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息县一高高三化学组制作人：赵明2011-12-13Mayyouhappy，Mayyousuccess！-1-等效平衡原理及规律[教学目标]1.知识目标：建立等效平衡的观点，理解等效平衡的特征。2.能力目标：培养学生分析、归纳与综合计算能力。3.情感目标：结合平衡是相对的、有条件的、动态的等特点对学生进行辩证唯物主义教育，培养学生严谨的学习态度和思维习惯。[重点和难点]：等效平衡的建立和特征[教学过程]导入：相同条件下，同一可逆反应体系，不管从正反应开始，还是从逆反应开始，只要按反应方程式中的化学计量相当量投入反应物或生成物，建立起新的平衡状态都有是相同的，这就是所谓等效平衡原理。由于化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。因而，同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时条件（温度、浓度、压强）完全相同，则可形成等效平衡。如：常温常压下，可逆反应；N2+3H22NH3①1mol3mol0mol②0mol0mol2mol③0.5mol1.5mol1mol①从正反应开始，②从逆反应开始，③从正逆反应同时开始，由于①、②、③、三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物或生成物，对应各组分的物质的量均相等[如将②、③、折算为①]，因此三者为等效平衡。一、等效平衡（1）定义：一定条件下(恒温、恒容或恒温、恒压)，对同一可逆反应，只是起始时加入的物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，任何相同组分的体积分数(或物质的量分数)均相同，这样的平衡互称为等效平衡。等效平衡的建立与途径无关，与外界条件和物质用量有关。（2）分类：“等同”平衡和“等效”平衡.（3）建立的途径：从正反应方向开始、从逆反应方向开始、从中间状态开始二．等效平衡的规律：规律1：恒温、恒容下的等效平衡问题⑴对于一般的可逆反应解题要领：此种条件下，只要改变起始加入物质的物质的量，若通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效(此种情况下又称等同平衡：相同的平衡状态，两平衡状态中任一组分n(B)、c(B)、w(B)、体积分数均相同)息县一高高三化学组制作人：赵明2011-12-13Mayyouhappy，Mayyousuccess！-2-2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)途径1起始2mol1mol0途径2起始002mol途径3起始1mol0.5mol1mol途径4起始0.5mol??途径5起始amolbmolcmol【问题】:①途径2、3与1等效吗?②途径4中O2(g)和SO3(g)的起始量为多少,平衡时可与途径1平衡时SO3(g)的含量相同?③途径5中a、b符合怎样的关系达到的平衡状态与1相同?练习1、恒温恒容时，判断哪些是等效平衡？（）N2+3H22NH3A.2mol6mol0molB.0mol0mol4molC.0.5mol1.5mol1molD.1mol3mol2mol2、在一固定体积的密闭容器中，加入2molI2和1molH2发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g)，达到平衡，HI的物质的量为bmol。若维持容器体积和温度不变，下列四种配比作为起始物质，达平衡后，HI的物质的量为bmol的是（）A.4molI2+2molH2B.1molI2+2molHIC.1molH2+2molHID.2molHI思考：一定条件下：H2(g)+I2(g)2HI(g)，△H=-akJ/mol若在甲、乙容积中，分别充入：甲：1molH2、1molI2乙：2molHI；在恒温恒容下反应，当达到平衡后，试比较甲、乙两容器中①反应热与a的关系；②反应物的转化率的关系；③平衡常数的大小关系；④n(H2)、C(H2)、H2的体积百分含量的大小关系；⑵对于气态物质反应前后分子数不变的可逆反应解题要领：此条件下，只要换算到同一半边时，反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡相等，则两平衡等效。例】在定温定容条件下,发生如下反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)途径11mol1mol0途径20mol02mol途径32mol2mol0途径40mol0mol4mol上述途径与1是否等效？【讲述】：途径3可认为是同温同容时两个途径1，每个都与1等效然后加压平衡不移动，所以与1等效（见图）加压1+11+11+12＋2息县一高高三化学组制作人：赵明2011-12-13Mayyouhappy，Mayyousuccess！-3-练习恒温恒容，发生反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)途径12mol1mol0途径21mol01mol途径34mol2mol0途径43mol1mol2mol上面与途径1等效的有________________组题训练---是等效平衡但不一定是完全等同的状态一定条件下：H2(g)+I2(g)2HI(g)，△H=-akJ/mol若在甲、乙容积中，分别充入：甲：1molH2、1molI2；乙：2molH2、2molI2；在恒温恒容下反应，当达到平衡后，试比较：①甲、乙两个容器中反应速率的大小比较：②甲、乙两个容器中反应物的转化率的关系：③甲、乙两个容器中放出的热量与a的关系：④甲、乙两个容器中平衡常数的大小关系：⑤甲、乙两个容器中H2物质的量的大小关系：⑥甲、乙两个容器中H2的浓度的大小关系：⑦甲、乙两个容器中H2的体积（质量）百分含量的大小关系：⑧甲、乙两个容器中混合气体的密度的大小关系：结论：满足上述条件（恒温恒容、△n(g)=0）的等效平衡，两次平衡时各组分的相同，同比例变化。规律2：恒温、恒压下的等效平衡问题解题要领：此条件下，只要按化学计量数换算到同一半边后，各物质的量之比与原平衡相等，则两平衡等效。判断方法:与可逆反应气态物质的化学计量数无关,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物质的量比是否相等。如果定温定压条件下，2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)途径1起始2mol1mol0途径2起始4mol2mol0途径1和2是否为等效平衡？【图示说明】：思考：两途径（V（B）、转化率、K、n(B)、c(B)、百分含量等）之间的关系结论：满足上述条件（恒温恒压）两次平衡时各组分的相同，同比例变化。组题训练——等效平衡起始量字母之间的关系1、在某温度下，向固定体积的密闭容器中加入1mol氮气和3mol氢气，使之反应合成氨气，平衡后测得氮气的体积分数为m。若恒定T、V（体积），只改变起始加入量，使之反应平衡后氮气的体积分数仍为m。若氮气、氢气、氨气的加入量分别用X、Y、Z表示应满足（请分别用含x,z及y,z的两个代数式表示）：2、在某温度下，向密闭容器中加入1mol氮气和3mol氢气，使之反应合成氨气，平衡后测2＋12＋12＋1息县一高高三化学组制作人：赵明2011-12-13Mayyouhappy，Mayyousuccess！-4-得氮气的体积分数为m。若恒定T、P（压强），只改变起始加入量，使之反应平衡后氮气的体积分数仍为m。若氮气、氢气、氨气的加入量分别用X、Y、Z表示应满足：3、在某温度下，向密闭容器中加入1mol氮气和2mol氢气，使之反应合成氨气，平衡后测得氮气的体积分数为m。若恒定T、P（压强），只改变起始加入量，使之反应平衡后氮气的体积分数仍为m。若氮气、氢气、氨气的加入量分别用X、Y、Z表示应满足：4、在某温度下，向密闭容器中加入1mol氮气和3mol氢气，使之反应合成氨气，平衡后测得氮气的物质的量为m。若恒定T、P（压强），只改变起始加入量，使之反应平衡后氮气的物质的量仍为m。若氮气、氢气、氨气的加入量分别用X、Y、Z表示应满足（请分别用含x,z及y,z的两个代数式表示）：小结：三类等效平衡的比较：等效类型IIIIII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任何可逆反应反应前、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相同成比例成比例三．巩固训练----利用等效平衡解决不等效平衡的问题1、将2molSO2和2molSO3气体混合于一固定容积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2+O22SO3，平衡时，SO3为nmol。相同温度下，分别按下列配比在相同容积的密闭容器中放入起始物质，平衡时，SO3的物质的量大于nmol的是（）A.2molSO2+1molO2B.4molSO2+1molO2C.2molSO2+1molO2+2molSO3D.1molSO2+2molSO32、反应PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)①2HI(g)H2(g)＋I2(g)②2NO2(g)N2O4(g)③在一定条件下，达到化学平衡时，反应物的转化率均是a％。若保持各自的温度不变、体积不变，分别再加入一定量的各自的反应物，则转化率（）A、均不变B、均增大C、①增大，②不变，③减少D、①减少，②不变，③增大3、一定温度下，在一定容密闭容器中充入2molN2、3molH2发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)并达到平衡。若向平衡混合气体中再次充入3molN2、3molH2，达到平衡时H2的转化率将(填“增大”、“减小”或“不变”)4、某温度下，在一容积固定的密闭容器中，反应2A(g)+B(g)3C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。在相同的温度下，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是：A、均减半B、均加倍C、均增加1molD、均减少1mol