化学平衡中的等效平衡是怎么回事啊?

化学平衡中的等效平衡是怎么回事啊?
化学平衡中的等效平衡是怎么回事啊?

化学平衡中的等效平衡是怎么回事啊?
“等效平衡”的问题已有较多的文章见诸报刊杂志,但在教学实践中教师和学生还是感到困难重重.如何突破这一难点,让学生不仅易于掌握,而且能灵活应用,就成为教学研究的一个重要课题.本文结合我们多年的教学实践进行一些探讨,力求有所突破. 一、难点分类 “等效平衡”的教学难点：一是“等效平衡”概念,在相同条件下的同一可逆反应里,建立的两个或多个化学平衡中,各同种物质的含量相同,这些化学平衡均属等效平衡（包括“等同平衡”）.关键是“各同种物质的含量相同”；二是“等效平衡”在恒温恒容条件下的应用；三是在恒温恒压条件下的应用；四是在计算中的应用. 二、难点分散渗透 为了突破难点,我们在教学中将上述难点分散渗透在三节课中. 1．先渗透“等效平衡”概念,并举例让学生学会判断哪些属于等效平衡,哪些不属于等效平衡.再讨论第一类：在恒温恒容条件下的应用. 例1．恒温恒容：（1）Ａ容器中加入1ｇＳＯ２和1ｇＯ２反应达到平衡,ＳＯ２的转化率为ａ％,另一同温同容的Ｂ容器中加入2ｇＳＯ２和2ｇＯ２反应达到平衡,ＳＯ２的转化率为ｂ％,则ａ％____________ｂ％. （2）2ＨＩＨ２＋Ｉ２（气）平衡,增大HI的物质的量,平衡____________移动,新平衡后HI的分解率____________,HI的体积分数____________. （3）Ｎ２Ｏ４ 2ＮＯ２平衡,减少Ｎ２Ｏ４的物质的量,平衡____________移动,Ｎ２Ｏ４的转化率____________,Ｎ２Ｏ４的体积分数____________,ＮＯ２的体积分数____________. 分析：（1）同温： ①Ｂ和Ｃ是“等效的” ②ＡＣ Ａ变为Ｂ也相当于加压. Ｂ容器相当于加压,平衡正向移动,更多的ＳＯ２和Ｏ２转化为ＳＯ３,ａ％＜ｂ％. （2）（ａ）判断平衡移动：增大反应物HI浓度,平衡正移（或反应物HI浓度增大,ｖ正增大,ｖ正＞ｖ逆,说明平衡正向移动）.理加入HI原平衡被破坏,新加入的HI又分解为H２和I２,即正向移动（注意：不能得出HI分解率增大的结论）. （ｂ）判断含量变化和分解率变化：同温下,比如原起始时1ｍｏｌＨＩ（ＶＬ）,现起始时相当于2ｍｏｌＨＩ（ＶＬ）,相当于加压,分别达到平衡,两平衡中HI的分解率相同,同种物的含量相同,HI分解率不变,体积分数不变. （3）减小反应物Ｎ２Ｏ４浓度,平衡逆向移动（或反应物Ｎ２Ｏ４浓度减小,ｖ正减小,ｖ正＜ｖ逆,说明平衡逆向移动）.理原平衡破坏,小部分ＮＯ２又化合生成Ｎ２Ｏ４（注意：不能得出Ｎ２Ｏ４的转化率如何变化的结论）. 结论：（1）判断平衡移动：应用浓度改变对平衡的影响来判断. （2）判断含量变化和转化率变化：恒温恒容条件下,若反应物只有一种,增大（或减小）此物的量,相当于加压（或减压）来判断；若反应物不止一种,同倍数增大（或减小）各反应物的量,相当于加压（或减压）来判断. 2．先练习巩固上次的思路,再讨论第二类：在恒温恒压条件下的应用. 例2．恒温恒压： （1）加入1ｍｏｌＮ２和3ｍｏｌＨ２达到平衡,Ｎ２体积分数为ａ％,Ｎ２转化率为ｂ％；若再加入1ｍｏｌＮ２和3ｍｏｌＨ２,平衡正向移动,新平衡后Ｎ２体积分数为ａ％,Ｎ２转化率为ｂ％；若减少0.5ｍｏｌＮ２和1.5ｍｏｌＨ２,平衡逆向移动,新平衡后Ｎ２体积分数为ａ％,Ｎ２转化率为ｂ％,平均摩尔质量不变. （2）Ｈ２＋Ｉ２（气） 2ＨＩ,加入1ｍｏｌＨ２和2ｍｏｌＩ２（气）达到平衡,若H２减少0.5 ｍｏｌ,Ｉ２减少1ｍｏｌ,平衡逆向移动,各物质含量不变. 分析：（ａ）判断平衡移动（略）. （ｂ）恒温恒压,若1ｍｏｌＮ２和3ｍｏｌＨ２达到平衡时为ＶＬ,则又加1ｍｏｌＮ２和3ｍｏｌＨ２达到平衡时为2ＶＬ,各同种物的浓度相同,是等效的,转化率相同,各同种物的含量相同,平均摩尔质量相同. 结论：恒温恒压条件下,只要保持相当于两反应物的物质的量之比为定值（可以任意扩大或缩小）,即各同种物的物质的量浓度相同,均是等效关系. 3．第三次渗透是在可逆反应计算学习以后,学生已学会应用极限法和三步计算模式,再讨论第三类：“等效平衡”在计算中的应用. 三、探求简便方法 如果求得简便易懂的方法,难点不攻自破.我们将三步计算模式（始、变、平）改变为“变形三步”模式（始、变、始′）,用于“等效平衡”的计算非常简单易学.关键是理解其中“平”变为“始′”,所以“变形三步”中的“始”与“始′”是等效关系. 例3．在一定温度下,把2ｍｏｌＳＯ２和1 ｍｏｌＯ２通过一个一定容积的密闭容器里,发生如下反应：2ＳＯ２＋Ｏ２ 2ＳＯ３.当此反应进行到一定程度时,反应混合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ＳＯ２,Ｏ２,ＳＯ３的物质的量.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体积分数仍跟上述平衡时的完全相同,请填写下列空白： （1）若ａ＝0,ｂ＝0,则ｃ＝_____________； （2）若ａ＝0．5,则ｂ＝_____________和ｃ＝_____________； （3）若ａ,ｂ,ｃ取值必须满足的一般条件是（请用两方程式表示,其中一个只含ａ和ｃ,另一个只含ｂ和ｃ）_____________. 分析：均是等效平衡关系. （1）ｃ＝2 （2）2ＳＯ２＋Ｏ２ 2ＳＯ３始 2 1 0 变 1．5 0．75 1．5 ｂ＝0．25 始′ 0．5 0．25 1．5 ｃ＝1．5 （3）2ＳＯ２＋Ｏ２ 2ＳＯ３始 2 1 0 变 2－ａ 1－ｂ ｃ始′ ａ ｂ ｃ （2－ａ）／ｃ＝2／2 ａ＋ｃ＝2 （1－ｂ）／ｃ＝1／2 2ｂ＋ｃ＝2 恒温恒压时,必须用物质的量浓度的值代入计算. 例4．某恒温恒容的密闭容器充入3ｍｏｌＡ和2ｍｏｌＢ,反应： 3Ａ（气）＋２Ｂ（气） ｘＣ（气）＋ｙＤ（气） 达到平衡时Ｃ的体积分数为ｍ％.若将0.6ｍｏｌＡ,0.4ｍｏｌＢ,4ｍｏｌＣ,0.8ｍｏｌＤ作为起始物充入,同温同容下达到平衡时Ｃ的体积分数仍为ｍ％,则ｘ＝_____________, ｙ＝_____________. 3Ａ ＋ 2Ｂ ｘＣ＋ｙＤ 始 3 2 0 0 变3－0．6 2－0．4 4 0.8 始′0．6 0．4 4 0.8 （3－0.6）／4＝（3／ｘ） ｘ＝5 （4／0.8）＝（ｘ／ｙ） ｙ＝1 应用上述方法教学后,绝大部分学生认为：思路清晰、方法易学、有钻研兴趣.学生作业和测试结果均是做题快,准确度高.
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一、等效平衡的含义:等效平衡就是指可逆反应从两个不同的起始状态开始，达到平衡时两个体系中对应组分的百分含量均相同，这两个平衡互称为等效平衡。 二、等效平衡的建立：一般认为在以下三种情况下可逆反应可达到等效平衡： 1、在定温定容时，对于所有的可逆反应若起始加入情况不同，但转化为反应方程式同一边物质后对应物质的物质的量均相同，则可达到等效平衡。 2、在定温定压时，对于所有的可逆反应若起始加入不同，...

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一、等效平衡的含义:等效平衡就是指可逆反应从两个不同的起始状态开始，达到平衡时两个体系中对应组分的百分含量均相同，这两个平衡互称为等效平衡。 二、等效平衡的建立：一般认为在以下三种情况下可逆反应可达到等效平衡： 1、在定温定容时，对于所有的可逆反应若起始加入情况不同，但转化为反应方程式同一边物质后对应物质的物质的量均相同，则可达到等效平衡。 2、在定温定压时，对于所有的可逆反应若起始加入不同，但转化为方程式同一边物质后各物质的物质的量成正比，则可达到等效平衡。 3、在定温定容时，对于反应前后气体分子数相等的反应，若起始加入情况不同，但转化为反应方程式同一边物质后各物质的物质的量成正比，则可达到等效平衡。 为什么在以上三种情况下可逆反应可达到等效平衡呢？ 我们知道，可逆反应的特征是反应同时向正逆两个方向进行，而且化学平衡的建立只与始终态有关，而与途径无关，所以在定温定容时只需按照化学方程式计算转化成同一边物质后各物质的物质的量相同，即可认为起始各物质的浓度相同，达到的平衡也相同，即第1种等效平衡成立；而我们同时也知道根据PV=nRT可知定温定压下物质的体积与物质的量成正比，即n（总）′/n（总）= V（总）′/V（总），而总物质的量等于各组分物质的量的之和，若转化成方程式同一边后各物质的的比例相同，根据等比定理即可得 V（总）′/V（总）=n（总）′/n（总）= n（A）′/n（A）= n（B）′/n（B）= n（C）′/n（C），转化后可得CA′= CA，CB′= CB，CC′= CC即起始各物质的浓度相同，可达到同一种平衡状态，所以第2种等效平衡成立；第3种等效平衡可利用前面两种等效平衡综合得到：先在定温定压下判断，再压缩成定容状态判断，即定温定压下所有可逆反应只需起始各物质比例相同可达等效平衡，而压缩成定容后相当于增大压强，由于压强对反应前后气体分子数相等的反应无影响，故平衡不移动，即第3种等效平衡成立。 三、如何应用等效平衡 先看条件：若为定温定压则只需转化后各物质的物质的量成正比即可判定等效平衡；若为定温定容，则看反应前后气体分子数，若反应前后气体分子数相等，也只需转化后各物质的物质的量成正比即可达到等效平衡；若反应前后气体分子数不等，则必须转化后各物质的物质的量相同才能达到等效平衡。 四、等效平衡的应用 例1、在固定体积的容器中，加入2 mol A 和 1 mol B 发生 2A （ g) + B (g) 3C ( g) + D (g) 达到平衡时，C 的浓度为a mol/L,若体积和 温度不变，下列起始加入物质的量，平衡后，C 的浓度仍为a mol/L的是 A、4 mol A + 2 mol B B、2 mol A+1 mol B +3 mol C +1 mol D C、3 mol C + 1 mol D D、1 mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D 例2、在密闭容器中，加入1 mol H 2 和2 mol碘蒸气，达到平衡后，H 2 所 占的物质的量分数为 a %，在相同温度和体积下，下列加入物质的方式 达到平衡时，H 2 所占的物质的量分数仍为 a % 的是 A、1 mol H 2 +1 mol I 2 + 2 mol HI B、1 mol H 2 +2 mol I 2 + 2 mol HI C、3 mol H 2 +6 mol I 2 D、1 mol H 2 +3 mol I 2 + 2 mol HI 练习： 1、在t 0 c时，向一密闭容器中加入1 mol A 和1 mol B，发生反应 A （ g) + B (g) C ( g) +2 D (g) 平衡时，C 的含量为m%；保持温度不 变，若按下列配比的物质放入容器中，达到平衡时，C 的含量仍为 m%的是 A、2 mol A+1 mol B B、2 mol D+ 1 mol A +1 mol B C、1 mol C + 2 mol D D、1 mol C + 1 mol D 2、将a mol PCl 5 充入到一个真空密闭容器中，加热到200 0 c时，发生如 下的分解反应 PCl 5 （ g) PCl 3 ( g) + Cl 2 (g) 达到平衡时，PCl 5 所占的 体积分数为M%。此时再向容器中通入a mol PCl 5 ，在相同的温度下 达到新的平衡，此时PCl 5 的体积分数为N%。则M和N的关系是 A、M >N B、MX B、Y

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一、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等效平衡（包括“相同的平衡状态”）。 概念的理 （1）外界条件相同：通常可以是①恒温、恒容，②恒温、恒压。 （2）“等效平衡”与“完全相同的平衡状态”不同：“完全相同的平衡状态” 是指在达到平衡状态时...

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一、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等效平衡（包括“相同的平衡状态”）。 概念的理 （1）外界条件相同：通常可以是①恒温、恒容，②恒温、恒压。 （2）“等效平衡”与“完全相同的平衡状态”不同：“完全相同的平衡状态” 是指在达到平衡状态时，任何组分的物质的量分数（或体积分数）对应相等，并且反应的速率等也相同，但各组分的物质的量、浓度可能不同。而“等效平衡”只要求平衡混合物中各组分的物质的量分数（或体积分数）对应相同，反应的速率、压强等可以不同。 （3）平衡状态只与始态有关，而与途径无关，（如：①无论反应从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始②投料是一次还是分成几次③反应容器经过扩大—缩小或缩小—扩大的过程，）只要起始浓度相当，就达到相同的平衡状态。 二、等效平衡的分类 在等效平衡中比较常见并且重要的类型主要有以下三种： I类：恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说（即△V≠0的体系）：等价转化后，对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同。 II类：恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应来说（即△V=0的体系）：等价转化后，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。 III类：恒温恒压下对于气体体系等效转化后，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。 解题的关键，读题时注意勾画出这些条件，分清类别，用相应的方法求解。我们常采用“等价转换”的方法，分析和解决等效平衡问题

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