專題等效平衡課件2023-2024學年高二上學期化學人教版（2019）選擇性必修1

等效平衡第二節(jié)

第5課時

2SO2+O2

2SO3起始C(mol/L)21

0平衡C(mol/L)

0.80.41.22SO2+O2

2SO30

0

20.8

0.41.2上面兩個平衡有什么關系呢？2SO2+O2

2SO3

★化學平衡的建立與途徑無關

SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)2molSO2

1molO2

開始2m0lSO3

開始1molSO2

0.5molO2

1molSO3

開始★化學平衡的建立與加入的次數(shù)無關再向平衡體系中加入1molSO2、0.5molO22SO2+O2

2SO3

2molSO21molO2開始SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)1molSO20.5molO2開始平衡狀態(tài)SO2x%O2y%SO3z%一

等效平衡

1.等效平衡的定義：同一個可逆反應，在相同的條件下，無論反應從正反應方向開始，還是從逆反應方向開始（即以不同的投料方式進行反應），只要達到平衡時同種物質在各混合物中的百分含量相等，這樣的平衡互稱為等效平衡。概念的理解：（1）相同的條件通常指：①恒T恒V，②恒T恒P（2）等效平衡的標志:百分含量相同通常是指平衡混合物各組分的體積分數(shù)、物質的量分數(shù)等相同，但各組分的物質的量、濃度、反應速率等可能不同。（3）等效平衡的建立與條件（溫度、壓強）有關，與途徑無關,等效平衡建立途徑：①正向建立③從中間某狀態(tài)建立②逆向建立④分批加入反應物等2、等效平衡的判斷方法---極值轉換法(“一邊倒”)3、等效平衡的建立相同條件下，通過換算如果初始濃度相同（或相當）的可逆反應達到平衡時可建立等效平衡。無論平衡從正逆哪個方向建立，在判斷時都可根據題給條件和反應計量數(shù)把生成物

推算(“一邊倒”)

為反應物或把反應物

推算(“一邊倒”)

成生成物再與原平衡的物質的量相比較，若物質的量______或__________________，則為等效平衡。全部全部相同物質的量比相同4、等效平衡的分類(1)全等型等效平衡

恒溫恒容時，反應前后氣體分子數(shù)不相等的可逆反應，把所加物質按化學計量數(shù)之比轉化為同一邊的物質，若其物質的量與原平衡相同，則兩平衡等效。特點：平衡時同一物質的百分含量相同，n、c、m、v(氣)也相同。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

1molSO20.5molO21molSO3取一半取一半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

取1/40.5molSO20.25molO2取3/41.5molSO32SO2+O22SO3

2molSO2

1molO2開始SO2a%O2b%SO3c%2molSO2

1molO22molSO2

1molO2SO2a%O2b%SO2c%SO2a%O2b%SO2c%壓縮體積即加壓4molSO2

2molO2開始SO2<a%O2<b%SO2>c%平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)恒溫恒容不等效平衡正向移動2SO2+O2

2SO3

2molSO2

1molO2開始SO2

a%O2

b%SO3

c%平衡狀態(tài)2molSO2

1molO22molO2SO2

a%O2

b%SO3

c%O2

100%壓縮2molSO2

3molO2開始b%<O2<100%不等效(2)相似型等效平衡a、恒溫恒容時，反應前后氣體分子數(shù)相等的可逆反應，把所加物質按化學計量數(shù)之比轉化為同一邊的物質，若其物質的量之比與原平衡相同，則兩平衡等效。特點：平衡時同一物質的百分含量相同，n、c、m、v(氣)、N也成比例。恒溫恒容2molH21molI22molH2

1molI22molH21molI2開始H2a%I2b%HI

c%平衡狀態(tài)14molH22molI2

H2a%I2b%HI

c%H2a%I2b%HI

c%平衡狀態(tài)H2a%I2b%HI

c%平衡狀態(tài)H2a%I2b%HI

c%平衡狀態(tài)2等效H2

（g）+I2（g）2HI（g）思考：分別往2個恒溫恒容容器內加1molH2、1molI2和2molH2、2molI2發(fā)生反應H2(g)+I2(g)

2HI(g)，達到平衡時，是否為等效平衡？

1molH21molI2B1molH21molI2B2molH22molI2A1molH21molI2B1molH21molI2B2molH22molI2B等比等效H2a%I2b%HI

c%平衡狀態(tài)Ⅰ1molH21molI2Ab、恒溫恒壓下，任何可逆反應，把所加物質按化學計量數(shù)之比轉化為同一邊的物質，若其物質的量之比與原平衡相同，則兩平衡等效。特點：平衡時同一物質的百分含量相同，c（氣）相同，n、m、N成比例。恒溫恒壓2molSO2

1molO22molSO2

1molO22SO2+O2

2SO3

2molSO2

1molO2開始SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)1SO2a%O2b%SO3c%SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)2恒溫恒壓SO2a%O2b%SO3c%等效4molSO2

2molO2開始H2a%I2b%HI

c%平衡狀態(tài)H2a%I2b%HI

c%平衡狀態(tài)H2a%I2b%HI

c%平衡狀態(tài)1molH21molI2A1molH21molI2B1molH21molI2B2molH22molI2BH2a%I2b%HI

c%等效平衡H2(g)+I2(g)

2HI(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等(可逆)體積相等（可逆）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）極限假設“一邊倒”（2）恒溫恒容，可變量（物質的量）相同，不變定比例。（3）恒溫恒壓定比例。二、等效平衡的應用1.思維模式：虛擬“中間態(tài)”法構建等效平衡（1）構建恒溫恒容平衡思維模式：新平衡狀態(tài)可認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成，相當于增大壓強。（2）構建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質的量增加的反應為例)：新平衡狀態(tài)可認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單疊加，壓強不變，平衡不移動。2.具體應用：利用等效平衡的方法解決不等效平衡的問題【例1】把晶體N2O4放入一固定容積的密閉容器中氣化并建立N2O4(g)

2NO2(g)平衡后，保持溫度不變，再通入與起始時等量的N2O4氣體，反應再次達平衡，則新平衡時c(NO2)/c(N2O4)與原平衡比，其比值(

)A．變大 B．變小 C．不變 D．無法確定B例2、在相同的A、B密閉容器中分別充入2molSO2和1molO2，使它們在一定溫度下反應，并達新平衡：2SO2+O2

2SO3（g）。若A容器保持體積不變，B容器保持壓強不變。當A中SO2的轉化率為25%時，B中SO2的轉化率為：A、25%B、大于25%C、小于25%D、無法判斷B相比較恒壓相當于加壓例3.等量的反應物在兩個容積相等的容器中發(fā)生：N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)，并達到平衡。在這過程中，甲容器保持體積不變，乙容器保持壓強不變，若甲容器中NH3的百分含量p%，則乙容器中NH3的百分含量(

)A．等于p%

B．大于p%

C．小于p%D．無法判斷B例4.一定溫度下，將amolPCl5通入一個容積固定不變的密閉容器中，發(fā)生反應：PCl5(g)?PCl3(g)+Cl2(g)，反應達到平衡時，測得混合氣體的壓強為p1，此時再向容器中通入amolPCl5，同樣溫度下再達到平衡時，測得壓強為p2，下列判斷正確的是（）A．2p1＞p2

B．PCl5的分解率增大C．p1＞p2

D．Cl2的體積分數(shù)增大amolPCl5原開始平衡壓強為p1平衡狀態(tài)2amolPCl5后開始平衡壓強為p2平衡狀態(tài)A例5.將1molSO2和1molO2通入體積不變的密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應，達到平衡時SO3為0.3mol，此時若移走0.5molO2和0.5molSO2，相同溫度下再次達到新平衡時SO3的物質的量為(

)A．0.3molB．0.15molC．小于0.15molD．大于0.15mol，小于0.3mol1molSO21molO2原開始平衡SO3為0.3mol平衡狀態(tài)0.5molSO20.5molO2后開始平衡SO3為？平衡狀態(tài)C[例6]

N2+3H22NH3(恒T、V)

起始1mol3mol0達平衡狀態(tài)I改變1增加1mol達平衡狀態(tài)II改變2增加1mol3mol

達平衡狀態(tài)III(1)平衡狀態(tài)II與平衡狀態(tài)I比較：N2的轉化率____；H2的轉化率_______。(2)平衡狀態(tài)III與平衡狀態(tài)I比較：N2的轉化率____；H2的轉化率_______增大減小增大增大2V虛擬平衡法(也稱“虛擬容器法”)加壓V結論：在恒溫恒容條件下，在可逆反應中若氣態(tài)反應物的濃度均按比例改變，視為加壓或減壓。三、反應物用量引起的化學平衡移動與反應物的平衡轉化率的關系

反應物的平衡轉化率是指在一定條件下，可逆反應達到化學平衡狀態(tài)時，某一反應物消耗量占該反應物起始量的質量分數(shù)（或物質的量分數(shù)或體積分數(shù)）。反應物用量引起的化學平衡移動與反應物的平衡轉化率的關系分析如下1.氣體反應物只有一種的反應改變條件aA(g)?bB(g)+cC(g)壓強對平衡的影響平衡轉化率增加A的量恒溫，恒壓條件下平衡向正反應方向移動——α（A）不變恒溫，恒容條件下a=b+c，平衡向正反應方向移動加壓平衡不移動α（A）不變a>b+c，平衡向正反應方向移動加壓有利于正反應α（A）增大a<b+c，平衡向正反應方向移動加壓有利于逆反應α（A）減小2.氣體反應物有兩種的反應改變條件aA(g)+bB(g)?cC(g)+dD（g）壓強對平衡的影響平衡轉化率只增加A的量平衡向正反應方向移動——α（A）減小α（B）增大在恒溫恒壓條件下同等倍數(shù)地增加A、B的物質的量平衡向正反應方向移動——α（A）不變α（B）不變在恒溫恒容條件下同等倍數(shù)地增加A、B的物質的量a+b=c+d，平衡向正反應方向移動加壓平衡不移動α（A）不變α（B）不變a+b>c+d，平衡向正反應方向移動加壓有利于正反應α（A）增大α（B）增大a+b<c+d，平衡向正反應方向移動加壓有利于逆反應α（A）減小α（B）減小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，逆向移動在一個1L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%。維持容器的體積和溫度不變，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的是（）A、3molC+1molDB、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC、1molA+0.5molB+1.5molCD、4molA+2molBAB練習1：C練習2：體積完全相同的兩個容器A和B，已知A裝有SO2和O2各1g，B裝有SO2和O2各2g，在相同溫度下反應達到平衡時A中SO2的轉化率為a%，B中SO2的轉化率為b%，則A、B兩容器中SO2轉化率關系正確的為(

)A．a%>b% B．a%=b%C．a%<b% D．2a%=b%【變式】已知

2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)

ΔH＝－197kJ/mol。向同溫、同體積的三個密閉容器中分別充入氣體：(甲)2molSO2和1molO2；(乙)1molSO2和0.5molO2；(丙)2molSO3。恒溫、恒容下反應達