高二化学教案：化学平衡的移动教学案

[10-15 23:24:34] 来源：http://www.xiaozhibei.com 高二化学教案 阅读：9648次

如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质，其物质的量比与对应组分的起始加入量比相同，则建立的化学平衡状态是等效的。

结果：达到平衡后，各组分的百分含量相同，但各组分的浓度并不一定相同。

例如：

H2(g)+ I2(g) 2HI(g)

① 1 mol 1 mol 0 mol

② 2 mol 2 mol 1 mol

上述两种配比，按方程式中化学计量关系均转化为反应物，两种情况下H2(g)与I2(g)的物质的量比均为1∶1，因此上述两种情况建立的化学平衡状态是等效的。

知识点一　恒温、恒容条件下的等效平衡

1.已知在等温、等容条件下，有如下可逆反应：2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(g)。现分别从两条途径建立平衡，途径Ⅰ：A、B的起始浓度均为2 mol•L-1;途径Ⅱ：C、D的起始浓度分别为6 mol•L-1和2 mol•L-1。下列叙述正确的是(　　)

A.Ⅰ、Ⅱ两种途径最终达到平衡时，体系内混合气体的浓度相同

B.Ⅰ、Ⅱ两种途径最终达到平衡时，体系内混合气体的百分组成相同

C.达到平衡时，Ⅰ途径的反应速率v1等于Ⅱ途径的反应速率v2

D.达到平衡时，Ⅰ途径混合气体的密度与Ⅱ途径混合气体的密度相等

答案　B

解析　该反应的条件是在等温等容条件下，且该反应前后气体体积不变。由于途径Ⅱ相当于A、B的起始浓度均为4 mol•L-1建立平衡体系，故平衡时各组分的体积百分含量应与Ⅰ相同，但各组分的浓度以及混合气体的密度则为Ⅰ的两倍。

2.在1 L密闭容器中通入2 mol NH3，在一定温度下发生反应：2NH3 N2+3H2，达平衡时，N2的物质的量分数为a%，维持容器的体积和温度不变，分别通入下列几组物质，达到平衡时，容器内N2的物质的量分数仍为a%的是(　　)

A.3 mol H2和1 mol NH3

B.2 mol NH3和1 mol N2

C.2 mol N2和3 mol H2

D.0.1 mol NH3、0.95 mol N2、2.85 mol H2

答案　D

解析　由题意可知，是在恒温恒容下的等效平衡，应满足投料相等，利用极限转化法可将各项中物质转化成第一种情况中NH3的物质的量来比较：

A.1 mol NH3　3 mol H2　 B.2 mol NH3　1 mol N2

C.2 mol NH3　1 mol N2　 D中2 mol NH3，故答案为D。

3.一定温度下，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2 mol A和2 mol B，达平衡后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(　　)

①2 mol C

②2 mol A、1 mol B和1 mol He(不参加反应)

③1 mol B和1 mol C

④2 mol A、3 mol B和3 mol C

A.①② B.②③ C.①④ D.③④

答案　A

解析　将选项中的各种配比全部转化为起始时A和B的物质的量并与题给平衡进行对比分析：

起始时物质的量mol　2A(g)+　B(g) 3C(g)　平衡时φA

已知 2 2 0 a%

A 43 23 0 >a%

B 2 1 0 >a%

C 23 43 0

D 4 4 0 =a%

由于是在恒容条件下，所以②选项中的1 mol He对平衡无影响。由于反应2A(g)+B(g) 3C(g)是一个气体体积不变的反应，因此当n(A)∶n(B)=1∶1时即与“已知”构成等效平衡，平衡时φ(A)=a%，如选项④;当n(A)∶n(B)>1时，必然A的体积分数增加，φ(A)>a%，如选项①、②;当n(A)∶n(B)<1时，B的体积分数增加，φ(A)

知识点二　恒温、恒压条件下的等效平衡

4.将3 mol A和1 mol B混合于一体积可变的密闭容器P中，以此时的温度、压强和体积作为起始条件，发生如下反应：3A(g)+B(g) 2C(g)+D(g)，达到平衡时C的浓度为ω mol•L-1。保持温度和压强不变，按下列四种配比充入容器P中，平衡后C的浓度仍为ω mol•L-1的是(　　)

A.6 mol A+2 mol B

B.3 mol A+1 mol B+2 mol C

C.2 mol C+1 mol B+1 mol D

D.1 mol C+2 mol D

答案　A

解析　在恒温恒压下，只要n(A)∶n(B)=3∶1或n(C)∶n(D)=2∶1，达到平衡时就均为同一平衡状态，即满足等效平衡的条件。答案为A。

5.某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)+B(g) 2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol和4 mol。保持温度和压强不变，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1 mol D.均减少1 mol

答案　C

解析　由题意可知，本题为恒温恒压的等效平衡，要求投料时为等比。由于A、B等比例加入各物质，则平衡不移动。将C、D拆解分析。

若按比例增加、减少投料：

C增加：2A(g)　+　B(g)　 2C(g)

1 mol 0.5 mol 1 mol

再加0.5 mol B平衡右移。

D减少：2A(g)　+　B(g)　　2C(g)

1 mol 0.5 mol 1 mol

再减少0.5 mol B，则平衡左移。

6.恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生反应：A(g)+B(g) C(g)

(1)若开始时放入1 mol A和1 mol B，达到平衡后，生成a mol C，这时n(A)为________ mol。

(2)若开始时放入3 mol A和3 mol B，达到平衡后，生成n(C)为________ mol。

(3)若开始时放入x mol A、2 mol B和1 mol C，达到平衡后，A和C的物质的量分别是y mol和3a mol，则x=________，y=________。平衡时，n(B)________(选填一个编号)，并写出作出此判断的理由________________________________________________________。

(甲)大于2 mol　(乙)等于2 mol　(丙)小于2 mol

(丁)可能大于、等于或小于2 mol

(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3 mol C，待再次到达平衡后，C的物质的量分数是________。

答案　(1)1-a　(2)3a　(3)2　3-3a　(丁) 若3a>1，B的物质的量小于2 mol;若3a=1，B的物质的量等于2 mol;若3a<1，B的物质的量大于2 mol (4)a2-a

练基础落实

1.在相同温度和压强下，对反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验，实验开始时放入容器内各组分的物质的量见下表

上述四种情况达到平衡后，n(CO)的大小顺序是(　　)

A.乙=丁>丙=甲 B.乙>丁>甲>丙

C.丁>乙>丙=甲 D.丁>丙>乙>甲

答案　A

解析　本题主要考查外界条件对化学平衡的影响及等效平衡问题。解题时应注意该反应及反应的特点，即反应前后气体体积不变，同时要明确等效平衡的条件。把丙中a mol CO和a mol H2O按化学计量数转成CO2和H2也分别为a mol，则甲与丙是等量等效，则达平衡时，n(CO)应相等;把丁中a mol CO和a mol H2O按化学计量数转成CO2和H2，则起始时丁中CO2为2a mol、H2为a mol，则与乙等量等效，到达平衡时n(CO)相等。乙与甲相比相当于在甲的平衡中又加入了a mol的CO2，导致平衡正移，则平衡时n(CO)乙>n(CO)甲，故选A。

2.对反应2NO2(g) N2O4(g)，在恒温的容器中，欲使cNO2cN2O4比值增大，在温度不变时应采取(　　)

A.体积不变，增加NO2的物质的量

B.体积不变，增加N2O4的物质的量

C.使体积扩大到原来的2倍

D.使体积不变充入N2

答案　C

解析　体积不变无论是增加NO2物质的量还是增加N2O4的物质的量，从效果上来讲，都相当于增大压强，平衡右移，NO2相对含量减小，N2O4相对增多，故A、B错;C项等效于减小压强，C正确;需要注意的是B项单从平衡移动角度看，因c(N2O4)变大，使v正

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