等效平衡【 知識精講+備課精思+拓展提升 】 高二化學 課件（人教版2019選擇性必修1）

新教材第二章化學反應速率與化學平衡化學平衡第二節(jié)第6課時等效平衡學習目標1.掌握等效平衡的的概念3.運用等效平衡解決一些實際問題２.理解幾種類型的等效平衡及分析方法化學平衡狀態(tài)建立的途徑：溫故知新

1.先加入反應物，從正反應方向開始，可以建立化學平衡狀態(tài)。

2.若先加入適量生成物，從逆反應方向開始，也可以建立同樣的化學平衡狀態(tài)。

3.若同時加入適量反應物與生成物，從中間狀態(tài)開始，一定也可以建立同樣的的化學平衡狀態(tài)。起始C(mol/L)210①2SO2+O22SO3

②2SO2+O22SO3002資料卡片起始濃度相當2molSO21molO22molSO3反應的起始狀態(tài)不同，最后卻達到相同的平衡狀態(tài)一定溫度時，在1L的密閉容器中發(fā)生反應：平衡C(mol/L)0.80.41.20.80.41.2相當于2molSO21molO2開始2molSO3開始SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)2SO2+O2

2SO3

恒溫恒容“等效平衡”(一)等效平衡的概念(3)兩平衡等效的標志：達到平衡時，各組分的含量（物質的量分數(shù)、質量分數(shù)、體積分數(shù)等）均對應相等。但各組分的物質的量、濃度可能不同，他們成倍數(shù)關系。對同一可逆反應，在相同的條件下，只是起始時加入物質的情況不同，但通過不同的途徑，達到化學平衡時，反應混合物中同種物質的百分含量均相同，這樣的平衡稱為等效平衡。（1）相同條件：恒溫、恒容或恒溫、恒壓（2）不同途徑：①正向建立：只加反應物；②逆向建立：只加生成物；③中間建立：反應物、生成物同時加入；④分批加入：反應一段時間再投料。2molSO21molO2開始2molSO3開始SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)1molSO20.5molO21molSO3?2SO2+O2

2SO3

科學探索1恒溫恒容非等體積的反應2molSO21molO2開始SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)2molSO3開始SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)相當于開始加1molSO2、0.5molO2和1molSO32SO2+O2

2SO3

理解：恒溫恒容下，非等體積的反應1molSO20.5molO21molSO3取其一半取其一半2molSO21molO2開始SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)2molSO3開始SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)相當于開始加入0.5molSO2、0.25molO2和1.5molSO32SO2+O2

2SO3

科學探索恒溫恒容過程取其1/40.5molSO20.25molO2取其3/41.5molSO3二、等效平衡的三種情況和判斷方法判斷方法：特點：兩次平衡時各組分百分量、n、c均相同情況1、恒溫恒容條件下非等體積的反應TV

一定2SO2+O22SO3非等體積的反應：例如：即“一模一樣”，絕對等效N2+3H22NH3一邊歸零后，等于起始量，即“等量”加料時平衡等效

把不同的起始狀態(tài)，通過化學方程式中的計量數(shù)，換算成同一邊物質(反應物一邊或生成物一邊)，如果各反應物或生成物的________相等，則是等效平衡。物質的量平衡時(mol)：xyz平衡時體積分數(shù)：a%b%c%

2SO2+O2

2SO3

若起始(mol)：4202molSO2

1molO22molSO2

1molO2SO2a%O2b%SO3c%理解：恒溫恒容下，SO2a%O2b%SO3c%SO2a%O2b%SO3c%加壓非等體積的反應不等量加料平衡不等效（此為放縮法）4molSO2

2molO2開始SO2<a%O2<b%SO3>c%平衡狀態(tài)起始(mol)：2102molSO2

1molO2開始平衡狀態(tài)SO2a%O2b%SO3c%TV

一定N2+3H22NH3起始(mol)：230非等體積的反應：②起始(mol)：102①“等量”加料時平衡等效一邊“歸零”后：01+10+3③起始(mol)：1.5

1.5101.5+0.51.5+1.5④起始(mol)：x

yz

0等于起始量：一邊“歸零”后：

=2，

=3時，①④平衡時等效一邊“歸零”后：=2=3換換換理解：230230平衡(mol)：ABC平衡體積分數(shù)：a%b%c%

(2+2)molA+(1+1)molB2molA+(1+1)molB2molA+1molB(1+1)molA+(0.5+0.5)molBDE恒溫恒容2.在一定的溫度下，把2molSO2和1molO2通入一定容積的密閉容器里，發(fā)生如下反應：2SO2

+O2

2SO3,當此反應進行到一定的程度時，反應混合物就處于化學平衡狀態(tài)。現(xiàn)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)。如果a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的相互關系，才能保證達到平衡時反應混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡時的完全相同。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)若a=0、b=0，則c=

，(2)若a=0.5，則b=

，c=

，(3)a、b、c取值必須滿足一般的條件是(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)

，

。20.251.5a+c=2

b+c/2=1

①I21mol

H21mol

HI

0mol

是否為同一平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)T、V不變

③I2

0mol

H2

0mol

HI

2mol

②I22mol

H22mol

HI

0mol

④I20mol

H20mol

HI

4mol

以上2種情況中達到平衡后，I2、H2、HI的組成百分比是否一定相同的？H2(g)+I2(g)

2HI(g)相同，它們是等效平衡①③為相同的平衡狀態(tài)②④為相同的平衡狀態(tài)問題：兩次平衡時各組分百分量相同，但是n、c成倍數(shù)關系科學探索2二、等效平衡的三種類別和判斷方法判斷方法：特點：情況2、恒溫恒容條件下等體積的反應TV

一定等體積的反應：例如：改變起始加入情況，若“一邊歸零”之后，對應物質的物質的量之比與原平衡相同，則二平衡等效。即“物質成比例”，相對等效“等比”加料時平衡等效H2(g)+I2(g)

2HI(g)兩次平衡時各組分百分量相同，n、c同比例變化TV

一定起始(mol)：120平衡(mol)：ABC平衡體積分數(shù)：a%b%c%等體積的反應：②起始(mol)：012①“等比”加料時平衡等效一邊“歸零”后：00+11+1③起始(mol)：1.5

3.5101.5+0.53.5+0.5④起始(mol)：x

yz

0等于起始量之比：一邊“歸零”后：

)=1:2時，①④平衡時等效一邊“歸零”后：換換換理解：H2(g)+I2(g)

2HI(g)1：2：①②平衡時“一模一樣”①③平衡時各物質百分含量相等，物質的量、濃度等成2倍關系2:43.在一固定容積的密閉容器中充入2molA和1molB，發(fā)生反應：2A(氣)+B(氣)xC(氣),達到平衡后，C的體積分數(shù)為W%。若維持容器體積和溫度不變，按0.6molA、0.3molB和1.4molC為起始物質，達到平衡后，C的體積分數(shù)仍為W%，則x值為A、1B、2C、3D、4BC(2)若反應前后氣體體積不相等，要保持C的體積分數(shù)不變，兩種情況的起始量必須相等，1.4molC必須轉化為1.4molA和0.7molB，所以x=2成立。此種情況是等同平衡，也一定等效。解析：2A(氣)+B(氣)

3C(氣)(1)若反應前后氣體體積不變，則x=3，①起始(mol)：210②起始(mol)：0.60.31.4C完全轉化成A和B生成的量之比等于2：1，所以x=3成立。此種情況是等效平衡而不等同。二、等效平衡的三種類別和判斷方法特點：情況3、恒溫恒壓條件下的可逆反應即“物質的量成比例”，相對等效“等比”加料時平衡等效TP一定此時，不管什么樣的可逆反應，兩次平衡時各組分百分量、c

相同，n同比例變化2SO2+O2

2SO3

起始(mol)：210平衡(mol)：xyz平衡時體積分數(shù):

a%b%c%

開始SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)2molSO2

1molO2若起始(mol)：4202molSO2

1molO22molSO2

1molO2SO2a%O2b%SO3c%SO2a%O2b%SO3c%4molSO2

2molO2SO2a%O2b%SO3c%理解：恒溫恒壓下，按等比加料形成等效平衡4.在一個的密閉容器中，加入2molA和1molB，發(fā)生下述反應：

達到平衡時，C的濃度為1.2mol/L,C的體積分數(shù)為a%。若維持容器的壓強和溫度不變，按下列配比作為起始物質，達到平衡后，C的濃度仍是1.2mol/L（或C的體積分數(shù)仍是a%）的是A、3molC+1molDB、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC、1molA+0.5molB+1.5molCD、4molA+2molBA

B

D總結等效平衡的條件:m+n≠p+q：“等量”加料時平衡等效m+n=p+q：“等比”加料時平衡等效1、如果恒溫恒容(TV固定)：2、如果恒溫恒壓(TP固定)“等比”加料時平衡等效等效平衡問題mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)等效類型全等效平衡相似等效平衡相似等效平衡條件恒溫恒容恒溫恒容恒溫恒壓反應的特點體積不相等的可逆反應體積相等的可逆反應任何可逆反應起始投料平衡特點質量分數(shù)相同相同相同濃度相同成比例相同(氣體)物質的量相同成比例成比例“等量”投料“等比”投料“等比”投料1.A、B兩容器，A容器容積固定，B容器容積可變。一定溫度下，在A中加入2molN2和3molH2，當

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反應達平衡時，生成的NH3的物質的量為m。相同溫度下，保持B的容積為A的一半，并加1molNH3，當B中反應達平衡時，要使B中各物質的質量分數(shù)與上述A容器中達到平衡時相同，則起始時應加入

molN2和

molH2AB0.501molNH32molN23molH2？molN2？molH2VV/2A2molN23molH21molN21.5molH2恒溫恒容非等體積的反應，“等量”加料時平衡等效(B與此容器相當)2.恒溫恒壓下，在一個可變容積的容器中發(fā)生如下反應：

A(g)+B(g)C(g)(1)若開始時放入1molA和1molB，達到平衡后，生成amolC，這時A的物質的量為

mol。(2)若開始時放入3molA和3molB，到達平衡后，生成C的物質的量為

mol(3)若開始時放入xmolA、2molB和1molC，到達平衡后，C的物質的量是3amol，x=

mol.(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC，待再次到達平衡后，C的物質的量是

mol.1-a3a26a3.恒溫恒壓下，在一個可變容積的容器中發(fā)生如下反應：

H2(g)+Br2(g)2HBr(g)已知加入1molH2和2molBr2時，達到平衡后，生成amolHBr，(見下表“已知”項)。在相同的條件下，改變起始加入情況，填寫表中空白：編號

起始狀態(tài)(mol)平衡時HBr物質的量(mol)H2Br2HBr已知120a(1)240(2)10.5a2a00.54.在2L的密閉容器中，加入2molA和1molB，發(fā)生反應2A(g)+B(g)2C(g)+D(s)，達平衡時，C的濃度為0.4mol/L，若維持容器的體積和溫度不變，加入0.2molA、0.1molB和一定量的C、D，達到平衡時，C的濃度仍為0.4mol/L，則C和D的起始物質的量應分別滿足：

。n(C)=1.8moln(D)≥0.5mol2mol

1mol

0mol0mol平衡:1.20.60.80.42A(g)+B(g)2C(g)+D(s)起始：解析：0.20.1n(C)n(D)根據(jù)“等量加料”平衡等效，可推n(C)=1.8mol，n(D)=0.9mol但是D為固體，而且平衡時剩余0.4mol,抽走D物質，不影響平衡，所以n(D)≥0.5mol利用等效平衡的方法解決不等效平衡的問題例1、在相同容積的甲、乙密閉容器中分別充入2mol的SO2和1molO2，使它們在一定溫度下反應，并達新平衡：2SO2+O2

2SO3(g)。若甲容器保持體積不變，乙容器保持壓強不變。當甲中SO2的轉化率為25%時，乙中SO2的轉化率為()A.25%B.大于25%C.小于25%D.無法判斷Bα(SO2)甲==25%達平衡達平衡α(SO2)乙==？壓縮體積，相當增大P∴平衡正向移動

乙壓強不變,體積必定減小例2、在相同溫度下，有相同體積的甲、乙兩容器，甲容器中充入1gN2和1gH2，乙容器中充入2gN2和2gH2。下列敘述中，錯誤的是（）A．化學反應速率：乙＞甲 B．平衡后N2的濃度：乙＞甲C．H2的轉化率：乙＞甲 D．平衡混合氣中H2的體積分數(shù)：乙＞甲√√Ⅹ√D特別強調：學會畫圖建立模型，設計一些等效平衡的中間狀態(tài),再利用平衡移動原理來進行求解，是解很多化學平衡問題的常用技巧！利用等效平衡的方法解決不等效平衡的問題

若為容積固定的容器，可利用平衡常數(shù)與濃度商的關系解題2A(g)+B(g)2C(g)n(A)=4n(B)=2n(C)=4n(A)=2n(B)=1n(C)=2n(A)=8n(B)=4n(C)=8保持溫度和壓強不變A．均減半VV/22VB．均加倍4mol

2mol

4molA:2mol

1mol

2molB:8mol

4mol

8mol平衡均不移動C.均增加1moln(A)=4n(B)=2n(C)=4Vn(A)=4+1n(B)=2+0.5n(C)=4+1V+V/4n(A)=4-1n(B)=2-0.5n(C)=4-1V-V/4D.均減少1mol2A(g)+B(g)2C(g)保持溫度和壓強不變4mol

2mol

4mol相當此時再抽走0.5molB,平衡逆向移動10.51等效平衡V/4n(A)=1n(B)=0.5n(C)=1相當此時再加入0.5molB,平衡正向移動

C平衡不移動平衡正向移動平衡逆向移動遷移練習2．將1moLSO2和1moLO2通入固定容積密閉容器中，在一定條件下反應達到平衡，平衡時SO3為0.2moL，此時若移去0.5moLSO2和0.5moLO2，在同一溫度下反應達到新的平衡時，SO3的物質的量是A．0.2moLB．0.1moLC．小于0.1moLD．大于0.1moL，小于0.2moLC1molSO21molO22SO2+O2

2SO3(g)平衡時SO3為0.2moL0.5molSO20.5molO2平衡時SO3為

moL取其一半的量0.5molSO20.5molO20.1恢復體積平衡時SO3為

moL?P↓,平衡向體積增大方向移動即，逆向移動

①反應開始時，B容器中化學反應速率_____A容器中的化學反應速率(填“大于”“小于”或“等于”)；②A容器中X的轉化率為____，且B容器中X的轉化率____A容器中X的轉化率；(填“大于”“小于”或“等于”)；③打開K一段時間達到新平衡時，A的體積為_____(連通管中氣體體積不計)1molXlmo1Y2molX2mo1Y大于40％小于2.6aL3.6aL[感知高考]

【2018高考全國理綜Ι卷28題】28.(15分)采用N2O5為硝化劑是一種新型綠色硝化技術，在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應用?；卮鹣铝袉栴}：⑴1840年Devil用干燥的氯氣通過干燥的硝酸銀，得到N2O5，該反應的氧化產物是一種氣體，其分子式為

.【解析】（1）氯氣在反應中得到電子作氧化劑，硝酸銀中Ag元素、N元素都是最高價，不會被氧化，故只有-2價的氧元素化合價會升高，氧化產物是O2；O2⑵F.Daniels等曾利用測壓法在剛性反應器中研究了250C時N2O5(g)分解反應:其中NO2二聚為N2O4的反應可以迅速達到平衡。體系的總壓強P隨時間t的變化如下表所示(t=∞時，N2O5(g)完全分解)：t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1①已知：2N2O5(g)=2N2O4(g)+O2(g)△H=-4.4KJ/mol2NO2(g)=N2O4(g)△H=-55.3KJ/mol則N2O5(g)=2NO2(g)+0.5O2(g)的△H=

KJ/molⅰ÷2－ⅱ即得到N2O5(g)＝2NO2(g)+1/2O2(g)?、⑺裕骸鱄＝(-4.4÷2+55.3)KJ/mol=＋53.1kJ/mol＋53.1【解析】[感知高考]

【2018高考全國理綜Ι卷28題】t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1②研究表明，N2O5(g)分解的速率v=2×10-3×PN2O5(kPa/min)。t=62min時，測得體系PO2=2.9kPa,則此時PN2O5=

kPa，v=

kPa/min)阿伏加德羅定律推論：同T同V時，氣體壓強之比等于物質的量之比關鍵：[感知高考]

【2018高考全國理綜Ι卷28題】⑵F.Daniels等曾利用測壓法在剛性反應器中研究了250C時N2O5(g)分解反應:其中NO2二聚為N2O4的反應可以迅速達到平衡。體系的總壓強P隨時間t的變化如下表所示(t=∞時，N2O5(g)完全分解)：t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1②研究表明，N2O5(g)分解的速率v=2×10-3×PN2O5(kPa/min)。t=62min時，測得體系PO2=2.9kPa,則此時PN2O5=

kPa，v=

kPa/min)2N2O5(g)4NO2(g)+O2起始壓強(kPa):同T同V時，氣體壓強之比等于物質的量之比【解析②】35.8000--62min內變化壓強(kPa):5.82.962min壓強(kPa)：30.02.930.0V

=2×10-3×PN2O56.0×10-2=2×10-3×30.0=6.0×10-2(kPa·min-1)[感知高考]

【2018高考全國理綜Ι卷28題】⑵F.Daniels等曾利用測壓法在剛性反應器中研究了250C時N2O5(g)分解反應:其中NO2二聚為N2O4的反應可以迅速達到平衡。體系的總壓強P隨時間t的變化如下表所示(t=∞時，N2O5(g)完全分解)：t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1③若提高反應溫度至350C，則N2O5(g)完全分解后體系壓強P∞(350C)

63.1kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是：

.大于溫度提高，體積不變，總壓強提高；NO2二聚為放熱反應，溫度提高，平衡左移，體系物質的量增加，總壓強提高。⑵F.Daniels等曾利用測壓法在剛性反應器中研究了250C時N2O5(g)分解反應:其中NO2二聚為N2O4的反應可以迅速達到平衡。體系的總壓強P隨時間t的變化如下表所示(t=∞時，N2O5(g)完全分解)：t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1④250C時，N2O4(g)

2NO2(g)反應的平衡常數(shù)Kp=

kPa

(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，計算結