12等效平衡.doc

精练精评 预习指导作业疑难 解题要点检测准备 预习指导错率统计 讲评方案巩固准备 学教心得吕四中学2011-2012学年度第二学期一体化教学案 WWW.J Emil: 班级 姓名 学号2012级高二化学学案（12）【学习课题】等效平衡【学习目标】知识与技能：理解等效平衡的含义。过程与方法：1自主学习，培养学生自学的能力。2通过比较、分析、归纳、总结，提高学生的理解能力。情感态度与价值观：通过等效平衡的学习，加深理解“透过现象看本质”的道理。【自主学习】1、在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：t 7008008301 0001 200K1.72.6回答下列问题：(1)该反应的化学平衡常数表达式为K_。(2)该反应为_反应(选填“吸热”、“放热”)。(3)能判断该反应是否已达到化学平衡状态的依据是_。A容器中压强不变 B混合气体中c(CO)不变Cv正(H2)v逆(H2O) Dc(CO2)c(CO)(4)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)，试判断此时的温度为 。【合作探究】【知识点一】等效平衡：1.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，任何相同组分的百分含量(体积分数、物质的量分数等)均相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。2概念的理解：(1)只要是等效平衡，平衡时同一物质的百分含量(体积分数、物质的量分数等)一定相同。(2)外界条件相同：通常可以是恒温恒容；恒温恒压。(3)平衡状态只与始态有关，而与途径无关，如：无论反应从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始；投料是一次还是分成几次；反应容器是经过扩大缩小还是缩小扩大的过程，在比较时都运用“一边倒”的方法回到起始的状态进行比较。【知识点二】等效平衡的分类与规律：1恒温恒容条件下的等效平衡：第一类：恒温恒容时，对于反应物前后气体分子数不等的可逆反应，只改变起始物质的加入情况，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质，其平衡物质的量与原平衡相同(即：“一边倒”)，简称为“恒温恒容量相等”。例如：2SO2O2 2SO3a 2mol1mol 0molb. 0 0 2molc. 0.5mol 0.25mol 1.5mola从正反应开始b从逆反应开始c正逆反应同时开始上述三种配比，按方程式的计量关系均转化为反应物的物质的量，则b和c SO2均为2mol 、O2均为1mol，三者建立的平衡状态完全相同。【例1】在一定温度下，把2 mol SO2和1 mol O2通入一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO2O2 2SO3，当此反应进行到一定程度时，反应混和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完全相同，请填写下列空白：(1)若a0，b0，则c 。(2)若a0.5，b 和c 。(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(请用两个式子表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c)： 。【巩固练习】1一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g)B(g) 3C(g)D(g)，若反应开始时充入2 mol A和1 mol B，达到平衡时C的浓度为 a molL1。若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为a molL1的是()A4 mol A2 mol BB2 mol A1 mol B3 mol C1 mol D C3 mol C1 mol D1 mol BD3 mol C1 mol D第二类：恒温恒容时，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，不同的投料方式，如果根据化学方程式中化学计量数比换算成同一边物质时，只要反应物(或生成物)中各组分的物质的量的比例相同，即互为等效平衡。平衡时各组分的百分含量相同，但各组分的浓度不一定相同。例如：H2(g)I2(g)2HI(g)a 1mol 1mol 0molb. 0 0 3molc. 2mol 2mol 1molb、c配比经转化后，都满足n(H2):n(I2)1:1，则a、b、c互为等效平衡。【例2】在一个固定容积的密闭容器中，保持一定温度进行以下反应：H2(g)Br2(g)2HBr(g)，已知加入1 mol H2和2 mol Br2时，达到平衡后生成a mol HBr(见表已知项)在相同条件下，且保持平衡时各组分的体积分数不变，对下列编号的状态，填写表中的空白。编号起始状态/ mol平衡时HBr的物质的量/ molH2Br2HBr已知120a(1)240(2)10.5a(3)mn(n2m)【巩固练习】2一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g)B(g) 3C(g) ，若反应开始时充入2 mol A和2 mol B，达平衡后A的体积分数为a%。其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a%的是()A2 mol CB2 mol A、1 mol B和1 mol He(不参加反应)C1 mol B和1 mol CD2 mol A、3 mol B和3 mol C3可逆反应A(g)B(g)2C(g)在固定容积的容器中进行，如果向容器中充入1mol A和1mol B，在某温度下达到平衡时，C的体积分数为m%；若向容器中充入1mol C，在同样的温度下达到平衡时，C的体积分数为n%，则m和n的关系正确的是()AmnBm丙甲 B乙丁甲丙 C丁乙丙甲 D丁丙乙甲6恒温恒压下，在2 mol N2和6 mol H2反应达到平衡的体系中，通入1 mol 的N2和3 mol 的H2，下列说法正确的是 ()A平衡向正方向移动，N2的体积分数增大B平衡向正方向移动，N2的转化率减少C达到新平衡后，NH3的物质的量浓度不变D达到新平衡后，NH3的物质的量是原平衡的1.5 倍7在一个固定体积的密闭容器中，加入2mol A和1mol B发生反应：2A(g)B(g)3C(g)D(g)，达到平衡时，C的百分含量为a。(1)若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为a的是_。A4mol A2mol B B2mol A1mol B3mol C1mol D C3mol A1mol B D3mol C1mol DE1mol A0.5mol B1.5mol C0.5mol D(2)若将题中“维持容器体积和温度不变”改为“维持容器压强和温度不变”，则C的百分含量为a的是_。(3)若将可逆反应中D(g)改为D(s)，则C的百分含量为a的是_。【规律总结】等效类型条件恒温、恒容恒温、恒容恒温、恒压起始投料换算为方程式同一边物质，其“量”相同换算为方程式同一边物质，其“量”符合同一比例换算为方程式同一边物质，其“量”符合同一比例对反应的要求反应前、后气体体积不相等反应前、后气体体积相等任何可逆反应平衡特点质量分数(w%)相同相同相同浓度(c)相同成比例相同(气体)物质的量(n)相同成比例成比例质量(m)相同成比例成比例分子数(N)相同成比例成比例等效情况相同相同相同“等效平衡”的有关规律比较繁琐，准确掌握的关键是：(1)看可逆反应建立平衡的条件，如：恒温恒容、恒温恒压等；(2)看该条件下的可逆反应特点，如：反应前后气体分子数有无变化、正反应是吸热反应还是放热反应等；(3)看等效平衡的要求，如：平衡浓度相等，还是平衡混合物中某物质的体积、物质的量的百分含量不变等；(4)看投料方式与化学计量数是否一致，是投料相同，还是投料比相同。【知识点三】关于化学平衡移动的题型：反应物用量的影响(1)若反应物只有一种，如aA(g) bB(g)cC(g)，增加A的量，A的浓度增大，平衡正向移动，此种情况等效于加压，A的转化率与气态物质的化学计量数有关：(2)若反应物不止一种，如：aA(g)bB(g) cC(g)dD(g)。若只增加A的量，平衡向正反应方向移动，则A的转化率减小，B的转化率增大。若只减小A的量，平衡向逆反应方向移动，则B的转化率减小。若反应物A、B的物质的量同倍数的增加，平衡向正反应方向移动，此种情况等效于加压，反应物的转化率与气态物质的化学计量数有关：【例4】某温度下，在固定容积的容器中，可逆反应A(气)3B(气) 2C(气)达到平衡。测得平衡时物质的量之比为A B C2 21。保持温度不变，以2 2 1的体积比再充入A、B、C，则()A平衡向正反应方向移动 B平衡不移动CC的百分含量增大 DC的百分含量有可能减小【巩固练习】8一定温度下，将4molPCl3和2molCl2充入容积不变的密闭容器中，在一定条件下反应：PCl3+Cl2 PCl5 ,各物质均为气态。达平衡后，PCl5为0.8mol。若此时再移走2molPCl3和1molCl2 ，相同温度下达到平衡，PCl5的物质的量为（ ） A0.8molB0.4molC0.4mol x 0.8molD 0.4mol【例5】在一密闭容器中，反应aA(气)bB(气)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增大一倍，当达到新平衡时，B的浓度是原来的60%，则()A平衡向正反应方向移动了 B物质A的转化率减小了C物质B的质量分数增加了 Dab【巩固练习】9温度一定时，在密闭容器中发生可逆反应：mA(g)nB(g) pC(g)，达到平衡后，若将混合气体的体积压缩到原来的1/2，当再次达到平衡时，C的浓度为原平衡时C的浓度的1.9倍，则下列叙述中，正确的是()A平衡向逆反应方向移动 BC气体的体积分数增大C气体A的转化率升高 Dmnb% Ba%b% Ca%b% D2a%b%【例7】体积相同的甲、乙两个容器中，分别充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：2SO2O2 2SO3并达到平衡。在这个过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p%，则乙容器中SO2的转化率()。A等于p% B大于p% C小于p% D无法判断【巩固练习】13将H2(g)和Br2(g)充入恒容密闭容器，恒温下发生反应H2(g)Br2(g) 2HBr(g)Hb Bab Ca2p乙BSO3的质量m：m甲m丙2m乙Cc(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2在密闭容器中发生反应：aA(g)cC(g)dD(g)反应达平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.8倍。下列叙述正确的是()AA的转化率变大 B平衡向正反应方向移动CD的体积分数变大 Daw BvnBm丙甲 B乙丁甲丙 C丁乙丙甲 D丁丙乙甲【解析】解题时应注意该反应及反应的特点，即反应前后气体体积不变，同时要明确等效平衡的条件。把丙中amol CO和amol H2O按化学计量数转成CO2和H2也分别为amol，则甲与丙是等量等效，则达平衡时，n(CO)应相等；把丁中amol CO和amol H2O按化学计量数转成CO2和H2，则起始时丁中CO2为2amol，H2为amol，则与乙等量等效，到达平衡时n(CO)相等。乙与甲相比相当于在甲的平衡中又加入amol的CO2，导致平衡正移，则平衡时n(CO)乙n(CO)甲，故选A。6恒温恒压下，在2 mol N2和6 mol H2反应达到平衡的体系中，通入1 mol 的N2和3 mol 的H2，下列说法正确的是 ()A平衡向正方向移动，N2的体积分数增大B平衡向正方向移动，N2的转化率减少C达到新平衡后，NH3的物质的量浓度不变D达到新平衡后，NH3的物质的量是原平衡的1.5 倍解析由于温度与压强不变，通入1 mol的 N2和3 mol 的 H2，容器的体积增大，c(NH3)减少，c(N2)和c(H2)增大，所以平衡向正反应方向移动；新平衡体系的开始反应物等效于 3 mol 的 N2与9 mol 的H2，与原平衡的开始反应物是同一比例，因而新平衡状态与原平衡的状态是同一平衡状态，即达到新的平衡后，NH3的物质的量会是原平衡的1.5 倍，但其浓度并未改变。C、D两项正确。答案CD7在一个固定体积的密闭容器中，加入2mol A和1mol B发生反应：2A(g)B(g)3C(g)D(g)，达到平衡时，C的百分含量为a。(1)若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为a的是_。A4mol A2mol B B2mol A1mol B3mol C1mol D C3mol A1mol B D3mol C1mol DE1mol A0.5mol B1.5mol C0.5mol D(2)若将题中“维持容器体积和温度不变”改为“维持容器压强和温度不变”，则C的百分含量为a的是_。(3)若将可逆反应中D(g)改为D(s)，则C的百分含量为a的是_。答案：(1)DE(2)ABDE(3)ABDE点拨：恒温恒容下的非等体积反应，把加入的物质转化成起始状态形式，与起始状态时各物质的物质的量分别相同，即建立相同的平衡状态；恒温恒压下，比值相同即可建立等效的平衡状态；而等体积反应无论是恒温恒容还是恒温恒压，按方程式中化学计量数转换后，只要与起始状态各物质的比值相同即可建立等效的平衡状态。【规律总结】等效类型条件恒温、恒容恒温、恒容恒温、恒压起始投料换算为方程式同一边物质，其“量”相同换算为方程式同一边物质，其“量”符合同一比例换算为方程式同一边物质，其“量”符合同一比例对反应的要求反应前、后气体体积不相等反应前、后气体体积相等任何可逆反应平衡特点质量分数(w%)相同相同相同浓度(c)相同成比例相同(气体)物质的量(n)相同成比例成比例质量(m)相同成比例成比例分子数(N)相同成比例成比例等效情况相同相同相同“等效平衡”的有关规律比较繁琐，准确掌握的关键是：(1)看可逆反应建立平衡的条件，如：恒温恒容、恒温恒压等；(2)看该条件下的可逆反应特点，如：反应前后气体分子数有无变化、正反应是吸热反应还是放热反应等；(3)看等效平衡的要求，如：平衡浓度相等，还是平衡混合物中某物质的体积、物质的量的百分含量不变等；(4)看投料方式与化学计量数是否一致，是投料相同，还是投料比相同。【知识点三】关于化学平衡移动的题型：反应物用量的影响(1)若反应物只有一种，如aA(g) bB(g)cC(g)，增加A的量，A的浓度增大，平衡正向移动，此种情况等效于加压，A的转化率与气态物质的化学计量数有关：(2)若反应物不止一种，如：aA(g)bB(g) cC(g)dD(g)。若只增加A的量，平衡向正反应方向移动，则A的转化率减小，B的转化率增大。若只减小A的量，平衡向逆反应方向移动，则B的转化率减小。若反应物A、B的物质的量同倍数的增加，平衡向正反应方向移动，此种情况等效于加压，反应物的转化率与气态物质的化学计量数有关：【例4】某温度下，在固定容积的容器中，可逆反应A(气)3B(气) 2C(气)达到平衡。测得平衡时物质的量之比为A B C2 21。保持温度不变，以2 2 1的体积比再充入A、B、C，则()A平衡向正反应方向移动 B平衡不移动CC的百分含量增大 DC的百分含量有可能减小解析此题表面为增大浓度实为增大压强，而解题方法巧妙地应用“过程假设方法”和“等效”二字而使试题难度降低。设题中所给的反应容器的容积为V。由于再充入的气体和平衡时的气体的百分含量相同，因此我们可以认为是在一个比V大的反应容器内，在题设平衡条件下使反应达到平衡。则该平衡状态和容积为V时的平衡状态是等效的。然后把气体压缩到体积为V时，化学平衡向气体体积缩小的方向移动，即向正反应方向移动。故排除选项B、D。答案AC【巩固练习】8一定温度下，将4molPCl3和2molCl2充入容积不变的密闭容器中，在一定条件下反应：PCl3+Cl2 PCl5 ,各物质均为气态。达平衡后，PCl5为0.8mol。若此时再移走2molPCl3和1molCl2 ，相同温度下达到平衡，PCl5的物质的量为（ ） A0.8molB0.4molC0.4mol x 0.8molD 0.4mol【例5】在一密闭容器中，反应aA(气)bB(气)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增大一倍，当达到新平衡时，B的浓度是原来的60%，则()A平衡向正反应方向移动了 B物质A的转化率减小了C物质B的质量分数增加了 Dab解析在反应达平衡时，将容积增大一倍，平衡如不移动，则B的浓度为原来的50%，实际平衡移动了，且移动后B的浓度为原来的60%，这说明向生成B的方向移动了，A的转化率增大了，B质量分数增加，即正反应为体积增大的反应：ab。答案AC【巩固练习】9温度一定时，在密闭容器中发生可逆反应：mA(g)nB(g) pC(g)，达到平衡后，若将混合气体的体积压缩到原来的1/2，当再次达到平衡时，C的浓度为原平衡时C的浓度的1.9倍，则下列叙述中，正确的是()A平衡向逆反应方向移动 BC气体的体积分数增大C气体A的转化率升高 D