課題等效平衡及有關(guān)計(jì)算

1、江蘇省阜寧中學(xué)高二化學(xué)教學(xué)案No.23 課題：等效平衡及有關(guān)計(jì)算編寫(xiě)：周金金 審核：袁士成 解吉普【自學(xué)評(píng)價(jià)】1.恒溫恒容下，往一密閉容器中：通入2 mol SO2和1 mol O2，2 mol SO3。兩種情況下達(dá)到平衡時(shí)，SO3的百分含量是否相等？2.什么是等效平衡？說(shuō)出幾種常見(jiàn)的等效平衡的規(guī)律?！净?dòng)學(xué)習(xí)】問(wèn)題一 化學(xué)平衡計(jì)算的技巧例1.某合成氨廠(chǎng)合成氨的反應(yīng)中，測(cè)得合成塔入口處氣體N2、H2、NH3的體積比為6：8：1，出口處N2、H2、NH3的體積比為9：27：8，則氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為（ ）A75% B50% C25% D20%例2.反應(yīng)2A(g)B(g)+ C(g)，在一定條件下達(dá)到平

2、衡后，容器內(nèi)壓強(qiáng)增大了%，A的轉(zhuǎn)化率為2%，則的值為（ ）A1 B2 C3 D4例3.一定條件下，可逆反應(yīng)X(g)+3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z起始濃度分別為（均不為0），平衡時(shí)X、Y、Z的濃度分別為0.1mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1，則下列判斷中不合理的是（ ）A B平衡時(shí)，Y和Z的生成速率之比為CX、Y的轉(zhuǎn)化率不相等D的取值范圍為0<<0.14mol·L-1 歸納：為了減少有關(guān)平衡問(wèn)題計(jì)算上的失誤和容易得出解題思路，常用固定的解題方法 “平衡模式”法(又稱(chēng)“過(guò)渡態(tài)”法)。即在反應(yīng)方程式下，列出“三

3、量”(起始、變化、平衡)。題中缺少的量或要求的量用未知數(shù)代替，并依題意列出等式，解出結(jié)果?！岸ǚ秶眴?wèn)題可由可逆反應(yīng)的“不為零”原則確定答案。問(wèn)題二 等效平衡及其達(dá)成條件思考1可逆反應(yīng)： N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)起始物質(zhì)的量： 1 mol 3 mol 0 0 0 2 mol 0.5 mol 1.5 mol 1 mol 2 mol 6 mol 0在等溫等容時(shí)，按以上組中三種原料的起始配比反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)各對(duì)應(yīng)組分的體積分?jǐn)?shù)是否相等？ ，各對(duì)應(yīng)組分的濃度是否相等？ ，各對(duì)應(yīng)組分物質(zhì)的量是否相等？ 。若等溫等壓時(shí)，按組三種起始原料的配比反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)各對(duì)應(yīng)組分的體積分?jǐn)?shù)是否相等？

4、 ，各對(duì)應(yīng)組分的濃度是否相等？ ，各對(duì)應(yīng)組分物質(zhì)的量是否相等？ 。思考2可逆反應(yīng)： H2(g) + I2(g)2HI(g)起始物質(zhì)的量： 2 mol 1 mol 0 4 mol 2 mol 0 5 mol 2 mol 2 mol在等溫等容下，按以上組中三種原料的起始配比反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)各對(duì)應(yīng)組分的體積分?jǐn)?shù)是否相同？ ，各對(duì)應(yīng)組分的濃度是否相等？ ，各對(duì)應(yīng)組分物質(zhì)的量是否相等？ 。若等溫等壓時(shí)，按組三種原料的配比反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)各對(duì)應(yīng)組分的體積分?jǐn)?shù)是否相等？ ，各對(duì)應(yīng)組分的濃度是否相等？ ，各對(duì)應(yīng)組分物質(zhì)的量是否相等？ 。歸納：1.等效平衡的含義：在一定條件（恒溫恒容或恒溫恒壓）下，只是起始加入

5、情況不同的同一可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后，任何相同組分的百分含量（體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等）均相同，這樣的化學(xué)平衡互稱(chēng)為等效平衡。如果兩個(gè)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量濃度、物質(zhì)的量均對(duì)應(yīng)相同，這種平衡就是等同平衡。等同平衡是一種特殊的等效平衡。2.等效平衡的三種類(lèi)型及其判斷方法：等溫等容下，建立等效平衡的條件是：換算到同一邊時(shí)，各種物質(zhì)的物質(zhì)的量相等。等溫等壓下，建立等效平衡的條件是：換算到同一邊時(shí)，只要比值相等即可。對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積數(shù)不變的可逆反應(yīng)，無(wú)論是等溫等容還是等溫等壓，只要按相同比例投料，達(dá)平衡后與原平衡等效。友情提醒：等效平衡問(wèn)題的解答，首先應(yīng)看清是哪種等效平衡狀態(tài)，然后

6、利用極限法進(jìn)行轉(zhuǎn)換?！窘?jīng)典范例】例1.甲、乙兩容器，甲的容積固定，乙的容積可變。在一定溫度下，向甲中通入3 mol N2和4 mol H2，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成NH3物質(zhì)的量為 mol。相同溫度下，向乙中通入2mol NH3，且保持反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容積與甲相同，各物質(zhì)的濃度與甲平衡中也相同。則起始時(shí)乙中還應(yīng)通入 mol N2和 mol H2。相同溫度下，若向乙中通入6 mol N2和8 mol H2，且保持壓強(qiáng)與甲相等，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，生成氨的物質(zhì)的量為mol，則: 1：2；若乙與甲的容積始終相等，達(dá)到平衡時(shí)，生成氨的物質(zhì)的量為mol，則： 1：2（填“>”、“<”或“=”）。例2

7、.在一密閉的容器中充入2 mol A和1 mol B發(fā)生反應(yīng)：2A(g)+B(g)C(g)，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)為%；若維持容器的容積和溫度不變，按起始物質(zhì)的量A 0.6 mol、B 0.3 mol、C 1.4 mol充入容器，達(dá)到平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)仍為%，則的值（ ）A只能為2 B只能為3 C可能為2，也可能為3 D只能為4【課堂檢測(cè)】1.一定條件下，合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得混合氣體中氨氣的體積分?jǐn)?shù)為20.0%，與反應(yīng)前的體積相比，反應(yīng)后體積縮小的百分率是( )A.16.7%B.20.0%C.80.0%D.83.3%2.在一定溫度下，把2mol SO2和1mol O2通入一個(gè)一定容積

8、的密閉容器里，發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2+O22SO3，當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，反應(yīng)混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)。現(xiàn)使該容器維持溫度不變，令分別代表初始加入的SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量。如果取不同的數(shù)值，它們必須滿(mǎn)足一定的關(guān)系，才能保證達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)混合物中三種氣體的體積分?jǐn)?shù)仍跟上述平衡時(shí)的完全相同。請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白：若=0，=0，則= 。若=0.5，則= 和= 。取值必須滿(mǎn)足的一般條件是（用兩個(gè)方程式表示，其中一個(gè)只含和，另一個(gè)只含和）： ， 。歸納解答化學(xué)平衡問(wèn)題的重要思維方法：可逆反應(yīng)“不為零”原則；“一邊倒”原則；“過(guò)渡態(tài)”方法?！菊n后作業(yè)】1.在一定溫度下，一定體積的密閉容器中有如下平

9、衡：H2(g)+I2(g)2HI(g)，已知H2和I2的起始濃度均為0.10mol·L-1，達(dá)平衡時(shí)HI的濃度為0.16 mol·L-1，若H2和I2的起始濃度變?yōu)?.20 mol·L-1時(shí)，則平衡時(shí)H2的濃度(mol·L-1)是( )A.0.16B.0.08C.0.04D.0.022.在5L密閉容器中充入2molA氣體和1molB氣體，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2A(g)+B(g)2C(g) 達(dá)平衡時(shí)，在相同溫度下測(cè)得容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的5/6，則A的轉(zhuǎn)化率為( ) A.67%B.50%C.25%D.5%3.在固定體積的密閉容器中，一定溫度下，加

10、入2molBr2和1molH2發(fā)生反應(yīng)：H2(g)+ Br2 (g)2HBr達(dá)到平衡時(shí)，HBr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w%；若相同條件下，按下列情況充入物質(zhì)，達(dá)到平衡時(shí)，HBr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)仍為w%的是( ) A.2molHBrB.3mol HBrC.4 molBr2+2molH2D.1molBr2+2molHBr4.某溫度下，在一容積可變的容器中，反應(yīng)2A(g)+B(g)2C(g)達(dá)到平衡時(shí)，A、B和C的物質(zhì)的量分別為4mol、2mol和4mol，保持溫度和壓強(qiáng)不變，對(duì)平衡混合物中三者的物質(zhì)的量做如下調(diào)整，可使平衡右移的是( ) A.均減半B.均加倍C.均增加1molD.均減少1mol5.在恒溫時(shí)，一固定容

11、積的容器內(nèi)發(fā)生如下反應(yīng)：2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡時(shí)，再向容器內(nèi)通入一定量的NO2(g)，重新達(dá)到平衡后，與第一次平衡時(shí)相比，NO2的體積分?jǐn)?shù)( ) A.不變B.增大C.減小D.無(wú)法判斷6.容積相同的四個(gè)密閉容器中，進(jìn)行同樣的可逆反應(yīng)：2A(g)+B(g)3C(g)+ 2D(g)；起始時(shí)甲、乙、丙、丁四個(gè)容器所裝A和B的量分別為：甲：A 2 mol，B 1 mol；乙：A 1 mol，B1 mol；丙：A 2 mol，B 2 mol；?。篈 1 mol，B 2 mol。在相同溫度下建立平衡時(shí)，A或B的轉(zhuǎn)化率大小關(guān)系為（ ）A.A的轉(zhuǎn)化率為甲<丙<乙<丁B.A的轉(zhuǎn)化率

12、為甲<乙<丁<丙C.B的轉(zhuǎn)化率為甲>乙>丙>丁D.B的轉(zhuǎn)化率為甲<丙<乙<丁7.在一個(gè)固定容積的密閉容器中放入3mol X氣體和2mol Y氣體，在一定條件下發(fā)生下列反應(yīng)4X(g)+4Y(g)3Q(g)+R(g)達(dá)到平衡后，容器內(nèi)溫度與起始時(shí)相同，混合氣體的壓強(qiáng)比原來(lái)的增大10%，X的濃度減小，則值為（ ）A4 B5 C6 D78.在一固定容積的密閉容器中，在一定條件下進(jìn)行以下化學(xué)反應(yīng)：A(g)+2B(g)3C(g)。已知加入1molA和3molB，且達(dá)到化學(xué)平衡后，生成了amolC. 達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，C在反應(yīng)混合氣中物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為 (用字

13、母a表示)。在相同實(shí)驗(yàn)條件下，若在同一容器中加入2molA和6molB，達(dá)到化學(xué)平衡后，C的物質(zhì)的量為 mol(用字母a表示)，此時(shí)C在反應(yīng)混合氣體中的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù) (填“增大”“減小”或“不變”)。在相同實(shí)驗(yàn)條件下，若在同一容器中改為加入2molA和8molB，并要求達(dá)到化學(xué)平衡后C在反應(yīng)混合氣體中的百分含量不變，則還應(yīng)加入C 。9.I.恒溫、恒壓下，在一個(gè)可變?nèi)莘e的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：A(g)+B(g)C(g)。若開(kāi)始時(shí)放入1molA和1molB，到達(dá)平衡后，生成amolC，這時(shí)A的物質(zhì)的量為 mol。若開(kāi)始時(shí)放入3molA和3molB，到達(dá)平衡后，生成C的物質(zhì)的量為 mol。若開(kāi)始時(shí)

14、放入xmolA和2molB和1molC，到達(dá)平衡后狀態(tài)與(2)相同，A和C的物質(zhì)的量分別是ymol和3amol，則x= mol，y= mol。平衡時(shí)，B的物質(zhì)的量 (填編號(hào))(甲)大于2mol (乙)等于2mol (丙)小于2mol (丁)可能大于、等于或小于2mol作出判斷的理由是 。若在的平衡混合物中再加入3molC，待再次到達(dá)平衡后，C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是 。II.若維持溫度不變，在一個(gè)與(1)反應(yīng)前起始體積相同、且容積固定的容器中發(fā)生上述反應(yīng)：開(kāi)始時(shí)放入1molA和1molB，到達(dá)平衡后生成bmolC，將b與(1)小題中的a進(jìn)行比較 (填編號(hào)) (甲)a<b(乙)a>b(丙)a=b(丁)不能比較a和b的大小作出此判斷的理由是 。10.恒溫下，將amolN2與bmolH2的混合氣體通入一個(gè)固定容積的密閉的容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 若反應(yīng)進(jìn)行到某時(shí)刻t時(shí)，nt(N2)=13mol,nt(NH3)