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应用课
第二章 化学反应速率与化学平衡
第10课时 等效平衡
【学习目标】
掌握等效平衡的含义及其简单计算。
【学习活动】
学习任务
目标：掌握等效平衡的含义及其简单计算。 任务： 一、等效平衡的含义 对于同一可逆反应，在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，以不同的投料方式(即从正反应、逆反应或中间状态开始)进行的反应，若达到平衡时相同的组分在各混合物中的百分含量(体积分数、物质的量分数或质量分数)相等，这样的化学平衡互称等效平衡。 二、等效平衡的类型和特征 1.恒温恒容(T、V一定)条件下，△n≠0反应的等效平衡 (量等等效) 恒温恒容条件下，对于△n≠0即反应前后气体分子数改变的可逆反应(如N2+3H22NH3)，改变起始时加入物质的物质的量，要与原平衡等效，其条件是：通过化学计量系数比，全部换算成同一半边的物质后，物质的量与原平衡的起始投入量应完全相同。若不同的起始投入量经“一边倒”全部换算为反应物或生成物后，投入量是相同的，则所形成的平衡状态是完全相同的。 对于T、V一定时，△n≠0的反应，形成等效平衡的条件是：起始投入量应完全相同；所形成等效平衡的特征是：平衡时各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的平均摩尔质量()、混合气体的密度(ρ)、压强(P)等所有物理量完全相同，即平衡状态完全相同。 【针对训练1】一定温度下，在固定容积的密闭容器中充入2mol A和1mol B发生反应2A(g)+B(g)4C(g)，达到平衡后，C的体积分数为C%；在相同条件下，按下列情况充入物质达到平衡时，C的体积分数也为C%的是( ) A．1molA、2molC B．4molC C．4molA、2molB D．1molA、1molB 【针对训练2】在一个体积恒定的密闭容器中，加入2 mol A和1 mol B，发生反应：2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，达平衡时，C的浓度为W mol/L若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达平衡后，C的浓度仍为W 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 B D．3 mol C+1 mol D 【针对训练3】在密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。起始时SO2和O2分别为1mol和0.5 mol，达到平衡时SO2的转化率为90％。若从SO3开始进行反应，在相同条件下，欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同，则起始时SO3的物质的量及其转化率分别为( ) A．1 mol和20％ B．1 mol和10％ C．0.5 mol和20％ D．2 mol和10％ 2.恒温恒容(T、V一定)条件下，△n=0反应的等效平衡 (量比等效) 对于T、V一定时，△n=0的反应，形成等效平衡的条件是：起始投料成比例(不是与计量系数成比例)；所形成等效平衡的特征是：平衡时各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、混合气体的平均摩尔质量()相同，但各气体的物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的密度(ρ)、压强(P)、反应达到平衡时所需的时间(t)不同但成比例。 【针对训练1】一定温度下，在固定容积的密闭容器中充入2 mol A和1 mol B发生反应2A(g)+B(g)3C(g)，达到平衡后，C的物质的量为n；在相同条件下，按下列情况充入物质达到平衡时，C的物质的量为2n的是( ) A．1 mol A、2 mol C B．4 mol C C．4 mol A、2 mol B D．1 mol A、1 mol B 【针对训练2】在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行以下反应：A(g)+2B(g)3C(g)。已知加入1 mol A和3 mol B且达到平衡后，生成a mol C (1)达到平衡时C在反应混合气中的体积分数是　 　(用字母a表示) (2)在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2 mol A和6 mol B，达到平衡后，C的物质的量为 mol(用字母a表示)。此时C在反应混合气中的体积分数 (填增大，减小或不变)。 (3)在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2 mol A和8 mol B，若要求平衡后C在反应混合气中体积分数不变，则还应加入 mol C。 3.恒温恒压(T、p一定)条件下的等效平衡 (量比等效) 恒温、恒压条件下，对于任何可逆反应(不管是△n≠0还是△n=0)，形成等效平衡的条件是：起始投料成比例(不是与计量系数成比例)；所形成等效平衡的特征是：平衡时各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、混合气体的平均摩尔质量()、物质的量浓度(c)、混合气体的密度(ρ)、压强(P)相同，但各气体的物质的量(n)、物质的质量(m)、体积(V)不同但成比例。 【针对训练1】(多选)恒温恒压下，在一个容积可变的密闭容器中充入2 mol A和1 mol B发生反应2A(g)+B(g)3C(g)，达到平衡后，C的体积分数为C%；在相同条件下，按下列情况充入物质达到平衡时，C的体积分数也为C%的是( ) A．1 mol A、2 mol C B．4 mol C C．4 mol A、2 mol B D．1 mol A、1 mol B 【针对训练2】在恒温、恒压的条件下，向可变容积的密闭容器中充入3L A和2L B，发生如下反应：3A(g)+2B(g)xC(g)+yD(g)达到平衡时，C的体积分数为m％。若维持温度、压强不变，将0.6L A、0.4L B、4L C、0.8L D作为起始物质充入密闭容器中，达到平衡时C的体积分数仍为m％，则x、y的值分别为( ) A．x=3 y=l B．x=4 y=1 C．x=5 y=1 D．x=2 y=3 【针对训练3】恒温恒压下，在一个容积可变的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g)C(g)，若开始时通入1 mol A和1 mol B，达到平衡时生成a mol C。则下列说法错误的是( ) A．若开始时通入3 mol A和3 mol B，达到平衡时，生成的C的物质的量为3a mol B．若开始时通入4 mol A、4 mol B和2 mol C，达到平衡时，B的物质的量一定大于4 mol C．若开始时通入2 mol A、2 mol B和1 mol C，达到平衡时，再通入3 mol C，则再次达到平衡后，C的物质的量分数为 D．若在原平衡体系中，再通入1 mol A和1 mol B，混合气体的平均相对分子质量不变
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
2应用课
第2章 化学反应的方向、限度与速率
第6课时 等效平衡
【学习目标】
掌握等效平衡的含义及其简单计算。
【学习活动】
学习任务
目标：掌握等效平衡的含义及其简单计算。 任务： 一、等效平衡的含义 对于同一可逆反应，在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下，以不同的投料方式(即从正反应、逆反应或中间状态开始)进行的反应，若达到平衡时相同的组分在各混合物中的百分含量(体积分数、物质的量分数或质量分数)相等，这样的化学平衡互称等效平衡。 二、等效平衡的类型和特征 1.恒温恒容(T、V一定)条件下，△n≠0反应的等效平衡 (量等等效) 恒温恒容条件下，对于△n≠0即反应前后气体分子数改变的可逆反应(如N2+3H22NH3)，改变起始时加入物质的物质的量，要与原平衡等效，其条件是：通过化学计量系数比，全部换算成同一半边的物质后，物质的量与原平衡的起始投入量应完全相同。若不同的起始投入量经“一边倒”全部换算为反应物或生成物后，投入量是相同的，则所形成的平衡状态是完全相同的。 对于T、V一定时，△n≠0的反应，形成等效平衡的条件是：起始投入量应完全相同；所形成等效平衡的特征是：平衡时各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的平均摩尔质量()、混合气体的密度(ρ)、压强(P)等所有物理量完全相同，即平衡状态完全相同。 【针对训练1】一定温度下，在固定容积的密闭容器中充入2mol A和1mol B发生反应2A(g)+B(g)4C(g)，达到平衡后，C的体积分数为C%；在相同条件下，按下列情况充入物质达到平衡时，C的体积分数也为C%的是( ) A．1molA、2molC B．4molC C．4molA、2molB D．1molA、1molB 答案：B 【针对训练2】在一个体积恒定的密闭容器中，加入2 mol A和1 mol B，发生反应：2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，达平衡时，C的浓度为W mol/L若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达平衡后，C的浓度仍为W 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 B D．3 mol C+1 mol D 答案：D 【针对训练3】在密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。起始时SO2和O2分别为1mol和0.5 mol，达到平衡时SO2的转化率为90％。若从SO3开始进行反应，在相同条件下，欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同，则起始时SO3的物质的量及其转化率分别为( ) A．1 mol和20％ B．1 mol和10％ C．0.5 mol和20％ D．2 mol和10％ 答案：B 2.恒温恒容(T、V一定)条件下，△n=0反应的等效平衡 (量比等效) 对于T、V一定时，△n=0的反应，形成等效平衡的条件是：起始投料成比例(不是与计量系数成比例)；所形成等效平衡的特征是：平衡时各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、混合气体的平均摩尔质量()相同，但各气体的物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的密度(ρ)、压强(P)、反应达到平衡时所需的时间(t)不同但成比例。 【针对训练1】一定温度下，在固定容积的密闭容器中充入2 mol A和1 mol B发生反应2A(g)+B(g)3C(g)，达到平衡后，C的物质的量为n；在相同条件下，按下列情况充入物质达到平衡时，C的物质的量为2n的是( ) A．1 mol A、2 mol C B．4 mol C C．4 mol A、2 mol B D．1 mol A、1 mol B 答案：C 【针对训练2】在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行以下反应：A(g)+2B(g)3C(g)。已知加入1 mol A和3 mol B且达到平衡后，生成a mol C (1)达到平衡时C在反应混合气中的体积分数是　 　(用字母a表示) (2)在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2 mol A和6 mol B，达到平衡后，C的物质的量为 mol(用字母a表示)。此时C在反应混合气中的体积分数 (填增大，减小或不变)。 (3)在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2 mol A和8 mol B，若要求平衡后C在反应混合气中体积分数不变，则还应加入 mol C。 参考答案：(1) (2)2a (3)不变 (4)6 3.恒温恒压(T、p一定)条件下的等效平衡 (量比等效) 恒温、恒压条件下，对于任何可逆反应(不管是△n≠0还是△n=0)，形成等效平衡的条件是：起始投料成比例(不是与计量系数成比例)；所形成等效平衡的特征是：平衡时各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、混合气体的平均摩尔质量()、物质的量浓度(c)、混合气体的密度(ρ)、压强(P)相同，但各气体的物质的量(n)、物质的质量(m)、体积(V)不同但成比例。 【针对训练1】(多选)恒温恒压下，在一个容积可变的密闭容器中充入2 mol A和1 mol B发生反应2A(g)+B(g)3C(g)，达到平衡后，C的体积分数为C%；在相同条件下，按下列情况充入物质达到平衡时，C的体积分数也为C%的是( ) A．1 mol A、2 mol C B．4 mol C C．4 mol A、2 mol B D．1 mol A、1 mol B 答案：B C 【针对训练2】在恒温、恒压的条件下，向可变容积的密闭容器中充入3L A和2L B，发生如下反应：3A(g)+2B(g)xC(g)+yD(g)达到平衡时，C的体积分数为m％。若维持温度、压强不变，将0.6L A、0.4L B、4L C、0.8L D作为起始物质充入密闭容器中，达到平衡时C的体积分数仍为m％，则x、y的值分别为( ) A．x=3 y=l B．x=4 y=1 C．x=5 y=1 D．x=2 y=3 答案：C 【针对训练3】恒温恒压下，在一个容积可变的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g)C(g)，若开始时通入1 mol A和1 mol B，达到平衡时生成a mol C。则下列说法错误的是( ) A．若开始时通入3 mol A和3 mol B，达到平衡时，生成的C的物质的量为3a mol B．若开始时通入4 mol A、4 mol B和2 mol C，达到平衡时，B的物质的量一定大于4 mol C．若开始时通入2 mol A、2 mol B和1 mol C，达到平衡时，再通入3 mol C，则再次达到平衡后，C的物质的量分数为 D．若在原平衡体系中，再通入1 mol A和1 mol B，混合气体的平均相对分子质量不变 答案：B
【学习总结】
回顾本课所学，画出思维导图
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