等效平衡(等效平衡原理及规律总结)深度揭秘

知识点\x0a1.等效平衡的原理\x0a2.等效平衡的建立\x0a3.等效平衡的规律

 

如果教学视频失效请联系微信ccjzb2016报告对本节课知识点有问题的同学可以在下面留言，小编会回复的一、复习预习回顾上节课我们学习的化学平衡，化学平衡是中学化学中的教学重点，也是教学难点这一部分的内容，在高考中出现的机率较大，并且出现机率以等效平衡最大，但是等效平衡也是学生学习最困难的内容。

这节课主要通过引导学生对课本知识的深入探究，着力体现“三维目标”，并以问题探究的方式，展现知识的形成过程，进而达成教学目标，从而突破这一难点二、知识讲解考点1   等效平衡的原理在一定条件（定温、定容或定温、定压）下，只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，任何相同组分的物质的量分数（或体积分数）均相同，这样的化学平衡互称等效平衡。

考点2   等效平衡的建立

上述两种途径,同一可逆反应；外界条件相同；通过不同的途径(正向和逆向)；平衡时同种物质的物质的量相等(同种物质的含量相等)-----效果相同的平衡1、对于同一个可逆反应，在相同的条件下（恒温恒容或恒温恒压），不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，或从正反应和逆反应同时开始，都可以建立同一平衡状态。

即化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关2、等效平衡: 同一可逆反应当外界条件一定时,反应无论从正反应开始还是从逆反应开始,平衡时平衡混合物中同种物质的含量（体积分数或物质的量分数）相同的状态.

考点3   等效平衡的规律  1、 等温、等容条件下的等效平衡Ⅰ类：在等温、等容条件下，对于反应前后气体化学计量数不相等的可逆反应，只改变起始时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边物质的物质的量，所得反应物（或生成物）的物质的量与原起始量对应相同，则两平衡等效。

例如：在等温、等容条件下，对于可逆反应2A（g）+B（g）

3C（g）+D（g）ABCD等效说明①2mol1mol00①③⑤互为等效平衡表现在物质的量、质量、体积、物质的量浓度、组分百分含量（物质的量分数、质量分数、体积分数）相同②4mol2mol00③1mol。

0.5mol1.5mol0.5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1molⅡ类：在等温、等容条件下，对于反应前后气体化学计量数相等的可逆反应，只改变起始时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边物质的物质的量，所得反应物（或生成物）的物质的量之比与原起始量之比对应相同，则两平衡等效。

例如：在等温、等容条件下，对于可逆反应2A（g）+B（g）

3C（g）+D（s）ABCD等效说明①2mol1mol00①②③⑤互为等效平衡表现在组分百分含量（物质的量分数、质量分数、体积分数）相同②4mol2mol00③1mol0.5mol1.5mol0.5mol。

④01mol3mol1mol⑤003mol1mol2、 等温、等压条件下的等效平衡在等温、等压条件下，对于反应前后气体化学计量数任意型的可逆反应，只改变起始时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边物质的物质的量，所得反应物（或生成物）的物质的量之比与原起始量之比对应相同，则两平衡等效。

例如：在等温、等容条件下，对于可逆反应2A（g）+B（g）

3C（g）+D（g）ABCD等效说明①2mol1mol00①②③⑤互为等效平衡表现在物质的量浓度、组分百分含量（物质的量分数、质量分数、体积分数）相同②4mol2mol00③1mol0.5mol1.5mol。

0.5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol【练习】在体积、温度都相同的条件下，反应2A(g)＋2B(g)

C(g)＋3D(g)分别从下列两条途径建立平衡：Ⅰ.A、B的起始物质的量均为2 mol；Ⅱ.C、D的起始物质的量分别为2 mol和6 mol以下叙述中不正确的是()A．Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成相同。

[来源:中|教|网z|z|s|tep]B．Ⅰ、Ⅱ两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的平均相对分子质量相同C．达平衡时，Ⅰ途径的反应速率vA等于Ⅱ途径的反应速率vAD．达平衡时，Ⅰ途径所得混合气体的密度为

Ⅱ途径所得混合气体密度的1/2()【答案】　C【解析】　途径Ⅱ中2 mol C和6 mol D按方程式转化为A、B，相当于4 mol A和4 mol B，该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，故在恒温、恒容条件下，途径

Ⅰ和途径Ⅱ将建立等效平衡，A、B均正确；因为途径Ⅱ达平衡时各组分的浓度为途径三、例题精析【例题1】将一定量的氨基甲酸铵固体置于某容积恒定的真空容器中，发生反应：H2NCOONH4(s)

2NH3(g)＋CO2(g)，在不同温度下，该反应达平衡状态时的部分数据如表所示下列说法正确的是(    )温度[平衡浓度(mol·L－1)[来c(NH3)c(CO2)T10.1T20.1[来A.若T2

>T1，则该反应的ΔH<0B．向容器中充入N2，H2NCOONH4质量增加C．NH3体积分数不变时，说明该反应达到平衡D．T1、T2时，转化的H2NCOONH4的物质的量Δn(T2)＝2Δn(T1)【答案】

D【解析】无论反应是否达到平衡状态，NH3的体积分数都是2/3，故C错误；T2时c(NH3)、c(CO2)都是T1时的2倍，容器的容积又恒定不变，所以T2时转化的H2NCOONH4是T1时的2倍，D正确。

【例题2】相同温度下，容积相同的甲、乙、丙3个恒容密闭容器中发生可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)    ΔH＝－197 kJ·mol－1实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：容器起始各物质的物质的量/molSO2O2SO3Ar达到平衡时体系能量的变化甲2100放出热量：Q1乙1.80.9

0.20放出热量：Q2丙1.80.90.20.1[放出热量：Q3下列叙述正确的是(    )A．Q1＝Q2＝Q3＝197 kJB．达到平衡时，丙容器中SO2的体积分数最大C．甲、乙、丙3个容器中反应的平衡常数相等

D．若在上述条件下反应生成2 mol SO3(s)的反应热为ΔH1，则ΔH1>－197 kJ·mol－1【答案】C【解析】A项，Q1>Q2＝Q3，错误；B项，甲、乙、丙等效平衡，SO2的体积分数相等，错误；

C项，由于温度一样，甲、乙、丙3个容器中反应的平衡常数相等，正确；D项，SO3(g)―→SO3(s)放出热量，所以ΔH1<－197 kJ·mol－1，错误【例题3】在相同温度下，体积均为1 L的四个密闭容器中，保持温度和容积不变，以四种不同的投料方式进行反应。

平衡时有关数据如下(已知2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)ΔH＝－196.6 kJ·mol－1)容器甲乙丙丁起始投料量2 mol SO2＋1 mol O21 mol SO2＋0.5 mol O2[来2 mol SO32 mol SO2＋2 mol O。

2反应放出或吸收的热量(kJ)abcd平衡时c(SO3) (mol·L－1)efgh下列关系正确的是(    )A．a＝c；e＝gB．a>2b；e>2fC．a>d；e>hD．c＋98.3e>196.6【答案】

B【解析】A项，甲容器起始时反应向正反应方向进行，而丙容器起始时反应向逆反应方向进行，虽然最后是等效平衡，但a＋c＝196.6，故不正确；B项，若将甲容器扩大为原来的2倍，则达平衡时甲与乙容器的浓度相等，但放出的热量是乙的

2倍，现将甲容器再恢复为原来的体积，即加压，平衡向正反应方向移动，则放热又增多，故有a>2b，同理有e>2f，正确；C项，丁中的O2可看作是在甲平衡后再充入1 mol O2，则平衡正向移动，放热增多，即有

a

四、课堂运用【基础】1、一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g)+B(g)

3C(g)，若反应开始时充入2molA和2molB，达到平衡后A的体积分数为a%其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a%的是   (     )A、2molC                      。

B、2molA、1molB和1molHe（不参加反应）  C、1molB和1molC              D、2molA、3molB和3 molC【答案】AB【解析】本题考查了上述“定温、定容”条件下的等效平衡规律中的第

2类等效平衡问题首先把各选项中的C都折算成A和B，再与题干相比较选项A中把“2molC”完全转化为“4/3molA和2/3molB”，可设想分两步进行，第一次先加入4/3molA和4/3molB，与题干中比例一致，与原平衡等效，平衡后。

A的体积分数为a%，第二次再移走2/3molB，会使平衡逆向移动，A的物质的量增加（但总物质的量减小），故平衡后A的体积分数大于a%；选项B中所充入的“1molHe”不能改变各组分分压，对平衡无影响，只需分析加入

“2molA、1molB”的情况即可，其分析原理与选项A类似，故平衡后A的体积分数也大于a%；选项C中把“1molB和1molC” 完全转化为“4/3molA和5/3molB”，也可假设分批加入，第一次先加入

4/3molA和4/3molB，与原平衡等效，平衡后A的体积分数为a%，第二次再加入1/3molB，会使平衡正向移动，A的物质的量减小（但总物质的量增加），故平衡后A的体积分数小于a%；选项D中把“2molA

、3molB和3 molC” 完全转化为“4molA和4molB”，与原平衡等效，平衡后A的体积分数为a%。故符合题意的为AB。2、在一定温定容的密闭容器中有如下平衡：H2(g)+I2(g)

2HI(g)，已知H2和I2的起始浓度均是0.10mol/L，达到平衡时HI的浓度为0.16 mol/L，若H2和I2的起始浓度均变为0.20mol/L时，则平衡时的H2浓度(mol/L)是 （   ）

A、0.16mol/L            B、0.08mol/L         C、0.04mol/L       D、0.02mol/L【答案】C【解析】此题仍运用等效平衡规律处理，仍假设第一种情况的反应体系的体积为

VL，第二种情况的反应体系的体积为2VL，则在等温条件下，两者建立等效平衡其中H2的平衡浓度相同，为0.02mol/L（由第一种情况平衡时，HI浓度为0.16mol/L，可推知H2转化浓度为0.08mol/L。

，则剩余浓度为0.02mol/L得）这样，由第二种情况的反应体积为2VL压缩到VL时，平衡不移动，但H2、I2和HI的浓度均增大2倍，所以H2的平衡浓度则为0.04mol/L应选C3、在一固定体积的密闭容器中，充入。

2molA和1molB，发生反应2A(g)+B(g)

xC(g)，达平衡后，C的体积分数为W%，若维持容器容积和温度不变，按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始配比投入，达平衡后，C的体积分数也为W%，则x的值为  （   ）A、1               B

、2               C、3              D、4【答案】BC【解析】看题意多数学生认为这是“恒温恒容”条件下的等效平衡问题，常用极端假设法，即完全推算到A、B这两种反应物一端，即有

0.6+1.4×2/x=2，或0.3+1.4×1/x=1，得x=2，应选B然而还应考虑到等效平衡的另一种情况，即定温、定容条件下对于反应前后气体化学计量数不变的可逆反应，只要反应物（或生成物）的物质的量之比与原起始量之比对应相同，则两平衡等效，即为当。

x=3时的情况，因此本题正确答案应为B、C。【巩固】1、在恒温时，一固定容积的容器内发生如下反应：2NO2(g)

N2O4(g)达到平衡时，再向容器中通入一定量的NO2，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，NO2体积分数A、不变           B、增大           C、减小         D、无法判断

【答案】C【解析】有关“等效平衡”问题，一般都假设过程：设原平衡在建立前初始时，只放入NO2其物质的量是amol，此时容器的体积为VL，再加入的NO2是namol，此时容器的体积为(1+n)VL，两种情况下在等温等压条件下建立的平衡状态是相同的（即等效平衡），此时

NO2的体积分数相同再把容器的体积由(1+n)VL压缩为VL时（因为题设条件是等温等容，所以需把假设过程的虚设体积恢复至原体积），该可逆反应的原平衡会发生正向移动，再建立新的平衡状态，此时反应物NO2的体积分数会比原平衡减小。

故应选C。3、Ⅰ. 恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：A(g)+B(g)

C(g)⑴若开始时放入1molA和1molB，到达平衡后，生成amolC，这时A的物质的量为mol⑵若开始时放入3molA和3 molB，到达平衡后，生成C的物质的量为mol⑶若开始时放入xmolA、2 molB

和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3amol，则x =mol，y =mol平衡时，B的物质的量（选填一个编号）（甲）大于2mol            （乙）等于2mol       。

（丙）小于2mol            （丁）可能大于，等于或小于2mol作出判断的理由是⑷若在⑶的平衡混合物中再加入3molC，待再次达到平衡后，C的物质的量分数是Ⅱ. 若维持温度不变，在一个与⑴反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。

⑸开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成bmolC将b与⑴小题中的a进行比较（选填一个编号）（甲）a＜b                （乙）a＞b      （丙）a=b                 。

（丁）不能比较a和b的大小作出此判断的理由是【答案】⑴（1－a）   ⑵3a    ⑶2    3－3a     (丁)理由若3a＞1，B的物质的量小于2mol；若3a=1，则B的物质的量等于2mol；若

3a＜1，则B的物质的量大于2mol     ⑷a/(2－a)     ⑸（乙）因为⑸小题中容器的容积不变，而⑴中容器的容积缩小，所以⑸小题的容器中的压力小于⑴小题容器中的压力，有利于逆向反应，故反应达到平衡后。

a＞b。【解析】本题综合考查了恒容和恒压两种情况下的等效平衡。Ⅰ中的后三问都是考查恒温、恒压下的等效平衡。Ⅰ、⑴由反应A(g)+B(g)

C(g)知，反应到达平衡后，若有amol的C生成，则必有amol的A消耗，此时剩余A的物质的量为（1－a）mol⑵起始量改为3molA和3 molB，相当于3个1molA和1molB，或理解为需将容器扩大为原来的。

3倍，才可保持恒温、恒压根据第⑴问答案，C的物质的量为3amol因而可确定，在定温定压的条件下起始量为3molA、 3molB和0molC与1molA 、1molB和0molC为等效平衡所以这两种状态达到平衡时。

C的体积分数一定相同，因而状态⑵下，A、B、C的物质的量都是状态⑴下的3倍⑶将状态⑶与状态⑵看成是等效平衡，把xmolA、2 molB和1molC全部转换成反应物，为(x+1)molA、3molB、0molC

，故可求出x=2mol，平衡时A、B、C的物质的量与状态⑵相同，故反应后A的物质的量y=(3－3a)mol，B的物质的量为(3－3a)mol，而(3－3a)与2大小比较，完全取决于a的数值若a＞1/3，则

n(B)＜2mol；若a=1/3，则n(B)=2mol；若a＜1/3，则n(B) ＞2mol，故答案为“丁”⑷根据化学方程式，状态⑶中，2molA、2molB和1molC等效于3molA、 3molB和

0molC，在此平衡混合气体中再加入3molC，相当于6molA、 6molB和0molC，达到平衡时C的物质的量分数是多少，根据上述规律，应与1molA、1molB和0molC中的C的物质的量分数相同。

故C的物质的量分数为a/(2－a)Ⅱ是考查恒温、恒容下的等效平衡⑸因此时容器的容积不变，而⑴中容器的容积缩小，⑸小题中容器相当于在⑴的基础上减小压力，使所给平衡向逆反应方向移动，故反应达到平衡后a＞b，故答案为（乙）。

【启示】解此类题目首先判断是否是等效平衡，是什么条件下（恒容与恒压）的等效平衡，然后根据解等效平衡的方法解题，即恒容时必须遵循物料守恒，恒压时必须遵循换算后一边反应物质的物质的量之比与原平衡相同等效平衡问题充分考查了学生思维的严密性、整体性、灵活性、深刻性等。

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