等效平衡概念的建立與進(jìn)階

等效平衡概念的建立與進(jìn)階第1頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三一、化學(xué)平衡狀態(tài)：1、一定條件下2、可逆反應(yīng)3、正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率4、各組分的濃度保持不變二、化學(xué)平衡狀態(tài)建立的途徑：

1、先加入反應(yīng)物，從正反應(yīng)方向開始。

2、先加入生成物，從逆反應(yīng)方向開始。第2頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三2molSO21molO2開始2molSO3開始SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)2SO2+O2

2SO3

SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)第3頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三2molSO21molO2開始2molSO3開始SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)1molSO20.5molO21molSO3?2SO2+O2

2SO3

第4頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三2molSO21molO2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(dāng)于開始加入1molSO2、0.5molO2和1molSO32SO2+O2

2SO3

第5頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三2molSO21molO2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(dāng)于開始加入0.5molSO2、0.25molO2和1.5molSO32SO2+O2

2SO3

第6頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三2molSO21molO2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(dāng)于開始加入0.25molSO2、0.125molO2和1.75molSO32SO2+O2

2SO3

第7頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三三、建立等效平衡的途徑：

1、先加入反應(yīng)物，從正反應(yīng)方向開始，可以建立化學(xué)平衡。

2、若先加入生成物，從逆反應(yīng)方向開始，也可以建立等效的化學(xué)平衡。

3、若同時(shí)加入反應(yīng)物與生成物，從中間狀態(tài)開始，同樣可以建立等效的化學(xué)平衡。第8頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三例1、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(yīng)：

2SO2+O22SO3

當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定的程度時(shí)，反應(yīng)混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)?，F(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(zhì)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(guān)系，才能保證達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)混合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?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=2b+c/2=1第9頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)起始（mol）:aSO2，bO2，cSO32SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)abc0b+c/2a+c21

210第10頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三等效平衡的判斷第11頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三對于同一可逆反應(yīng)，在一定條件下，以不同投料方式進(jìn)行反應(yīng)，只要達(dá)到平衡時(shí)相同組分在各混合物中的百分?jǐn)?shù)（體積、物質(zhì)的量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)）相等，這樣的化學(xué)平衡即互稱為等效平衡。

組分的百分?jǐn)?shù)相同，包括體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，而不一定是指濃度相同，因?yàn)橥唤M分百分?jǐn)?shù)相同時(shí)其濃度不一定相等。第12頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三2SO2+O2

2SO3

2molSO21molO2開始SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)

討論1（恒溫恒容）

A.2molSO3

B.4molSO2+2molO2(210)(420)規(guī)律Ⅰ：對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)有變化的可逆反應(yīng)第13頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三2molSO2

1molO2恒溫恒容4molSO2

2molO2

2molSO2

1molO22SO2+O2

2SO3

2molSO21molO2開始SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)第14頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三2SO2+O2

2SO3

2molSO21molO2開始SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)

討論1（恒溫恒容）D.1molSO2+0.5molO2+1molSO3（A、D）

A.2molSO3

B.4molSO2+2molO2C.2molSO2+1molO2+2molSO3

(210)(420)(420)(210)第15頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三此例計(jì)算的關(guān)鍵是換算到同一邊后各組分要完全相同。

第16頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三2SO2+O2

2SO3

2molSO21molO2開始SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)

討論2（恒溫恒壓）A.2molSO3

B.4molSO2+2molO2C.2molSO2+1molO2+2molSO3

D.1molSO2+0.5molO2+1molSO3（210）（420）（420）（210）第17頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三4molSO2

2molO2

2molSO2

1molO22molSO2

1molO22molSO21molO2開始恒溫恒壓SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)SO2a%O2b%SO3c%第18頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)有變化的可逆反應(yīng):恒溫恒容——(進(jìn)行等效轉(zhuǎn)化后)

投料量與原平衡起始量對應(yīng)物質(zhì)完全相同，則兩平衡等效。恒溫恒壓——(進(jìn)行等效轉(zhuǎn)化后)

投料量與原平衡起始量對應(yīng)物質(zhì)成比例，則兩平衡等效。規(guī)律Ⅰ：第19頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三練習(xí)1A、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(dāng)N2(g)+3H2

(g)2NH3(g)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，生成的NH3的物質(zhì)的量為m。相同溫度下，保持B的容積為A的一半，并加入1molNH3，當(dāng)B中反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)要使B中各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與上述A容器中達(dá)到平衡時(shí)相同，則起始時(shí)應(yīng)加入

molN2和

molH2AB第20頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三2molN23molH21molN21.5molH2ABN2(g)+3H2

(g)2NH3(g)XY1X+0.5Y+1.50

11.5X==0.5Y==0第21頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三H2+I2

2HI

1molH21molI2開始H2a%I2b%HI

c%平衡狀態(tài)

討論3（恒溫恒容）A.2molHIB.2molH2+2molI2C.1molH2+1molI2+2molHID.0.5molH2+0.5molI2+1molHI（110）（220）（220）（110）規(guī)律Ⅱ：對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)第22頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三1molH2

1molI21molH21molI2開始恒溫恒容H2a%I2b%HI

c%平衡狀態(tài)2molH2

2molI2

1molH2

1molI2H2+I2

2HI

第23頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三H2+I2

2HI

1molH21molI2開始H2a%I2b%HI

c%平衡狀態(tài)

討論3（恒溫恒容）A.2molHIB.2molH2+2molI2C.1molH2+1molI2+2molHID.0.5molH2+0.5molI2+1molHI（110）（220）（220）（110）ABCD第24頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三1molH21molI2開始恒溫恒壓H2a%I2b%HI

c%平衡狀態(tài)1molH2

1molI21molH2

1molI2H2+I2

2HI

2molH2

2molI2

討論4第25頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng):恒溫恒容、恒溫恒壓——(進(jìn)行等效轉(zhuǎn)化后)投料量與原平衡起始量對應(yīng)物質(zhì)成比例，則兩平衡等效。規(guī)律Ⅱ計(jì)算的關(guān)鍵是換算到同一邊后，各組分物質(zhì)的量之比相同即可。第26頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三恒溫恒壓呢？ADD

練習(xí)2將3molA和1molB放入恒溫恒容的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g)+B(g)2C(g)+D(g)，達(dá)到平衡后C的含量為w%，若維持溫度和體積不變，按下列4種配比投料，平衡后C的含量仍為w%的是

A.6molA+2molBB.3molA+1molB+2molCC.1molB+2molC+1molDD.2molC+1molD（6200）（3120）（3200）（3100）第27頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三練習(xí)3恒溫恒壓下，在一個可變?nèi)莘e的容器中發(fā)生如下反應(yīng)：A(g)+B(g)C(g)若開始時(shí)放入1molA和1molB，達(dá)到平衡后，生成amolC。(1)若開始時(shí)放入3molA和3molB，到達(dá)平衡后，生成C的物質(zhì)的量為

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

mol.(3)若在(2)的平衡混合物中再加入3molC，待再次到達(dá)平衡后，C的物質(zhì)的量是

mol.3a26a第28頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三n(A)=1n(B)=1等溫（T）等壓（p）n(A)=1-an(B)=1-an(C)=a起始'平衡'n(A)=3n(B)=3n(A)=3-3an(B)=3-3an(C)=3a等溫（T）等壓（p）起始平衡A(g)+B(g)C(g)第29頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三4molSO2

2molO2

2molSO21molO2開始恒溫恒壓SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)SO2a%O2b%SO3c%第30頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三1molH2

1molI21molH21molI2開始恒溫恒容H2a%I2b%HI

c%平衡狀態(tài)2molH2

2molI2

1molH2

1molI2H2+I2

2HI

第31頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三等效平衡特征：任何相同組分的百分含量相同。等效平衡的情況小結(jié)：1、反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等的可逆反應(yīng)恒溫恒容時(shí)，等效平衡間相同物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度和百分含量一定相同；恒溫恒壓時(shí)，濃度和百分含量一定相同。第32頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三2、反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的可逆反應(yīng)恒溫恒容時(shí)，等效平衡間相同物質(zhì)百分含量一定相同；恒溫恒壓時(shí)，濃度和百分含量一定相同。第33頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三等效平衡規(guī)律比較煩瑣，因此是高考中的一個難點(diǎn)。準(zhǔn)確掌握的關(guān)鍵一是看反應(yīng)的條件,即是恒溫恒容還是恒溫恒壓；二是看該條件下的可逆反應(yīng)前后氣體分子數(shù)有無變化。計(jì)算等式的確立只有兩種方式：一是換算到同一邊后各組分物質(zhì)的量與起始量相同，二是換算到同一邊后只需要各組分物質(zhì)的量之比與起始量相同。理清這種思路，即可突破平衡規(guī)律的難點(diǎn)。第34頁，共37頁，2023年，2月20日，星期三練習(xí)3

在一定溫度下，一定體積的密閉容器中有如下平衡：

H2(g)+I2(g)2