一. 教学内容：等效平衡

二. 教学目标：

掌握等效平衡的基本原理及计算

三. 教学重点、难点

　　等效平衡的基本原理及计算方法

四. 教学过程：

等效平衡：

相同条件下，同一可逆反应体系中，不管从正反应开始，还是从逆反应开始，达到平衡时，任何物质的百分含量（浓度、质量分数、体积分数等）都保持不变的平衡互称等效平衡。

判断方法：使用极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的数量是否相当。

在一定条件下（恒温恒容或恒温恒压），对同一可逆反应，起始时加入物质的物质的量不同，达平衡时的状态规律如下：

2HI的反应前后气体体积不变且方程式的一边只有一种物质的反应，只要方程式的另一边的几种反应物质的物质的量与方程式的系数成正比，无论加入多少量的生成物（在方程式的这一侧只有这种物质）；或只加入这种单一反应物质（如HI），而另几种反应物的量为0，都能使反应达到平衡时，各组分的体积百分含量恒定。

⑤在恒温、定容条件下，对于类似H2＋I2 pC＋qD。如果两次反应投入原料物质不同，而反应达到平衡时，指定物质的浓度相同，则经过配比转化后的原料不仅完全成比例，而且物质的量完全相同。

【典型例题

例1. 在一定温度下，把2摩SO2和1摩O2通入一个一定容积的密闭的容器里，发生如下反应：2SO2＋O2解析：本题属于：反应前后气体分子总数发生变化的可逆反应在等温、等容条件下的等效平衡，此时只改变起始加入量，只要通过可逆反应化学计量数之比换算成方程式同一半边的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。根据反应式：

2SO2＋O2例2. 在一个固定容积的密闭容器中，保持一定的温度进行以下反应：

已知加入1molH2和2molBr2时，达到平衡后生成a mol HBr。在相同条件下，若保持达到平衡时各组分的体积分数不变，根据下列编号的状态，填写表中空白。

解析：本题属于：反应前后气体分子总数没有发生变化的可逆反应在等温、等容条件下的等效平衡，此时，只要通过可逆反应化学计量数之比换算成方程式同一半边的反应物（或生成物）的物质的量的比值与原平衡状态相同，则两平衡等效。此时，达到平衡时各物质的百分含量保持不变，但浓度成比例变化。

例3. 将3molA和1molB放入恒温恒压的密闭容器中，发生如下反应：

3A（g）＋B（g） 例4. 537℃、1.01×105Pa时，往体积可变的密闭容器中充入2molSO2和1molO2，此时容器的体积为200L。向容器中加入催化剂（固体）并保持恒温、恒压，发生反应：2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g）是一个反应前后气体体积减少的放热反应，增大压强，平衡正向移动，降低温度，平衡逆向移动。但工业生产中常采用常压而不是高压，主要是由于压强对平衡的转化影响不大，同时，增大压强对设备和动力的要求都很高，因此一般不采用高压，而是常压；同时升高温度平衡逆向移动，不利于SO2的转化，但催化剂在537℃左右时活性最大，反应速率快，因此，一般工业生产中采用高温条件。

（2）温度一定，体积可以改变，说明反应过程中压强保持不变，则本题是等温等压条件下的等效平衡问题，因此，只充入2molSO3时，换算成方程式左边与原平衡起始一致，说明是等效平衡，SO2的体积分数仍为0.91。此时：

2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g）

反应起始物质的物质的量（mol）　　a　　　b　　　　　0

反应过程中转化的物质的量（mol）　2y y 2y

平衡时各物质的物质的量（mol）　a－2y 　b－y 2y

则有：a∶b＝2∶1；2y/（a＋b－y）＝0.91；（V前/V后＝n前/n后）a＋b－y＝3；

解上述三个方程组，可得：y＝1.365mol，a＝2.91mol；b＝1.455mol。

答案：（1）由于压强对平衡的转化影响不大，同时，增大压强对设备和动力的要求都很高，因此一般不采用高压，而是常压。

（2）SO2的体积分数为0.91，达平衡时的体积为137.3L。

（3）a＝2.91mol

【模拟

1. 在一固定体积的密闭容器中加入2 mol A和1 mol B发生反应2A（g）＋B（g） N2O4，此时平衡混合气中NO2的体积分数为x%，若再充入1mol N2O4，在温度不变的情况下，达到新的平衡时，测得NO2的体积分数为y%，则x和y的大小关系正确的是（　　）

A. x>y B. x<y C. x＝y D. 不能确定

3. 某温度下，在容积固定的密闭容器中发生可逆反应A（g）十2B（g）＝2Q（g）平衡时，各物质的浓度比为c（A）：c（B）：c（Q）＝1：1：2，保持温度不变，以1：1：2的体积比再充入A、B、Q，则下列叙述正确的是（　　　）

A. 刚充入时反应速率v（正）减小，v（逆）增大

B. 达到新的平衡时，反应混合物中A、B的体积分数增加

C. 达到新的平衡时c（A）：c（B）：c（Q）仍为1：1：2

D. 达到新的平衡的过程中，体系压强先增大，后逐渐减小

4. 在密闭容器中，aA（气） bB（气）达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加1倍，当达到新平衡时，B的浓度是原来的60%，下列说法正确的是：（ ）

A. 平衡向正反应方向移动了； B. 物质A的转化率减少了；

C. 物质B的质量分数增加了； D. a>b；

5. 某温度下，反应：H2（g）＋I2（g） x C（g），达到平衡后，C的体积分数为W%。若维持容器中的容积和温度不变，按起始物质的量：A为0.6 mol，B为0.3 mol，C为1.4 mol充入容器，达到平衡后，C的体积分数仍为W%，则x的值为（　　　）

A. 只能为2 B. 只能为3

C. 可能是2，也可能是3 D. 无法确定

7. 将1molCO和1molH2O（g）充入某固定容积的反应器中，在某条件下达到平衡：

CO＋H2O（g） CO2＋H2，此时有2/3的CO转化为CO2。

⑴该平衡混合物中CO2的体积分数为

⑵若在相同条件下，向容器中充入1molCO2、1molH2和1molH2O，则反应向 （填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不”）进行。达到平衡时，混合物中CO2的体积分数可能是下列各值中的 （填编号）

A. 22.2% B. 27.55% C. 33.3% D. 36.8%

⑶结合⑵中的计算结果分析，若平衡向正方向移动时，则下列说法中正确的是（ ）

①生成物的产量一定增加；②生成物的体积分数一定增加；③反应物的转化率一定增大；④反应物的浓度一定降低；⑤正反应速率一定大于逆反应速率；⑥一定使用了催化剂

8. 某温度下，向某密闭容器中加入1 mol N2和3 mol H2，使之反应合成NH3，平衡后测得NH3的体积分数为m。若温度不变，只改变起始加入量，使之反应平衡后NH3的体积分数仍为m。假设N2、H2、 NH3的加入量（单位：mol）用x、y、z表示，应满足：

（1）恒定温度、体积：

①若x＝0，y＝0，则z ＝_________；

②若x＝0.75，y＝_________，则z ＝_________；

③x、y、z应满足的一般条件是_______________________________。

（2）恒定温度、压强：

①若x＝0，y＝0，则z＝_________；

②若x＝0.75，y＝_________，则z ＝_________；

③x、y、z应满足的一般条件是______________________。

9. 有两只密闭容器A和B，A容器有一个移动的活塞，能使容器内保持恒压，B容器保持恒容，起始时向这两只容器中分别充入等量的体积比为1：2的SO2和O2的混合气体，并使A和B的容积相等。在保持400℃的条件下，使之发生反应：2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g），填写下列空格：

①达到平衡时所需的时间A比B ，A中SO2的转化率比B 。

②达到（1）所述的平衡后，若向两容器中通入数量不多的等量氩气，则A容器中化学平衡 移动，B容器中化学平衡 移动。

③达到（1）所述的平衡后，若向两容器中通入等量的原反应气体，再达到平衡时，A容器中SO3的体积分数 （填增大、减小或不变），B容器中SO3的体积分数 。

【试题答案】

1. D　　2. A　　3. D　　4. AC　　5. BC　　6. C

7. ⑴33.3%；　　　　⑵逆反应方向，D；　　　　⑶①

8. ⑴：①z＝2；　　　②y＝2.25，z＝0.5；③x＋z/2＝1；y＋3z/2＝3；

⑵：①z>0的任意值；②y＝2.25，z≥0；③x/y＝1/3，z≥0。

9. ①少 大

②逆向 不

③不变 增大

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