学们在学习和复习“ 化学平稳 ” 这一部分内容时最大的难点；近年来,沉静了多年的等效平稳问题在高考中再度升温,成为考察学生综合思维才能的重点内容,这一特点在20XX 年和 20XX年各地的高考题中表达得尤为明显；许多同学们在接触到这一问题时,往往有一种惧怕感,信心不足,未战先退；实际上,只要将等效平稳概念懂得清晰,加以深化的讨论,完全可以找到屡试不爽的解题方法；等效平稳问题的

8、解答,关键在于判定题设条件是否是等效平稳状态,以及是哪种等效平稳状态；要对以上问题进行精确的判定,就需要牢牢把握概念的实质,仔细辨析；明确了各种条件下达到等效平稳的条件,利用极限法进行转换,等效平稳问题就能迎刃而解了；一概念辨析概念是解题的基石；只有深化懂得概念的内涵和外延,才能在解题中触类旁通,游刃有余；人教版教材对等效平稳概念是这样表述的：“ 试验证明 ,假如不是从 CO 和 H 2Og 开头反应 ,而是各取 0.01molCO 2和 0.01molH 2,以相同的条件进行反应 ,生成 CO 和 H2Og, 当达到化学平稳状态时,反应混合物里 CO、H 2Og 、CO 2、H2各为0.00

9、5mol, 其组成与前者完全相同（人教版教材其次册 必修加选修 第 38 页第四段）；” 这段文字说明白,化学平稳状态的达到与化学反应途径无关；即在相同的条件下,可逆反应无论从正反应开头仍是从逆反应开头,仍是从既有反应物又有生成物开头,达到的化学平稳状态是相同的,平稳混合物中各组成物质的百分含量保持不 变,也就是等效平稳；等效平稳的内涵是,在肯定条件下（等温等容或等温等压）,只是起始加入情形不同的同一可逆反应达到 平稳后,任何相同组分的质量分数（或体积分数）都相同,这样的平稳互为等效平稳；分类等效平稳的外延是它的分类,即不同类型的等效平稳以及其前提条件,这在详细的解题过程中有更广泛的 应用；等

10、效平稳可分为三种类型：I 类：恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说（即物质起始投料的物质的量与原平稳起始态相同；II 类：恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应来说（即应物（或生成物）的物质的量的比例与原平稳起始态相同,两平稳等效；V 0 的体系）：等价转化后,对应各 V=0 的体系）：等价转化后,只要反III 类：恒温恒压下对于气体体系等效转化后,只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平稳起始态相同,两平稳等效；不同条件下的等效平稳1. 对于一般可逆反应,在恒温、恒容条件下建立平稳,转变起始时加入物质的物质的量,假如能够按化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量与原平稳

11、相同,就两平稳等效；如：按以下三条途径,在恒温、恒容下建立的平稳等效3H 2g+N 2g=2NH 3g 3mol 1mol 0 0 0 2mol a b c 中,应满意：b+c/2=1,a+3c/2=3；例 1.一可逆反应：2Ag+3Bg=x Cg+4Dg,如按以下两种配比,在同温、同体积的密闭容器中进行反应；有（ 1） 0.8mol A , 1.2mol B , 1.2mol C , 2.4mol D （ 2） 1.4mol A , 2.1mol B , 0.6mol C , 1.2mol D 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 5 页精选学习资料 - - - - - -

12、 - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思达到平稳后,C 的质量分数相同,就 x 的值为（）A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 解析：由于在等温、等容下平稳时,C 的质量分数相同,就属于同一平稳状态,变化的 A 、B、C、D 的物质的量之比为：0.6 0.9 0.6 1.2=2 3 2 4；应选 B 项；2. 在恒温、恒压下,转变起始时加入物质的物质的量,只要按化学方程式系数比换算成同一半边物质的物质的量之比与原平稳相同,两平稳等效；如：按以下三条途径建立的平稳为等效平稳3H 2g+N 2g=2NH 3g 3mol 1 mol 0mol 0mol 0mol 2mol 3nmol

13、nmol xx 0mol小结：如恒温、恒容,就3n+3x/2=3, n+x/2=1；如恒温、恒压,就3n+3x/2 ： n+x/2=3 ： 1 即可；例 2. 在恒温、恒压下,有以下气体反应分别从两条途径进行2Ag+2Bg=Cg+3Dg 2mol 2mol 0 0 0 0 2mol 6mol 以下表达正确选项（）A. 、两条途径最终达到平稳时,体系内混合气体的百分组成相同；B. 、两条途径最终达到平稳时,体系内混合气体的百分组成不同；C. 达到平稳时,途径所用的时间与途径所用的时间相同D. 达到平稳时,途径混合气体密度等于途径混合气体的密度解析：因反应前后气体体积不变,压强对该平稳无影响,途径

14、、为等效平稳,应选 A 、D 项；3. 在恒温、恒容下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,只要反应物（或生成物）的物质的量比例与原平稳的相同,两平稳就是等效平稳；（相当于恒温、恒压下的等效平稳,缘由是平稳不受压强影响）；例 3. 在两个密闭容器内,保持温度为423K ,同时向A 、 B 两容器中分别加入a mol 、 b mol HI ,待反应2HIg=H2g+I 2g 达到平稳后,以下说法正确选项（）A. 从反应开头到达到平稳所需时间tAtB B. 平稳时I 2 浓度 cI 2A=cI2B C. 平稳时I 2 蒸气在混合气体中体积分数A%B% D. HI 的平稳分解率相等解析：等温下,该

15、反应前后系数不变,平稳不受压强影响,选 D 项；A 、 B 两容器中的平稳可视为等效平稳,故应例 4. 某恒温、恒容的密闭容器充入 3mol A 和 2mol B ,反应 3Ag+2Bg=xCg+yDg 达到平稳时 C 的体积分数为 m%；如将 0.6mol A , 0.4mol B ,4mol C ,0.8mol D 作为起始物充入,同温同容下达到平稳时 C 的体积分数仍为 m%,就 x=_ , y=_ ；解析：同温同容下达到平稳时 C 的体积分数仍为 m%,就两平稳为等效平稳,因而有3Ag+2Bg=x Cg+y Dg 3mol 2mol 0 0 0.6mol 0.4mol 4mol 0.8

16、mol 所以有：0.6+3 4/x=3,0.6+30.8/y=3 ；解得： x=5 , y=1 ；解析 2：恒温恒容一边倒完全相同1： 3 2 0 0 2： 0.6 0.4 4 0.8 名师归纳总结 4/x*3+0.6=0.8/y*2+0.4=2 解出X=5 Y=1 第 3 页,共 5 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思等效平稳序条平稳条件换算结果举例2SO3g 号件不论装入各反应物的起始各 物 质 的 物 质 的 量 浓2SO2g + O2g 1 定量是多少,只要各物质的度、各物质的分数；各1mol 起始量按化

17、学计量数换算反应物的转化率；气体4mol 2mol 温成与原平稳起始或平稳 的密度；气体的平均摩6mol 3mol 定时相同的物质,且各物质尔质量等均相同,但是压的起始量之比与原平稳相各物质的物质的量不一3mol 1.5mol 等或相当,就会达到等效定相同,对应量应当成nmol 平稳；正比关系；不论装入各反应物的起始各 物 质 的 物 质 的 量 浓2SO2g + O2g 2SO3g 2 定温量是多少,只要各物质的度、各物质的分数；各2mol 1mol 起始量按化学计量数换算反应物的转化率；气体成与原平稳起始或平稳 2mol 的密度；气体的平均摩时相同的物质,且这些物尔质量等均相同,各物质的物

18、质的量与原平稳相质的物质的量都肯定相等,就达平稳后与原平稳定容同,对应量应当相等；1.6mol 0.8mol 0.4mol 等效；达到上述等效平稳时,等效的物理量最多,几乎是全等了, 于是,有的教辅书将其称为“ 等同平稳 ” ,应当指出的是, “ 等同平稳 ”的说法是不妥当的；比如不同的投料方式,放出的热量就不同；如上述3 计量的平稳 2SO2g+O 2g 2SO 3g中,是放出热量,是吸取热量,无论是吸热仍是放热都与不同,所以说“ 完全等同 ”是不合理的；在定温情形下恒容或恒当温度肯定时,不论装H 2g + I2g 2HIg 压 ,转变起始时加入物质入各反应物的起始量是3mol 3mol 的

19、物质的量,如按化学计多少,只要各物质的起量数换算成与原平稳相同始量按化学计量数换算1mol 1mol 的物质,且这些物质的物成与 原平稳起始 或 平系数质的量之比或值 与原平衡 时相同的物质,且各nmol 之和衡相同,就达平稳后与原物质的物质的量之比与相等平稳等效；原平稳相等或相当1mol 1mol amol 对于 H 2g+I 2g 2HIg来说,在等温恒容条件下,起始时将 3molH 2 和 3molI 2;1mol H 2 和 1mol I 2nmol HI, 1mol H2和 1mol I2和 amol HI 等分别放入密闭容器中,达到平稳时,混合气体中的 HIg 百分含量均相等,此时

20、,达平稳时各物质的转化率也是相等的,平稳时各物质的物质 的量浓度虽然不等,但成正比关系,此时,气体的密度也是正比关系；热量的变化应不相同；序条平稳条件换算结果第 4 页,共 5 页号件名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 读书之法 ,在循序而渐进 ,熟读而精思1 定温不论装入各反应物的起始量是多少,只要各物质的起各物质的物质的量浓度、各物质的分数；第 5 页,共 5 页各反应物的转化率；气体的密度； 气体的始量按化学计量数换算成与原平稳起始或平稳 时相平均摩尔质量等均相同,但是各物质的物定压同的物质,且各物质的起始量之比与原平稳相等或相质的量

21、不肯定相同,对应量应当成正比关当,就会达到等效平稳；系；2 定温不论装入各反应物的起始量是多少,只要各物质的起各物质的物质的量浓度、各物质的分数；始量按化学计量数换算成与原平稳起始或平稳 时相各反应物的转化率；气体的密度； 气体的定容同的物质,这些物质的物质的量与原平稳相等,就达平均摩尔质量等均相同,各物质的物质的平稳后与原平稳等效；量都肯定相同,对应量应当相等；3 计量定温定压在定温情形下 恒容或恒压 ,转变起始当温度肯定时, 不论装入各反应物的起始时加入物质的物质的量,如按化学计量量是多少, 只要各物质的起始量按化学计系数数换算成与原平稳相同的物质,且这些量数换算成与原平稳起始或平稳 时相同之和定温定容物质的物质的量之比或值 与原平稳相的物质, 且各物质的物质的量之比与原平相等名师归纳总结 同,就达平稳后与原平稳等效；衡相等或相当- - - - - - -