《等效平衡》教學指導(1)等效平衡問題可以用“三個兩”來概括或幫助我們記憶，即：“兩種反應”(反應前后氣體分子數可變的反應和反應前后氣體分子數不變的反應)，“兩種條件”(恒溫恒容和恒溫恒壓)，“兩種等效”(投料相同和投料比相同)。(2)根據反應條件(恒溫恒壓或恒溫恒容)以及可逆反應的特點(反應前后氣體分子數是否相等)，可將等效平衡問題分成三類：①恒溫、恒容條件下，反應前后氣體分子數不相等的可逆反應：只要改變起始加入物質的物質的量，若通過可逆反應的化學計量數換算成同一半邊的物質的物質的量，若與原平衡相同，則兩平衡等效(即投料相同，此法又稱一邊倒法)。舉例：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)ABCD等效說明①2mol1mol00①③⑤互為等效平衡，表現在物質的量、質量、體積、物質的量濃度、組分百分含量(摩爾分數、質量分數、體積分數)相同②4mol2mol00③1mol0.5mol1.5mol0.5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol②恒溫、恒容條件下，反應前后氣體分子數相等的可逆反應：只要換算到同一半邊時，反應物(或生成物)的物質的量的比例與原平衡相等，則兩平衡等效(即投料比相同)。舉例：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(s)ABCD等效說明①2mol1mol00①②③⑤互為等效平衡，表現在組分百分含量(摩爾分數、質量分數、體積分數)相同②4mol2mol00③1mol0.5mol1.5mol0.5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol③恒溫、恒壓條件下，反應前后氣體分子數任意型的可逆反應：只要按化學計量數換算到同一半邊后，各物質的物質的量之比與原平衡相等，則兩平衡等效(即投料比相同)。舉例：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)ABCD等效說明①②③⑤互為等效平衡，表現在物質的量濃度、組分百分含量(摩爾分數、質量分數、體積分數)相同①2mol1mol00②4mol2mol00③1mol0.5mol1.5mol0.5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol(3)三類等效平衡的比較：等效類型ⅠⅡ條件恒溫、恒容恒溫、恒容恒溫、恒壓起始投料“量”換算為同一半邊時，投料相同換算為同一半邊時，投料比相同換算為同一半邊時，投料比相同對反應的要求任何可逆反應反應前后氣體體積相等任何可逆反應平衡特點w相同相同相同c相同成比例相同(氣體)n相同成比例成比例1．在恒溫恒容條件下有下列反應：2A(g)＋2B(g)C(g)＋3D(g)。現分別從兩條途徑建立平衡：(Ⅰ)A和B的起始濃度均為2mol·L－1；(Ⅱ)C和D的起始濃度分別為2mol·L－1和6mol·L－1。下列敘述正確的是()A．(Ⅰ)和(Ⅱ)兩途徑最終達到平衡時，體系內各氣體的物質的量分別相同B．達到平衡時，(Ⅰ)途徑混合氣體密度為(Ⅱ)途徑混合氣體密度的2倍C．(Ⅰ)和(Ⅱ)兩途徑最終達到平衡時，體系內各氣體的體積分數分別相同D．達到平衡時，(Ⅰ)途徑的反應速率v(A)等于(Ⅱ)途徑的反應速率v(B)解析：選C化學方程式兩邊氣體的物質的量相等，(Ⅰ)和(Ⅱ)是等效平衡，平衡時(Ⅱ)中各氣體的物質的量是(Ⅰ)中的2倍，A、B錯誤，C項正確。平衡時，(Ⅰ)的壓強小，反應速率小，D項錯誤。2．在一個固定體積的密閉容器中，加入2molA和1molB，發生反應：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)，達到平衡時，C的濃度為amol·L－1，若維持容器體積和溫度不變，按下列四種配比加入起始物質，達到平衡后，C的濃度仍為amol·L－1的是()A．4molA＋2molBB．1molA＋1molB＋3molC＋1molDC．3molC＋1molD＋1molBD．3molC＋1molD解析：選D本題中的條件為恒容，反應特點為非等體積反應。此類題目的做法是運用“一邊倒”的方法全部轉化成反應物或生成物，各物質的物質的量分別與起始狀態相同，達到的平衡即為等效平衡。2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)eq\a\vs4\al(起始物質的量/mol)2100A項/mol4200eq\a\vs4\al(等效后的B項/mol)3200eq\a\vs4\al(等效后的C項/mol)2200eq\a\vs4\al(等效后的D項/mol)2100則可選D。3．某溫度下的密閉容器中發生如下反應：2M(g)＋N(g)2E(g)，若開始時只充入2molE(g)，達平衡時，混合氣體的壓強比起始時增大了20%；若開始時只充入2molM和1molN的混合氣體，則達平衡時M的轉化率為()A．20%B．40%C．60%D．80%解析：選C應用三段式解題：2M(g)＋N(g)2E(g)開始物質的量(mol):002改變物質的量(mol):2mm平衡物質的量(mol):2mm2－混合氣體的壓強比起始時增大了20%，得到eq\f(2m＋m＋2－2m,2)＝1.2，解得m＝0.4，若開始時只充入2molM和1molN的混合氣體，和只充入2molE(g)，前后為等效平衡狀態，達到相同的平衡狀態。2M(g)＋N(g)2E(g)反應開始物質的量(mol):210改變量(mol):1.20.61.2平衡物質的量(mol):0.80.41.2則達平衡時M的轉化率為：eq\f(1.2,2)×100%＝60%。4．在一定溫度下，把2molSO2和1molO2通入一個固定容積的密閉容器里，發生如下反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，當此反應進行到一定程度時，反應混合物就處于化學平衡狀態。現在該容器中維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始加入的SO2、O2和SO3的物質的量(mol)。如a、b、c取不同的數值，它們必須滿足一定的相互關系，才能保證達到一定程度時，反應混合物中三種氣體的體積分數仍跟上述平衡時的完全相同，填寫下列空白：(1)若a＝0，b＝0，則c＝________；(2)若a＝0.5，則b＝________和c＝__________；(3)a、b、c必須滿足的一般條件是：(請用兩個方程式表示，其中一個只含a和c，另一個只含b和c)__________、____________。解析：運用等效平衡“一邊倒”法求解如下：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)原始物質的量/mol210起始物質的量/molabc等效起始的量/mola＋cb＋eq\f(c,2)0故①a＋c＝2