《等效平衡原理、规律及应用》学案

约8270字。
　　等效平衡原理、规律及应用
　　〖目标与要求〗
　　运用对比的方法掌握等效平衡的基本原理规律和计算方法
　　〖内容与要点〗
　　等效平衡原理、规律、例题和习题
　　一、等效平衡原理
　　在一定条件下（定温定容或定温定压），对于同一可逆反应，不管从正反应开始，还是从逆反应开始，只是起始时加入物质的情况不同，而达到平衡时，任何相同组分的含量均相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。
　　由于化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。因而，同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同，则可形成等效平衡。
　　如，常温常压下，可逆反应：
　　2SO2 +  O2     2SO2
　　①2mol   1mol    0mol
　　②0mol   0mol    2mol
　　③0.5mol 0.25mol  1.5mol
　　①从正反应开始，②从逆反应开始，③从正逆反应同时开始，由于①、②、③三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物，对应各组分的物质的量均相等(如将②、③折算为①)，因此三者为等效平衡。
　　二、等效平衡规律
　　①在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应只改变起始时加入物质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。   
　　②在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物(或生成物)的物质的量的比值与原平衡相同，则两平衡等效。
　　③在恒温、恒压下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同，则达平衡后与原平衡等效。反之，等效平衡时，物质的量之比与原建立平衡时相同。
　　三、等效平衡投料方案的设计
　　(1)“站点法”设计恒温恒容下的等效平衡
　　3H2     +   N2       2NH3          
　　原始站    A       4        1             0
　　中途站    B      3.4      0.8            0.4
　　:             a        b             c  
　　平衡站    P     [2.5]    [0.5]            [1.0]
　　中途站    C      1.6      0.2            1.6
　　:             a’       b’              c’ 
　　终极站    D      1.0       0              2
　　显然,从初始到平衡态的过程中,反应要经历中间的许多站点 B、C... 若以此站点值为起始投料方案,都能建立等效平衡.
　　A和D 是达到平衡站点(P)两个极端.A 站点要经正向右移而达到平衡点P; D 站点要经逆向左移而达到平衡点P. 该例中,H2的取值在4mol-1mol之间.
　　从一个站点到另一个站点各物质的变化量之比等于化学方程式计量数之比.如有:
　　(4-a):(1-b): (0+c)＝3:1:2     (1+a’): (0+b’):2-c’)＝3:1:2 等等.