化学选修四等效平衡

关于化学选修四等效平衡

在一定条件下的同一可逆反应，只要起始浓度相当，则达到平衡后，同一组分的体积分数(或物质的量分数)均相同，这样的化学平衡互称等效平衡。

等效平衡的含义恒温恒容or恒温恒压转化成同一边的物质，相等或成比例第2页,共48页，2024年2月25日，星期天等效平衡的分类全同平衡等比平衡第3页,共48页，2024年2月25日，星期天1．全同平衡定义：

一定条件下从不同起始投料进行的同一可逆反应，达到平衡时，反应混合物各物质的物质的量、质量、体积（气体）、以及物质的量分数、质量分数、体积分数甚至化学反应速率均相同的两个或两个以上的平衡状态互称为全同平衡状态，简称全同平衡。形成条件：

相同条件下（恒温、恒容或恒温、恒压），对于任意可逆反应，无论起始投料如何，只要按化学方程式中的系数关系折算成同一边的物质，各相同组份的物质的量对应相等即可形成全同平衡。第4页,共48页，2024年2月25日，星期天Eg1:在一定温度下的某体积恒定密闭容器中,从4个不同途径建立下列可逆反应的平衡状态:N2+3H2=2NH3(1)1mol3mol0mol(2)0mol0mol2mol(3)0.5mol1.5mol1mol(4)xmolymolzmol

如果:x+z/2=1;y+3z/2=3.Eg2:在一定温度下的某体积恒定密闭容器中,从4个不同途径建立下列可逆反应的平衡状态:H2+I2=2HI(1)1mol1mol0mol(2)0mol0mol2mol(3)0.5mol0.5mol1mol(4)xmolymolzmol如果:x+z/2=1;y+z/2=1返回第5页,共48页，2024年2月25日，星期天2．等比平衡定义：

一定条件下从不同起始投料开始的同一可逆反应达平衡时，各物质的物质的量分数、质量分数、体积分数（气体）对应相等，这样的两个或两个以上的平衡状态互称为等比平衡状态，简称等比平衡。等比平衡的分类Ⅰ类：Ⅱ类：第6页,共48页，2024年2月25日，星期天形成条件：

同温、同容（恒温、恒容）时，对于气体体积反应前后不变的同一可逆反应，无论起始投料如何，只要按系数关系折算成同一边的物质，同一边的物质的物质的量之比对应相同即可形成等比平衡。如果：(x+z/2):(y+z/2)=1:1Eg1:在一定温度下的某体积恒定密闭容器中,从4个不同途径建立下列可逆反应的平衡状态:H2+I2=2HI(1)1mol1mol0mol(2)0mol0mol4mol(3)1mol1mol4mol(4)xmolymolzmol返回第7页,共48页，2024年2月25日，星期天形成条件：

同温、同压（恒温、恒压）时，对于任意可逆反应，无论起始投料如何，只要按系数关系折算成同一边的物质，同一边的物质物质的量之比对应相等，即可形成等比平衡。Eg1:在一定温度下的某压强恒定密闭容器中,从4个不同途径建立下列可逆反应的平衡状态:N2+3H2=2NH31mol3mol0mol0mol0mol4mol1mol3mol4molXmolymolzmol如果：(x+z/2):(y+3z/2)=1:3第8页,共48页，2024年2月25日，星期天Eg2:

在一定温度下的某压强恒定密闭容器中,从4个不同途径建立下列可逆反应的平衡状态:I2+H2=2HI(1)1mol1mol0mol(2)0mol0mol4mol(3)1mol1mol4mol(4)xmolymolzmol如果：(x+z/2):(y+z/2)=1:1第9页,共48页，2024年2月25日，星期天经验规律：

若两个或两个以上的平衡状态中，只要有一种物质的物质的量分数、质量分数、体积分数（气体）其中一个对应相等，这样的两个或两个以上的平衡状态互称为等效平衡，至于是等效平衡中的全同平衡还是等比平衡，可以参照全同、等比平衡形成条件来判定。例题评讲：第10页,共48页，2024年2月25日，星期天例1、在一定温度下，将2molN2和6molH2充入固定容积的密闭容器中，发生N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，达到化学平衡后，若保持温度不变，令a、b、c分别为N2、H2、NH3的物质的量，重新建立平衡，混合物中个物质的量仍和上述平衡相同，填空⑴、若a=0，b=0，则c=———

⑵、若a=1，c=2，则b=————⑶、若a、b、c取值必须满足的一般条件为（用两个式子表示，一个只含a和c，一个只含b和c————————、

————————43a+c/2=2b+3c/2=6第11页,共48页，2024年2月25日，星期天例2、在一个固定容积的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生2A(g)＋B(g)3C(g)+D(g)，达到化学平衡时，C的浓度为wmol/L。若保持温度容积不变，改变起始物质的用量，达到平衡后，C的浓度仍为wmol/L的是（）A.4molA+2molBB.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC.3molC+1molD+1molBD.3molC+1molDB、D第12页,共48页，2024年2月25日，星期天例3、温度压强不变时，将1molN2和4molH2充入一个装有催化剂容积可变的密闭容器中，发生N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，达到化学平衡后生成amol的NH3，在相同温度和压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变，填表：

已知

编号起始物质的量（mol）平衡时NH3的量molN2H2NH3140a①1.560②10.5a③mn(n≥4m)1.5a00.52(n-4m)(n-3m)a第13页,共48页，2024年2月25日，星期天1.某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)＋B(g)2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是()A．均减半 B．均加倍

C．均增加1mol

D．均减少1molC挑战题第14页,共48页，2024年2月25日，星期天2.

（98全国）体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：2SO2+O22SO3，并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p%，则乙容器中SO2的转化率()A、等于p%B、大于p%C、小于p% D、无法判断B第15页,共48页，2024年2月25日，星期天3、在一定温度下，把1molCO和2molH2O通入一个密闭容器中，发生如下反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，一定时间后达到平衡，此时，CO的含量为p%，若维持温度不变，改变起始加入物质的物质的量，平衡时CO的含量仍为p%的是（）

A.1molCO２、2molH２

B.0.2molCO２、0.2molH２

0.8molCO、1.8molH2OC.1molCO２、1molH2OD.1molCO２、1molH２、1molH2OB、D第16页,共48页，2024年2月25日，星期天4.将2molSO2气体和2molSO3气体混合于固定体积的密闭容器中，在一定条件下发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。达到平衡时SO3为nmol。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SO3等于nmol的是()A.1.6molSO2+0.3molO2+0.4molSO3B.4molSO2+1molO2C.2molSO2+1molO2+2molSO3D.3molSO2+1molO2+1molSO3B第17页,共48页，2024年2月25日，星期天5、在一固定容积的密闭容器中，2molA和1molB在一定条件下发生反应：2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，达平衡时，c(C)=ωmol/L。若在同一容器，保持温度不变，按下列配比进行反应，仍可使平衡时c(C)=ωmol/L的是（）A、3molA+2molBB、3molC+1molDC、2molA+1molB+3molC+1molDD、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDD第18页,共48页，2024年2月25日，星期天6、在一个固定体积的密闭容器内，保持一定的温度发生以下反应：H2+Br2

2HBr。已知加入1molH2和2molBr2

时，达到平衡状态生成amolHBr。在相同条件下，且保持平衡时的各物质的百分含量相同，则填写下列空白：

编号起始状态（mol）平衡HBr物质的量(mol)H2Br2HBr已知120a①240②10.5a③mn（n≥2m）2a00.50≥ma第19页,共48页，2024年2月25日，星期天7、在一固定容积的密闭容器中充入2molA和1molB，发生反应：

2A(g)+B(g)xC(g),达到平衡后，C的体积分数为W%。若维持容器体积和温度不变，按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始物质，达到平衡后，C的体积分数仍为W%，则x值为（）

A、1B、2C、3D、4BC第20页,共48页，2024年2月25日，星期天8、在恒温、恒压的条件下，向可变容积的密闭容器中充入3LA和2LB，发生如下反应：

3A（气）+2B（气）xC（气）+yD(气）达到平衡时，C的体积分数为m%。若维持温度压强不变，将0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作为起始物质充入密闭容器中,达到平衡时C的体积分数仍为m%,则的值分别为()Ax=3y=1Bx=4y=1Cx=5y=1Dx=10y=2CD第21页,共48页，2024年2月25日，星期天9、在一定条件下，AB+C(A、B、C均为气态)

可发生如下反应：若已知平衡时所得混合气体对H2的相对密度为4.25，则可推知A的相对分子质量可能为（）

A．8.5

B．17

C．16

D．34C第22页,共48页，2024年2月25日，星期天10、将1molSO2和1molO2通入密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡，平衡体系中有SO30.3mol，此时若移走0.5molO2和0.5molSO2，则反应达到新平衡时SO3的物质的量为()A、

0.3mol

B、

0.15mol

C、

小于0.15mol

D、

大于0.15mol，小于0.3molD第23页,共48页，2024年2月25日，星期天11、在一定温度下，把2molSO2和1molO2通入一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，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，维持温度不变，令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量。如果a、b、c取不同的值，它们必须满足一定的关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的物质的量仍与上述平衡时完全相同。填写下列空白：（1）若a=0,b=0,则c=

。（2）若a=0.5，则b=

,c=

。（3）a、b、c取值满足的一般条件是（用两个方程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c）

、

。第24页,共48页，2024年2月25日，星期天练习1将2molSO2和2molSO3气体混合于某固定体积的密闭容器中，在一定条件下反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达平衡。平衡时SO3为wmol。相同温度下，分别按下列配比在相同体积的容器中反应，反应达平衡时，SO3物质的量仍为wmol的是（）A.2molSO2+1molO2

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

D.3molSO2+1.5molO2+1molSO3第25页,共48页，2024年2月25日，星期天练习2某恒温恒压下，向可变容积的密闭容器中充入3LA和2LB，发生如下反应：3A(g)+2B(g)

xC(g)+yD(g)达到平衡时，C的体积分数为w%，若维持温度、压强不变，将0.6LA、0.4LB，4LC、0.8LD作为起始物质充入密闭容器中，达到平衡时C的体积分数仍为w%，则x，y的值分别为（）

A.x=3,y=1B.x=4,y=1

C.x=5,y=1D.x=2,y=3第26页,共48页，2024年2月25日，星期天例2（2004·北京理综）在一定温度下，一定体积的密闭容器中有如下平衡：

H2(g)+I2(g)2HI(g)

已知H2和I2的起始浓度均为0.10mol·L—1时，达平衡时HI的浓度为0.16mol·L—1。若H2和I2的起始浓度均变为0.20mol·L—1，则平衡时H2的浓度（mol·L—1）是（）

A.0.16B.0.08

C.0.04D.0.02第27页,共48页，2024年2月25日，星期天例3

（2004·天津理综）一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2，发生下列反应：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）达到平衡后改变下述条件，SO3气体平衡浓度不改变的是（）保持温度和容器体积不变，充入1molSO3（g）B.保持温度和容器内压强不变，充入1molSO3（g）C.保持温度和容器内压强不变，充入1molO2（g）D.保持温度和容器内压强不变，充入1molAr（g）第28页,共48页，2024年2月25日，星期天练习３如图所示，向A中充入1molX和lmo1Y，向B中充入2molX和2molY，起始Va=Vb=aL，在相同温度和有催化剂的条件下，两容器中各自发生下列反应：X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)；

△H>0，达到平衡时，VA=1.2aL。则：

(1)反应开始时，B容器中化学反应速率_______A容器中的化学反应速率(填“大于”、“小于”或“等于”)；(2)A容器中X的转化率为__________，且B容器中X的转化率__________A容器中X的转化率；(填“大于”、“小于”或“等于”)；

(3)打开K一段时间达到新平衡时，A的体积为____________(连通管中气体体积不计)

。第29页,共48页，2024年2月25日，星期天ABX(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)；

△H>0，起始：1molX，1molY2molX，2molY(1)反应开始时，B容器中化学反应速率_______A容器中的化学反应速率(填“大于”、“小于”或“等于”)；大于第30页,共48页，2024年2月25日，星期天ABX(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)；

△H>0，起始：1molX，1molY2molX，2molY平衡：AB1.2aL(2)A容器中X的转化率为__________，且B容器中X的转化率__________A容器中X的转化率；(填“大于”、“小于”或“等于”)；40％大于第31页,共48页，2024年2月25日，星期天ABX(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)；

△H>0，起始：1molX，1molY2molX，2molY平衡：AB3.6aL(3)打开K一段时间达到新平衡时，A的体积为____________(连通管中气体体积不计)

。2.6L第32页,共48页，2024年2月25日，星期天练习４（2003·全国化学）I．恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下发应：A（气）＋B（气）C（气）（1）若开始时放入1molA和1molB，到达平衡后，生成amolC，这时A的物质的量为

mol。（2）若开始时放入3molA和3molB，到达平衡后，生成C的物质的量为

mol。（3）若开始时放入xmolA，2molB和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3amol，则x＝

mol，y＝

mol。平衡时，B的物质的量

（选填一个编号）（甲）大于2mol（乙）等于2mol（丙）小于2mol（丁）可能大于、等于或小于2mol作出此判断的理由是

。（4）若在（3）的平衡混合物中再加入3molC，待再次到达平衡后，C的物质的量分数是

。第33页,共48页，2024年2月25日，星期天练习5在一密闭容器中，保持一定温度，进行如下反应：

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。已知加入lmolN2和3molH2，在恒压条件下，达至平衡时生成amolNH3，[见下表中编号(1)的一行]；在恒容条件下，达到平衡时生成bmolNH3[见下表中编号(4)的—行]。若相同条件下，达到平衡时混合物中各组分的百分含量不变，请填空：

第34页,共48页，2024年2月25日，星期天第35页,共48页，2024年2月25日，星期天[例5]在一定温度下，将2molN2和6molH2充入固定容积的密闭容器中，发生N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，达到化学平衡后，若保持温度不变，令a、b、c分别为N2、H2、NH3的物质的量，重新建立平衡，混合物中个物质的量仍和上述平衡相同，请填空：（1）若a=0，b=0，则c=———。

（2）若a=1，c=2，则b=————。（3）若a、b、c取值必须满足的一般条件为（用两个式子表示，一个只含a和c，一个只含b和c————————、

————————。4

3a+c/2=2b+3c/2=6第36页,共48页，2024年2月25日，星期天[变式练习1]在一个固定容积的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生2A(g)＋B(g)3C(g)+D(g)，达到化学平衡时，C的浓度为pmol/L。若保持温度容积不变，改变起始物质的用量，达到平衡后，C的浓度仍为pmol/L的是（）。A.4molA+2molBB.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC.3molC+1molD+1molAD.3molC+1molDBD第37页,共48页，2024年2月25日，星期天[变式练习2]在一定温度下，把1molCO和2molH2O通入一个密闭容器中，发生如下反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，一定时间后达到平衡，此时，CO

的物质的量为nmol，若维持温度不变，改变起始加入物质的物质的量，平衡时CO物质的量仍为nmol的是（）。A.1molCO２、2molH２

B.0.2molCO２、0.2molH２、0.8molCO、1.8molH2OC.1molCO２、1molH2OD.1molCO２、1molH２、1molH2OBD第38页,共48页，2024年2月25日，星期天2.恒温、恒容时，反应前后气体体积不变（等计量系数）的可逆反应，只要反应物（或生成物）的物质的量比例与起始状态相等，则二平衡等效。3.恒温、恒压时，改变起始加入量，只要按化学计量数换算成平衡式左右两边同一边物质的量之比与原状态相同，则二平衡等效。第39页,共48页，2024年2月25日，星期天[例6]在温度、压强不变时，将1molN2和4molH2充入一个装有催化剂容积可变的密闭容器中，发生:N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，达到化学平衡后生成amol的NH3，在相同温度和压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变，填表：

已知

编号起始物质的量（mol）平衡时NH3的量

(mol)N2H2NH3140a①1.560②10.5a③mn(n≥4m)1.5a00.52(n-4m)(n-3m)a第40页,共48页，2024年2月25日，星期天N2+3H22NH3mn2xm+xn+3x0:(m+x)(n+3x)=1:4n+3x=4m+4xx

=

n-4m2x

=2（n-4m）m+x=m+(n-4m)=n-3m相当于140a平衡时NH3（m+X）a第41页,共48页，2024年2月25日，星期天[变式练习3]某温度下，向某密闭容器中加入1molN2和3molH2,使之反应合成NH3，平衡后测得NH3的体积分数为m。若T不变，只改变起始加入量，使之反应平衡后NH3的体积分数仍为m，若N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示应满足：

（1）恒定T、V：

①若X=0，Y=0，则Z=

。

②若X=0.75，Y=

，Z=

。

③

X、Y、Z应满足的一般条件是

、

。2mol2.25mol0.5molY+3Z/2=3X+Z/2=1第42页,共48页，2024年2月25日，星期天（2）恒定T、P：①若X=0、Y=0，则Z

。

②若X=0.75,则Y

，Z

。

③X、Y、Z应满足的一般条件是

。>0=2.25mol≥0Y=3X，Z≥0第43页,共48页，2024年2月25日，星期天[变式练习5]恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：

A(g)＋B(g)C(g)

①若开始时放入1molA和1molB，到达平衡后，生成amolC，这时A的物质的量为______mol。

②若开始时放入3molA和3molB，到达平衡后，生成C的物质的量为______mol。1-a3a第44页,共48页，2024年2月25日，星期天[变式练习5]恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：