化學(xué)：2.3《化學(xué)平衡——等效平衡》課件(新人教版選修4)

1、2 0 2 1 年年 11 月月 7 日 星 期 日日 星 期 日化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡狀態(tài)1、概念：化學(xué)平衡狀態(tài)是指在一定條件下的、概念：化學(xué)平衡狀態(tài)是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。2、特征：、特征：逆：研究對(duì)象為可逆反應(yīng)逆：研究對(duì)象為可逆反應(yīng)等：等：V正正=V逆逆 判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)的因素判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)的因素動(dòng)：動(dòng)：V正正=V逆逆0 動(dòng)態(tài)平衡動(dòng)態(tài)平衡定：各組分的濃度或其百分含量為定值定：各組分的濃度或其百分含量為定值變：條件變化，化學(xué)平

2、衡狀態(tài)亦發(fā)生變化變：條件變化，化學(xué)平衡狀態(tài)亦發(fā)生變化例：例： 2SO2+ O2 2SO3起始起始C(mol/L) 2 1 0平衡平衡C(mol/L) 0.8 0.4 1.2 2SO2+ O2 2SO3 0 0 2 0.8 0.4 1.2以上兩個(gè)平衡，有什么異同？以上兩個(gè)平衡，有什么異同？等效平衡 在一定條件下（恒溫恒容或恒溫恒在一定條件下（恒溫恒容或恒溫恒壓），對(duì)同一可逆反應(yīng)，只是起始時(shí)加壓），對(duì)同一可逆反應(yīng)，只是起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，而達(dá)到化學(xué)平入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，而達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，衡時(shí)，同種物質(zhì)的百分含量相同，同種物質(zhì)的百分含量相同，這樣這樣的平衡稱(chēng)為等效平衡。的平衡稱(chēng)為等效平衡

3、。等效平衡的判斷方法等效平衡的判斷方法 任何狀態(tài)的體系，都用任何狀態(tài)的體系，都用“極端極端狀態(tài)狀態(tài)”來(lái)比較，來(lái)比較，通過(guò)可逆反應(yīng)的化通過(guò)可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成同一邊物質(zhì)學(xué)計(jì)量數(shù)換算成同一邊物質(zhì) 恒溫恒容恒溫恒容： 2SO2 (g) +O2(g) 2SO3 (g) 途徑途徑1起始起始 2mol 1mol 0 途徑途徑2起始起始 0 0 2mol 途徑途徑3起始起始 1mol 0.5mol 1mol 途徑途徑4起始起始 0.5mol ? ? 途徑途徑5起始起始 amol bmol cmol【問(wèn)題【問(wèn)題】: : 途徑途徑2、 3與與1等效嗎等效嗎? ? 途徑途徑4 4中中O2(g)和和SO3(g

4、)的起始量為多少的起始量為多少, ,到達(dá)平衡時(shí)到達(dá)平衡時(shí)可與可與途徑途徑1 1等效等效? ?途徑途徑5 5中中a a、b b、c c符合怎樣的關(guān)系達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)與符合怎樣的關(guān)系達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)與途徑途徑1 1等效等效? ?等效平衡建成條件探究一等效平衡建成條件探究一(1+1)mol (0.5+0.5)mol 01.5mol0.25mola+c=22b+c=2 結(jié)論結(jié)論： 恒溫恒容恒溫恒容條件下條件下對(duì)于對(duì)于反應(yīng)前后氣體分反應(yīng)前后氣體分子數(shù)發(fā)生子數(shù)發(fā)生變化變化的可逆反應(yīng)的可逆反應(yīng), ,若改變起始加入若改變起始加入情況，通過(guò)可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成同情況，通過(guò)可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成同一邊物質(zhì)的

5、一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量物質(zhì)的量與原平衡與原平衡起始加入量起始加入量相相同，則二平衡等效。同，則二平衡等效。 恒溫恒容：恒溫恒容：等效平衡建成條件等效平衡建成條件2molH2 1molI25002molH2 1molI21L1L等效平衡建成條件的探究二等效平衡建成條件的探究二 恒溫恒容下恒溫恒容下，H2 (g)I2 (g) 2HI(g) 途徑途徑1起始起始 2 mol 1mol 0 途徑途徑2起始起始 1mol 0 1mol 途徑途徑3起始起始 4mol 2mol 0 途徑途徑4起始起始 3mol 1mol 2mol2molH21molI21500 1L2molH2 1molI22molH2 1mo

6、lI24molH22molI23500 1L途徑途徑2、3、4與與途徑途徑1等效嗎？等效嗎？ 結(jié)論結(jié)論： 恒溫恒容恒溫恒容條件下條件下對(duì)于對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子反應(yīng)前后氣體分子數(shù)數(shù)不變不變的可逆反應(yīng)的可逆反應(yīng), ,若改變起始加入情況，若改變起始加入情況，只要通過(guò)可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成同一只要通過(guò)可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成同一邊物質(zhì)的邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比物質(zhì)的量之比與原平衡與原平衡起始加入量起始加入量相同，則二平衡等效。相同，則二平衡等效。恒溫恒容：恒溫恒容：等效平衡建成條件等效平衡建成條件 練習(xí)練習(xí)1 有一個(gè)固定體積的密閉容器中，加入有一個(gè)固定體積的密閉容器中，加入2molA和和1molB發(fā)

7、生反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)，2A(g) + B(g) 3C(g) + D(g)達(dá)到平衡達(dá)到平衡時(shí)，時(shí)，C的濃度為的濃度為Wmol/L，若維持容器體積和溫度不變，若維持容器體積和溫度不變，按下列四種方法改變起始物質(zhì)，達(dá)平衡時(shí)按下列四種方法改變起始物質(zhì)，達(dá)平衡時(shí)C的濃度仍為的濃度仍為Wmol/L的是（的是（ ）A4mol A + 2mol B B2mol A + 1mol B + 3mol C + 1mol D C3mol C + 1mol D +1mol B D3mol C + 1mol D E、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD (2+2)molA+(1+1)molB2molA

8、+(1+1)molB2molA+1molB(1+1)molA+(0.5+0.5)molBDE2 2、在固定體積的密閉容器內(nèi)，加入、在固定體積的密閉容器內(nèi)，加入2mol A2mol A、1mol B1mol B，發(fā)生反應(yīng)：，發(fā)生反應(yīng)：A(A(氣氣)+B()+B(氣氣) 2C() 2C(氣氣) )達(dá)達(dá) 到平衡時(shí)，到平衡時(shí)，C C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為WW。在相同。在相同(T(T、V)V)條件下，按下列情況充入物質(zhì)達(dá)到平衡時(shí)條件下，按下列情況充入物質(zhì)達(dá)到平衡時(shí)C C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)仍為的質(zhì)量分?jǐn)?shù)仍為WW的是的是 A.2mol C A.2mol C B.3mol C B.3mol C C.4mol A C

9、.4mol A、2mol B 2mol B D.1mol A D.1mol A、2mol C2mol CCD練習(xí)練習(xí)3 在一定溫度下把在一定溫度下把2mol SO2和和1mol O2通入通入一個(gè)定容的密閉容器里發(fā)生反應(yīng)一個(gè)定容的密閉容器里發(fā)生反應(yīng)2SO2 + O2 2SO3，當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，反應(yīng)混和物就處于平衡當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，反應(yīng)混和物就處于平衡狀態(tài)。現(xiàn)在該容器中維持溫度不變，今狀態(tài)。現(xiàn)在該容器中維持溫度不變，今a、b、c分別代分別代表初始加入的表初始加入的SO2、O2和和SO3的物質(zhì)的量，如果的物質(zhì)的量，如果a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的相互關(guān)系，才能取不同的

10、數(shù)值，它們必須滿足一定的相互關(guān)系，才能保證達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)混和物中三種氣體的百分含量仍保證達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)混和物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡時(shí)的完全相同，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白：跟上述平衡時(shí)的完全相同，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白：(1)若若a = 0，b = 0，則，則c = 。(2)若若a = 0.5，則，則b = 和和c = 。(3)a、b、c取值必須滿足的一般條件是取值必須滿足的一般條件是 、 。（請(qǐng)用兩個(gè)方程式表示，其中一個(gè)只含（請(qǐng)用兩個(gè)方程式表示，其中一個(gè)只含a、c，另一個(gè)，另一個(gè)方程中含方程中含b、c。）。） 21.50.25 a+c=22b+c=23.3.在一恒容的容器中充入在一恒容的容器中充入2

11、mol A2 mol A和和1 mol B1 mol B，發(fā)生反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)2 A(g) + B(g2 A(g) + B(g) ) x x C(g C(g) )，達(dá)到，達(dá)到平衡后，平衡后，C C的體積分?jǐn)?shù)為的體積分?jǐn)?shù)為W%W%。若維持容器中。若維持容器中的容積和溫度不變，按起始物質(zhì)的量：的容積和溫度不變，按起始物質(zhì)的量：A A為為0.6 mol0.6 mol，B B為為0.3 mol0.3 mol，C C為為1.4 mol1.4 mol充入容充入容器，達(dá)到平衡后，器，達(dá)到平衡后，C C的體積分?jǐn)?shù)仍為的體積分?jǐn)?shù)仍為W%W%，則，則x x的值為的值為 （ ） A A只能為只能為2 B2 B只能為只能

12、為3 3 C C可能是可能是2 2，也可能是，也可能是3 3 D D無(wú)法確定無(wú)法確定C C等效平衡建成條件的探究三等效平衡建成條件的探究三 恒溫恒容恒溫恒容 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 途徑途徑1起始起始 2mol 1mol 0 途徑途徑2起始起始 4 mol 2 mol 0壓途徑途徑1 1和和2 2是否為等效平衡？是否為等效平衡？2molSO21molO21450 1L2molSO21molO2450 1L2molSO21molO22450 1L2molSO2 1molO22molSO2 1molO24molSO22molO22450 1L恒溫恒壓恒溫恒壓 ：H2(g) I2

13、(g) 2HI(g)途徑途徑1起始起始 2 mol 1mol 0途徑途徑2起始起始 4mol 2mol 0途徑途徑1 1和和2 2是否為等效平衡？是否為等效平衡？ 結(jié)論結(jié)論： 恒溫恒壓恒溫恒壓條件下條件下若改變起始加入情況，若改變起始加入情況，只要通過(guò)可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成同一只要通過(guò)可逆反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成同一邊物質(zhì)的邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比物質(zhì)的量之比與與起始加入量起始加入量相同，相同，則兩平衡等效。則兩平衡等效。條件條件等效條件等效條件結(jié)果結(jié)果恒溫恒容恒溫恒容(n(g)0) 恒溫恒容恒溫恒容(n(g)=0) 恒溫恒壓恒溫恒壓 等效平衡小結(jié)等效平衡小結(jié)投料換算成相投料換算成相同物質(zhì)表示時(shí)

14、同物質(zhì)表示時(shí)物質(zhì)的物質(zhì)的量量相同相同兩平衡各組分百分含兩平衡各組分百分含量均相同（量均相同（n、c相同）相同） 投料換算成相同投料換算成相同物質(zhì)表示時(shí)物質(zhì)物質(zhì)表示時(shí)物質(zhì)的量的量成比例成比例兩平衡各組分百分兩平衡各組分百分含量相同，（含量相同，（n、c按比例變化按比例變化 ）投料換算成相同投料換算成相同物質(zhì)表示時(shí)物質(zhì)物質(zhì)表示時(shí)物質(zhì)的量的量成比例成比例兩平衡各組分百分含兩平衡各組分百分含量相同，（量相同，（c相同，相同，n按比例變化）按比例變化）例、在一個(gè)盛有催化劑容積可變的密閉容器中，保持一定的溫度例、在一個(gè)盛有催化劑容積可變的密閉容器中，保持一定的溫度和壓強(qiáng)，進(jìn)行以下反應(yīng)：和壓強(qiáng)，進(jìn)行以下反應(yīng)

15、：N2+3H2 2NH3。已知加入。已知加入1molN2和和4mol H2時(shí)，達(dá)到平衡后生成時(shí)，達(dá)到平衡后生成amolNH3。有恒溫恒壓下欲保持平有恒溫恒壓下欲保持平衡時(shí)各組分的體積分?jǐn)?shù)不變。填寫(xiě)下列空白：（恒溫恒壓）衡時(shí)各組分的體積分?jǐn)?shù)不變。填寫(xiě)下列空白：（恒溫恒壓）等效平衡問(wèn)題等效平衡問(wèn)題1.5a00.52g-8m(g-3m)aN2 + 3H2 2NH3mgxm+ x/2g +3x/20:m+ x/2g +3x/2= 1:4g +3x/2= 4m+ 2xg - 4m=x/2x=2g-8mm+ x/2= m+ x/2m+ (2g-8m)/2=g - 3m例題分析例題分析在一定溫度下保持壓強(qiáng)相

16、等的密閉容器中，充入在一定溫度下保持壓強(qiáng)相等的密閉容器中，充入1molA、2molB發(fā)生發(fā)生A+B 2C+D，達(dá)到平衡時(shí)，達(dá)到平衡時(shí)A的含量為的含量為w，下列物質(zhì)組合充入該容器中，下列物質(zhì)組合充入該容器中，A的的含量仍為含量仍為w的是（的是（ ）A. 2molC+1molDB. 1molB+2molC+1molDC. 1molA+1molBD. 1molA+4molB+4molC+2molDBD練習(xí)練習(xí)6 在恒溫、恒壓的條件下，向可變?nèi)莘e的在恒溫、恒壓的條件下，向可變?nèi)莘e的密閉容器中充入密閉容器中充入3LA和和2LB，發(fā)生如下反應(yīng)：，發(fā)生如下反應(yīng)： 3A（g）+2B（g） xC（g）+yD(g

17、）達(dá)到平衡時(shí)，達(dá)到平衡時(shí)，C的體積分?jǐn)?shù)為的體積分?jǐn)?shù)為m%。若維持溫。若維持溫度壓強(qiáng)不變，將度壓強(qiáng)不變，將0.6LA 、0.4LB、4LC、0.8LD作為起始物質(zhì)充入密閉容器中作為起始物質(zhì)充入密閉容器中,達(dá)到平衡時(shí)達(dá)到平衡時(shí)C的的體積分?jǐn)?shù)仍為體積分?jǐn)?shù)仍為m%,則則X,Y的值分別為（的值分別為（ ） A x=3 y=1 B x=4 y=1 C x=5 y =1 D x=10 y=2 CD練習(xí)練習(xí)4：、恒溫、恒壓下，在一個(gè)可變?nèi)莘e的容器中發(fā)生如下反應(yīng)：、恒溫、恒壓下，在一個(gè)可變?nèi)莘e的容器中發(fā)生如下反應(yīng)： A（氣）（氣）+B（氣）（氣）C（氣）（氣）（1）若開(kāi)始時(shí)放入）若開(kāi)始時(shí)放入1molA和和1mo

18、lB，到達(dá)平衡后，生成，到達(dá)平衡后，生成amolC，這，這時(shí)時(shí)A的物質(zhì)的量為的物質(zhì)的量為 mol。（2）若開(kāi)始時(shí)放入）若開(kāi)始時(shí)放入3molA和和3molB，到達(dá)平衡后，生成，到達(dá)平衡后，生成C的物質(zhì)的的物質(zhì)的量為量為 mol。（3）若開(kāi)始放入）若開(kāi)始放入xmolA、2molB和和1molC，到達(dá)平衡后，到達(dá)平衡后，A和和C的的物質(zhì)的量分別是物質(zhì)的量分別是ymol和和3amol，則，則x= mol，y= mol。 平衡時(shí)，平衡時(shí)，B的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量 （選填一個(gè)編號(hào)）（選填一個(gè)編號(hào)） （甲）大于（甲）大于2mol （乙）等于（乙）等于2mol （丙）小于（丙）小于2mol （?。┛赡艽笥凇⒌扔诨蛐∮冢ǘ。┛赡艽笥凇⒌扔诨蛐∮?mol 作出此判斷的理由是作出此判斷的理由是 （4）若在（）若在（3）的平衡混合物中再加入）的平衡混合物中再加入3molC，待再次到達(dá)，待再次到達(dá)平衡后，平衡后，C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是 。、若維持溫度不變