等效平衡(教學(xué)設(shè)計(jì))-2017屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)

1、第七章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡課題第六課時等效平衡復(fù)習(xí)目標(biāo)（ 1）理解等效平衡原理。（ 2）掌握等效平衡的規(guī)律。（ 3）能夠應(yīng)用等效平衡原理解決實(shí)際問題。教學(xué)重點(diǎn)等效平衡的原理及規(guī)律教學(xué)難點(diǎn)應(yīng)用等效平衡原理解決實(shí)際問題教學(xué)過程【知識精講】1、等效平衡（ 1）等效平衡的含義相同條件下， 同一可逆反應(yīng)體系，不管從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，在達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時，同種物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(或體積分?jǐn)?shù) ) 相同，這樣的化學(xué)平衡互稱為等效平衡。也就是所謂的等效平衡原理。如恒溫恒容下，可逆反應(yīng)：2SO2O22SO32 mol1 mol0 mol0 mol0 mol2 mol0.5 mol0.25 mol1.

2、5 mol從正反應(yīng)開始，從逆反應(yīng)開始，從正逆反應(yīng)同時開始，由于、三種情況如果按方程式的系數(shù)關(guān)系折算成同一方向的反應(yīng)物，對應(yīng)各組分的物質(zhì)的量均相等（如將、折算為），因此三者為等效平衡（ 2）等效平衡的原理同一可逆反應(yīng)，當(dāng)外界條件一定時，反應(yīng)無論從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，最后都能達(dá)到平衡狀態(tài)。其中平衡混合物中各物質(zhì)的含量相同。由于化學(xué)平衡狀態(tài)與條件有關(guān)，而與建立平衡的途徑無關(guān)。因而，同一可逆反應(yīng)，從不同的狀態(tài)開始，只要達(dá)到平衡時條件(溫度、濃度、壓強(qiáng)等 )完全相同，則可形成等效平衡。我們所說的 “等效平衡 ”與 “完全相同的平衡狀態(tài)”不同； “完全相同的平衡狀態(tài)”在達(dá)到平衡狀態(tài)時，任何組分的

3、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（或體積分?jǐn)?shù)）對應(yīng)相等，并且反應(yīng)的速率等也相同；而“等效平衡 ”只要求平衡混合物中各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（或體積分?jǐn)?shù)）對應(yīng)相同，反應(yīng)的速率、壓強(qiáng)等可以不同。（ 3）等效平衡的分類在等效平衡中比較常見并且重要的類型主要有以下幾種：定溫、定容條件下的等效平衡：A 、化學(xué)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的等效平衡。B 、化學(xué)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的等效平衡。定溫、定壓條件下的等效平衡。（ 4）等效平衡的規(guī)律我們常采用 “等價轉(zhuǎn)換 ”的方法，分析和解決等效平衡問題。在定溫、定容條件下，對于化學(xué)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的可逆反應(yīng)，只改變起始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，如果通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成化學(xué)方程

4、式的同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同，則兩平衡等效。例如：在恒溫恒容的兩個相同容器中，在一容器中投入1molN 2 、 3molH 2，在另一容器中投入2mol NH3 ，平衡時兩容器中NH 3 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等。在定溫、定容條件下，對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，只要反應(yīng)物（或生成物）的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則兩平衡等效。例如：在恒溫恒壓條件下的兩個容器中，在一容器中投入2.5mol N2 、 5mol H2，在另一容器中投入5mol N2、 10mol H2，平衡時兩容器中NH 3 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等。在定溫、定壓條件下，改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成化學(xué)方程

5、式的同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，達(dá)到平衡狀態(tài)后與原平衡等效。例如：在恒溫恒壓條件下的兩個容器中，發(fā)生反應(yīng)CO(g) H 2O(g)CO2(g) H 2(g)，在一容器中投入 1mol CO 、 1mol H 2O，在另一容器中投入2mol CO 、 2mol H 2O，平衡時兩容器中 CO 與 H2 O 的體積分?jǐn)?shù)相等?！咎貏e提醒】 運(yùn)用等效平衡原理解題的關(guān)鍵準(zhǔn)確判斷出兩狀態(tài)為等效平衡狀態(tài)。分清是恒溫、恒容條件下的等效平衡還是恒溫、恒壓下的等效平衡。2、等效平衡的應(yīng)用對于有氣體參加的可逆反應(yīng)，在恒溫條件下，涉及容積、壓強(qiáng)及平衡移動方向判斷的問題時，可設(shè)計(jì)一些等效平衡的中間狀態(tài)來求解，

6、利用這些等效的過渡平衡狀態(tài)來分析，能降低思維難度，具有變難為易、變抽象為直觀的作用。3、分析等效平衡問題的方法步驟（ 1）判斷等效平衡的類型 等溫等容還是等溫等壓。（ 2）進(jìn)行等效轉(zhuǎn)化 邊倒法，即按照反應(yīng)方程式的計(jì)量數(shù)之比轉(zhuǎn)化到同一邊的量，與題干所給起始投料情況比較。解等效平衡的題，有一種基本的解題方法 極限轉(zhuǎn)換法。由于等效平衡的建立與途徑無關(guān)，不論反應(yīng)時如何投料，都可以考慮成只加入反應(yīng)物的“等效 ”情況。所以在解題時，可以將所加的物質(zhì)“一邊倒 ”轉(zhuǎn)化為起始物質(zhì)時，只要滿足其物質(zhì)的量或物質(zhì)的量的比與開始時起始物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量的比相等，即為等效平衡。但是，要區(qū)分“物質(zhì)的量相等”或 “物質(zhì)

7、的量成比例 ”的情況，必須事先判斷等效平衡的類型。有了等效平衡類型和條件的判斷，就可以采用這種 “一邊倒 ”的極限轉(zhuǎn)換法列關(guān)系式了?！痉椒ňv】1、 “中間態(tài) ”法構(gòu)建等效平衡（ 1）構(gòu)建等溫等容平衡思維模式新平衡狀態(tài)可認(rèn)為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)。（ 2）構(gòu)建等溫等壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)為例，見圖示)新平衡狀態(tài)可以認(rèn)為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加，壓強(qiáng)不變，平衡不移動。2、等效平衡判斷“四步曲 ”第一步：看，觀察可逆反應(yīng)特點(diǎn) (物質(zhì)狀態(tài)、氣體分子數(shù) )，判斷反應(yīng)是前后等氣體分子數(shù)的可逆反應(yīng)還是反應(yīng)前后不等氣體分子數(shù)的可逆反應(yīng)；第二步：挖，挖掘題目條

8、件，區(qū)分恒溫恒容和恒溫恒壓，注意密閉容器不等于恒容容器；第三步：倒，采用一邊倒法，將起始物質(zhì)轉(zhuǎn)化成一邊的物質(zhì)；第四步：聯(lián)，聯(lián)系等效平衡判斷依據(jù)，結(jié)合題目條件判斷是否達(dá)到等效平衡。【典例精講】【例 1】在恒溫、恒容下，發(fā)生如下反應(yīng)：2A(g ） +2B(g ）C(g） +3D(g ），現(xiàn)從兩條途徑分別建立平衡，途徑： A 、B 的起始濃度均為2 mol L 1 途徑 : C、D 的起始濃度分別為2 mol L1 和 6mol L1 ，以下敘述正確的是（）A 、達(dá)到平衡時，途徑I 的反應(yīng)速率等于途徑的反應(yīng)速率B 、達(dá)到平衡時，途徑I 所得混合氣體的壓強(qiáng)等于途徑所得混合氣體的壓強(qiáng)C、兩途徑最終達(dá)到平

9、衡時，體系內(nèi)各組分的百分含量相同D 、兩途徑最終達(dá)到平衡時，體系內(nèi)各組分的百分含量不相同【答案】 C【解析】 A 、因?yàn)槠胶獾慕⒑屯緩绞菬o關(guān)的，所以途徑中相當(dāng)于是A、 B 的濃度都是4mol/L ，容器容積相同，所以途徑中壓強(qiáng)大，反應(yīng)快，A 不正確； B、由于反應(yīng)前后體積不變，所以在反應(yīng)過程中壓強(qiáng)是不變的，即途徑所得混合氣體的壓強(qiáng)是途徑I 所得混合氣體的壓強(qiáng)的2 倍， B 不正確； C、反應(yīng)前后體積不變，而起始 A 和 B 的濃度之比都是1 1 的，所以在這2 種條件下所得到的平衡狀態(tài)是等效的，C 正確； D、根據(jù)以上分析可知D 錯誤。答案選C。【例 2】在容積相同的兩密閉容器A 和 B 中

10、，保持溫度為423K ，同時向A 、 B 中分別加人a mol 及 b mol碘化氫 (a b)，待反應(yīng) 2HI(g)I 2(g)+H 2(g) 達(dá)平衡后， 下列說法正確的是（）A 從反應(yīng)開始到建立平衡所需時間：tA tBB 平衡時I2 的濃度： c(I 2) A=c(I 2)BC平衡時碘蒸氣在混合氣體中的百分含量：A 容器大于B 容器D 平衡時 HI 的分解率： =AB【答案】 D【解析】 A 容器中A 中反應(yīng)物的濃度大，反應(yīng)速率大，達(dá)平衡需要的時間少，t(A) t(B) ，錯誤；B由于二者是等效平衡，所以A 容器中各物質(zhì)的濃度比B 容器中各物質(zhì)的濃度大，錯誤；C對于反應(yīng)前后氣體體積相等的反

11、應(yīng)，增大HI 的濃度，化學(xué)平衡不發(fā)生運(yùn)動，物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率不變，平衡時個組分的含量不變， 所以平衡時碘蒸氣在混合氣體中的百分含量是相同的，錯誤； D兩容器中平衡是等效平衡，因此 HI 的分解率相同，正確?！究碱}精練】1已知 H2(g)+I 2(g)2HI(g)H0，有相同容積的定容密封容器甲和乙，甲中加入H2 和 I 2 各 0.2 mol ，乙中加入 HI0.4 mol ，相同溫度下分別達(dá)到平衡。欲使甲中HI 的平衡濃度大于乙中HI 的平衡濃度，應(yīng)采取的措施是（）A 甲、乙提高相同溫度B甲降低溫度，乙不變C甲中加入0.2 mol He，乙不改變D甲增加0.2 mol H 2，乙增加0.2 mol

12、 I2【答案】B【解析】 相同容積的定容密封容器甲和乙，甲中加入H2 和 I2 各 0.2mol ，乙中加入 HI0.4mol ，此時甲和乙建立的平衡是等效的。A 甲、乙提高相同溫度，平衡均逆向移動，HI 的平衡濃度均減小，錯誤；B甲降低溫度，平衡正向移動，甲中HI 的平衡濃度增大，乙不變，正確；C甲中加人0.2molHe ，在定容密封容器中，平衡不會移動，錯誤；D 甲中增加0.2molH 2 ，乙增加0.2molI 2 ，結(jié)果還是等效的，錯誤。2在一個1L的密閉容器中，加入2molA和 1molB ，發(fā)生下述反應(yīng)：2A(g) + B(g)3C(g) + D(s)，達(dá)到平衡時，C 的濃度為1.

13、2mol/L ，維持容器的體積和溫度不變，按下列配比作為起始物質(zhì)，達(dá)到平衡后，C 的濃度還是1.2mol/L的是（）A 1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.1mol DB 3mol C+ 0.5mol DC 2mol A+1mol B+1molDD 0.5mol A+0.25mol B+2.25mol C【答案】C【解析】反應(yīng)2A(g) + B(g)3C(g) + D(s)，D為固體，D 的量不影響平衡；在恒溫恒容下，不同途徑達(dá)到平衡后， C 的濃度仍為1.2mol/L ，說明與原平衡為等效平衡，按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到方程式的左邊，只要滿足n（ A ） =2mol ， n（B ） =1mol即可，據(jù)此進(jìn)行分析。A 根據(jù)等效平衡理論，D 的物質(zhì)的量應(yīng)該加入1mol，即開始加入1mol A+0.5mol B+1.5mol C+1mol D，才與加入2molA和1molB達(dá)平衡的平衡為等效平衡，A 項(xiàng)錯誤；B根據(jù)上述分析，開始加入3molC