化学选修四《等效平衡》

1、.第三节第三节 化学平衡化学平衡等效平衡等效平衡.起始起始C(mol/L) 2 1 0平衡平衡C(mol/L) 0.8 0.4 1.2 例：例： 2SO2+ O2 2SO3 2SO2+ O2 2SO3 0 0 2 0.8 0.4 1.2以上两个平衡，有什么异同？以上两个平衡，有什么异同？.等效平衡定义等效平衡定义 在一定条件下（恒温恒容或恒温恒压），在一定条件下（恒温恒容或恒温恒压），对同一可逆反应，只是起始时加入物质的物对同一可逆反应，只是起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质同种物质的百分含量相同，的百分含量相同，这样的平衡称为等效平衡。这样

2、的平衡称为等效平衡。等效平衡的判断方法等效平衡的判断方法 任何状态的体系，都用任何状态的体系，都用“极端极端状态状态”来比较，只要能转化为相同来比较，只要能转化为相同的的“极端状态极端状态”，就一定是等效平，就一定是等效平衡。衡。.等效平衡等效平衡如何理解如何理解“等效平衡等效平衡”？相同效果相同效果的平衡状态。的平衡状态。相同效果指的是什么？相同效果指的是什么？达到平衡时，反应混合物中各组成成达到平衡时，反应混合物中各组成成分的分的含量含量（体积分数、物质的量分数（体积分数、物质的量分数等）等）相等相等。.探究一探究一1 、反应前后、反应前后气体分子数不变气体分子数不变的可逆反应的可逆反应也

3、就是也就是n(g)=0的可逆反应的可逆反应. 若起始若起始(mol) ： 2 2 0 起始起始(mol)： 1 1 0 平衡时平衡时(mol)： x y z平衡时体积分数平衡时体积分数： a% b% c%H2(g) + I2(g) 2HI(g) 开始开始1mol H2 1mol I2平衡状态平衡状态H2 a%I2 b%HI c%1mol H2 1mol I21mol H2 1mol I2H2 a%I2 b%HI c%H2 a%I2 b%HI c%H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态H2 a%I2 b%HI c%1、恒温恒容下，、恒温恒容下， n(g)=0按倍数加料形成等效平衡按倍数加

4、料形成等效平衡开始开始2mol H2 2mol I2 H2(g) + I2(g) 2HI(g) 起始起始(mol)： 1 1 0 平衡时平衡时(mol)： x y z平衡时体积分数平衡时体积分数： a% b% c%若起始若起始(mol) ： 2 2 0若起始若起始(mol) ： 0 0 4 催化剂 加热 相当于相当于: 2 2 0.探究一探究一1、反应前后气体计量数之和相等、反应前后气体计量数之和相等（n(g)=0）的可逆反应的等效平衡的条件的可逆反应的等效平衡的条件相同物质的起始相同物质的起始物质的量之比物质的量之比相等相等。请总结恒温恒容条件下（请总结恒温恒容条件下（n(g)=0）等效平等

5、效平衡的条件。衡的条件。.探究二探究二2、反应前后、反应前后气体分子数发生变化气体分子数发生变化的可逆反应的可逆反应也就是也就是n(g)0的可逆反应的可逆反应. 起始起始(mol)： 2 1 0平衡时平衡时(mol)：x y z平衡时体积分数平衡时体积分数： a% b% c% 2SO2 + O2 2SO3 2mol SO2 1mol O2开始开始SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态 若起始若起始(mol) ：4 2 02mol SO2 1mol O22mol SO2 1mol O2SO2 a%O2 b%SO3 c%2、恒温恒容下，、恒温恒容下，SO2 a%O2 b%SO3 c%S

6、O2 a%O2 b%SO3 c%加压加压n(g)0不等效加料建立不等效平衡不等效加料建立不等效平衡（此为放缩法）（此为放缩法）4mol SO2 2mol O2开始开始SO2 a%O2 c%平衡状态平衡状态.探究二探究二1、反应前后气体计量数之和不等、反应前后气体计量数之和不等（ n(g)0 ）的可逆反应的等效平衡的条件的可逆反应的等效平衡的条件相同物质的起始相同物质的起始物质的量物质的量相等相等。请总结恒温恒容条件下（请总结恒温恒容条件下（ n(g)0 ）等效平等效平衡的条件。衡的条件。.探究三探究三.2SO2 + O2 2SO3 起始起始(mol) ： 2 1 0平衡平衡(mol) ：x y

7、 z平衡时体积分数平衡时体积分数： a% b% c% 开始开始SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态2mol SO2 1mol O2若起始若起始(mol)： 4 2 02mol SO2 1mol O22mol SO2 1mol O2SO2 a%O2 b%SO3 c%SO2 a%O2 b%SO3 c%4mol SO2 2mol O2SO2 a%O2 b%SO3 c%3、恒温恒压下，、恒温恒压下，按倍数加料形成相似平衡按倍数加料形成相似平衡.探究三探究三3、恒温恒压恒温恒压条件下等效平衡的条件条件下等效平衡的条件相同物质的起始相同物质的起始物质的量之比物质的量之比相等相等请总结恒温恒压

8、条件下请总结恒温恒压条件下的可逆反应的可逆反应等效平衡等效平衡的条件。的条件。.小结小结条件条件等效条件等效条件结果结果恒温恒容恒温恒容(n(g)0) 投料投料换算成相换算成相同物质表示时同物质表示时量相同量相同 两次平衡时各组分两次平衡时各组分百分百分含量含量、n、c均相同均相同 (全等平衡全等平衡)恒温恒容恒温恒容(n(g)=0) 投料投料换算成相换算成相同物质表示时同物质表示时等比例等比例 两平衡时各组分两平衡时各组分百分含百分含量量相同，相同，n、c同比例变同比例变化化 (相似平衡相似平衡)恒温恒压恒温恒压 投料投料换算成相换算成相同物质表示时同物质表示时等比例等比例 两次平衡时各组分

9、两次平衡时各组分百分百分含量含量、c相同，相同，n同比例同比例变化变化( 相似平衡相似平衡)等效平衡问题等效平衡问题.总结总结等效平衡的条件等效平衡的条件 对：对：mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)恒温恒容：相同起始物质的恒温恒容：相同起始物质的物质的量物质的量相等相等恒温恒压：相同起始物质的恒温恒压：相同起始物质的物质的量之比物质的量之比相等相等1、如果、如果m+n p+q 2、如果、如果m+n = = p+q相同起始物质的相同起始物质的物质的量之比物质的量之比相等相等等效平衡问题等效平衡问题恒温恒容恒温恒容与恒温恒与恒温恒压都一样压都一样. 编号编号 起始状态物质的量起始状态物

10、质的量n/mol平衡时平衡时HBr的的 物质的量物质的量 n/mol H2 Br2HBr 已知已知 1 2 0 a （1） 2 4 0 （2） 1 0.5a2a00.5例题例题1 在一个体积固定的密闭容器中，保持一定温度，进行如下反应：在一个体积固定的密闭容器中，保持一定温度，进行如下反应： H2（g）+Br2（g） 2HBr（g）；已知加入）；已知加入1mol H2和和2mol Br2时，时，达到平衡后生成达到平衡后生成a mol HBr（见下表已知项）。在相同条件下，且（见下表已知项）。在相同条件下，且保持平衡时各组分的体积分数不变。填写表中空白：保持平衡时各组分的体积分数不变。填写表中空

11、白：恒温恒容恒温恒容. 在固定体积的密闭容器内，加入在固定体积的密闭容器内，加入2mol A、1mol B，发生反应：，发生反应： A(g)+B(g) 2C(g)达达 到平衡时，到平衡时，C的质量的质量分数为分数为W%。在相同。在相同(T、V)条件下，按下列情况条件下，按下列情况充入物质达到平衡时充入物质达到平衡时C的质量分数仍为的质量分数仍为W%的是的是 A.2mol C B.3mol C C.4mol A、2mol B D.1mol A、2mol CCD应用一应用一恒温恒容恒温恒容.例题例题2在一定温度下，把在一定温度下，把2 mol SO2和和1 mol O2通入一个一定容积的密通入一个

12、一定容积的密闭容器里，发生如下反应：闭容器里，发生如下反应： 2SO2O2 2SO3 当此反应进行到当此反应进行到一定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中，一定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中，维持温度不变，令维持温度不变，令a、b、c分别代表初始加入的分别代表初始加入的SO2、O2和和SO3的物质的量（的物质的量（mol）。如果）。如果a、b、c取不同的数值，它们必须满取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时反应混合物中三种气足一定的相互关系，才能保证达到平衡时反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白：体的百分

13、含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白：（1）若）若a=0，b=0，则，则c=_。（2）若）若a=0.5，则，则b=_，c= _。（3）a、b、c取值必须满足的一般条件是（用两个方程式表取值必须满足的一般条件是（用两个方程式表 示，示，其中一个只含其中一个只含a和和c，另一个只含，另一个只含b和和c）：）：_， _。20.251.5a+c=22b+c=2恒温恒容恒温恒容. 有一个固定体积的密闭容器中，加入有一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和和1molB发生反应，发生反应，2A(g) + B(g) 3C(g) + D(g)达到平衡时，达到平衡时，C的浓度为的浓度为Wmol/L，若维

14、持容器体积和温，若维持容器体积和温度不变，按下列四种方法改变起始物质，达平衡时度不变，按下列四种方法改变起始物质，达平衡时C的浓的浓度仍为度仍为Wmol/L的是（的是（ ）A4mol A + 2mol BB2mol A + 1mol B + 3mol C + 1mol DC3mol C + 1mol D +1mol B D3mol C + 1mol D E、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD (2+2)molA+(1+1)molB2molA+(1+1)molB2molA+1molB(1+1)molA+ (0.5+0.5)molBDE应用二应用二恒温恒容恒温恒容. 在一个

15、盛有催化剂容积可变的密闭容器中，保持一定的温在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中，保持一定的温度和压强，进行以下反应：度和压强，进行以下反应：N N2 2+3H+3H2 2 2NH2NH3 3。已知加入。已知加入1molN1molN2 2和和4mol H4mol H2 2时，达到平衡后生成时，达到平衡后生成amolNHamolNH3 3。在恒温恒压下欲保持平。在恒温恒压下欲保持平衡时各组分的体积分数不变。填写下列空白：衡时各组分的体积分数不变。填写下列空白： 已知已知编号编号起始状态物质的量（起始状态物质的量（mol）平衡时平衡时NH3的物的物质的量（质的量（mol） N2 H2 NH3 1

16、4 0 a （1） 1.5 6 0 （2） 1 0.5a （3） m g(4m)（恒温恒压）（恒温恒压）例题例题32g-8m(g-3m)a00.51.5a. 已知已知编号编号起始状态物质的量起始状态物质的量 （mol）平衡时物质的量平衡时物质的量 （mol）ABC A B C （1） 1 1 0 a （2） 3 3 0 3a （3） 2 1 y x 3a1-a1-a3(1-a) 3(1-a) 恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：反应： A(g)B(g) C(g)，请填写下表空白。，请填写下表空白。2（3）y mol。x_(选填一个编号选

17、填一个编号)。 (A)大于大于2mol (B)等于等于2mol (C)小于小于2mol (D) 以上都有可能以上都有可能做出此判断的理由是做出此判断的理由是 。（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，待再次到达平，待再次到达平衡后，衡后，C的物质的量分数是的物质的量分数是_。 a/(2-a)达到平衡的过程中反应的方向不能确定达到平衡的过程中反应的方向不能确定D3(1-a)应用三应用三恒温、恒压恒温、恒压.BD练习练习1恒温恒容恒温恒容 将将2.0 mol SO2气体和气体和2.0 mol SO3气体混合于固定体气体混合于固定体积的密闭容器中，在一定条件下发

18、生反应：积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)，达到平衡时，达到平衡时SO3为为n mol。在相同温度下，分别按下列配比在相同密闭容。在相同温度下，分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时器中放入起始物质，平衡时SO3等于等于n mol的是的是( )A. 1.6 mol SO20.3 mol O20.4 mol SO3B. 4.0 mol SO21.0 mol O2C. 2.0 mol SO21.0 mol O22.0 mol SO3D. 3.0 mol SO20.5 mol O21.0 mol SO3. 在一恒容的容器中充入在一恒容的容器中充

19、入2 mol A2 mol A和和1 mol 1 mol B B，发生反应，发生反应2 A(g) + B(g) 2 A(g) + B(g) x x C(g) C(g)，达到平衡后，达到平衡后，C C的体积分数为的体积分数为W%W%。若维持容器。若维持容器中的容积和温度不变，按起始物质的量：中的容积和温度不变，按起始物质的量：A A为为0.6 mol0.6 mol，B B为为0.3 mol0.3 mol，C C为为1.4 mol1.4 mol充入充入容器，达到平衡后，容器，达到平衡后，C C的体积分数仍为的体积分数仍为W%W%，则，则x x的值为的值为 （ ） A A只能为只能为2 2 B B只能为只能为3 3 C C可能是可能是2 2，也可能是，也可能是3 3 D D无法确定无法确定C C练习练习2恒温恒容恒温恒容.CD练习练习3 在恒温、恒压的条件下，向可变容积的密闭在恒温、恒压的条件下，向可变容积的密闭容器中充入容器中充入3LA和和2LB，发生如下反应：，发生如下反应： 3A（g）+2B（g） xC（g）+yD(g）达到平衡时，达到平衡时，C的体积分数为的体积分数为m%。若维持温