高中化学等效平衡

1、1等效平衡化学平衡图像题2 对于同一可逆反应，当外界条件一定时，对于同一可逆反应，当外界条件一定时，该反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，该反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，或是正逆反应同时进行，只要或是正逆反应同时进行，只要反应物或生成物反应物或生成物满足一定的配比满足一定的配比，达平衡时，达平衡时，任何相同的组分任何相同的组分的百分含量的百分含量（体积、物质的量）（体积、物质的量）均对应相同均对应相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。这样的化学平衡互称为等效平衡。相同温度、相同温度、 相同容积相同容积 相同温度、相同压强相同温度、相同压强研究等效平衡的方研究等效平衡的方法是：法是：

2、等效转换等效转换等效平衡的等效平衡的基本标志基本标志一、等效平衡的概念一、等效平衡的概念 3二二. .等效平衡的分类等效平衡的分类条件条件反应特征反应特征等效标志等效标志 转化方法转化方法内在关系内在关系恒恒T、Vm+np+q各种量完各种量完全相等或全相等或成比例成比例(1)逆推还逆推还原法或归原法或归零法零法(2)模拟容模拟容器法器法等量等量 等效等效恒恒T、Pm +n=p+q等比等比 等等效效才才即说明说明:1.:1.各种量相等或成比例是这些量各种量相等或成比例是这些量: :体积分数、质量分数、浓体积分数、质量分数、浓度、物质的量、密度、平均摩尔质量；度、物质的量、密度、平均摩尔质量；2.

3、2.在恒温恒容条件下在恒温恒容条件下, ,各种量都完全相同各种量都完全相同, ,故也称故也称”等同平衡等同平衡”3.在恒温恒容下在恒温恒容下,若反应为等体积变化若反应为等体积变化,只要等比即等效只要等比即等效,但如果给但如果给出的出的标志标志是是浓度浓度相等相等,这时就必须为等量才等效这时就必须为等量才等效4.对于等体积反应对于等体积反应,不管是恒温恒容或恒温压不管是恒温恒容或恒温压,只要等比即等效只要等比即等效4等效平衡中常见比较的几个量等效平衡中常见比较的几个量m+np+q等温等体积等温等体积等温等压等温等压 两平衡中各量的关系两平衡中各量的关系n%(v%)浓度浓度 n密度密度M相相 等等

4、相相 等等相相 等等相相 等等相相 等等相相 等等相相 等等相相 等等相相 等等成比例成比例5等效平衡中常见比较的几个量等效平衡中常见比较的几个量m +n=p+q等温等体积等温等体积等温等压等温等压 两平衡中各量的关系两平衡中各量的关系n%(v%)浓度浓度 n密度密度M相相 等等相相 等等相相 等等相相 等等相相 等等成比例成比例成比例成比例成比例成比例相等相等成比例成比例6SO2 a molO2 b molSO3 c molSO2 a molO2 b molSO3 c molSO2 K a molO2 kb molSO3 kc mol平衡状态平衡状态()()平衡状态平衡状态()()平衡状态平

5、衡状态()()等同平衡等同平衡2SO2 (g)+O2 (g) 2SO3（g）倍比平衡倍比平衡7起始起始(mol) 2 1 0平衡平衡(mol)(mol) x y z起始起始(mol) 4 2 0平衡平衡(mol) 2x? 2y ? 2z ?2SO2 (g)+O2 (g) 2SO3（g）问题一问题一: :恒温恒压条件下恒温恒压条件下等效平衡等效平衡恒温恒温恒压恒压8SO2 xmolO2 ymolSO3 zmolSO2 xmolO2 ymolSO3 zmol恒温、恒压下按倍数加料起始起始平衡平衡平衡平衡SO2 2 molO2 1 molSO3 0 mol起始起始SO2 xmolO2 ymolSO3

6、 zmol2SO2 (g)+O2 (g) 2SO3（g）SO2 2 molO2 1 molSO3 0 molSO2 2 molO2 1 molSO3 0 molSO2 2x molO2 2y molSO3 2z mol9起始起始(mol) 2 1 0平衡平衡(mol)(mol) x y z起始起始(mol) 4 2 0平衡平衡(mol) 2x? 2y ? 2z ?2SO2 (g)+O2 (g) 2SO3（g）问题二问题二: :恒温恒容条件下恒温恒容条件下等效平衡等效平衡恒温恒温恒压恒压10缩积方缩积方 向移动向移动起始起始?2SO2 (g)+O2 (g) 2SO3（g）恒温、恒容下按倍数加料恒

7、温、恒容下按倍数加料起始起始SO2 x mol O2 y molSO3 z mol平衡状态平衡状态SO2 2 mol O2 1 mol SO3 0 molSO2 2 mol O2 1 mol SO3 0 molSO2 x mol O2 y molSO3 z molSO2 x mol O2 y molSO3 z mol充入充入SO2 2x mol O2 2y molSO3 2z mol相当相当 于加压于加压平衡状态平衡状态SO2 2 mol O2 1 mol SO3 0 mol充入瞬时态充入瞬时态11思考思考在恒温恒容下在恒温恒容下，按不同的投料方式进行反应，按不同的投料方式进行反应，平衡后各体

8、系内相同组分浓度是否对应相同平衡后各体系内相同组分浓度是否对应相同 ？三条途径最终达同一平衡三条途径最终达同一平衡 1、 N2 + 3H2 2NH3 (1) 1mol 4mol 0mol (2) 0mol 1mol 2mol (3) 0.5mol 2.5mol 1mol 1mol (3+1)mol 0mol(0.5+0.5)mol (2.5+1.5)mol 0mol122、 CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)(1) 1mol 1mol 0 mol 0 mol(2) 0 mol 0 mol 2 mol 2 mol“一边倒一边倒” 2 mol 2 mol 0 mol 0 m

9、ol(3) 0 mol 1 mol 1 mol 1 mol“一边倒一边倒” 1mol 2 mol 0 mol 0 mol13 在定温定容的条件下，对于在定温定容的条件下，对于反应前反应前后气体分子数后气体分子数改变改变的可逆反应，只改变的可逆反应，只改变起始加入物质的物质的量，如通过可逆起始加入物质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数比换算成反应的化学计量数比换算成同一边同一边物质物质的物质的量与原平衡相同的物质的量与原平衡相同，则两平衡等，则两平衡等效效.1 1、定温（、定温（T T）定容（）定容（V V）条件下的等效平衡）条件下的等效平衡规律规律14 例例1 在一个在一个固定体积固定体积

10、的密闭容器中，加入的密闭容器中，加入2molA和和2molB，发生如下反应：，发生如下反应：2A（气）（气）+ 2B（气）（气） 3C（气）（气）+ D（气），（气），达到平衡时，达到平衡时，C的浓度为的浓度为Wmol/L,若维持容器体若维持容器体积和温度不变积和温度不变,按下列配比作为起始物质达到平按下列配比作为起始物质达到平衡后衡后,C的浓度仍为的浓度仍为Wmol/L的是（的是（ ） A 2molA+1molB+3molC+1molD B 3molC+1molD+1molB C 3molC+1molD D 1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD C15 2A（g）+ 2

11、B（g） 3C（g）+ D（g） 2mol 2mol 0mol 0molA 2mol 1mol 3mol 1mol 4mol 3mol 0mol 0mol B 0mol 1mol 3mol 1mol 2mol 3mol 0mol 0molC 0mol 0mol 3mol 1mol D 1mol 0.5mol 1.5mol 0.5mol 2mol 1.5mol 0mol 0mol16例例2 2：一定温度下，往一：一定温度下，往一固定容积固定容积密闭容器中，密闭容器中，通入通入1molNO1molNO2 2发生如下反应：发生如下反应：2NO2NO2 2(g) N(g) N2 2O O4 4(g)(

12、g)，达平衡时，再向容，达平衡时，再向容器内通入器内通入1mol1mol的的NONO2 2，重新达平衡后，与第，重新达平衡后，与第一次平衡时相比，一次平衡时相比，NONO2 2的体积分数（）的体积分数（） A A、不变、不变 B B、增大、增大C C、减小、减小 D D、无法判断、无法判断C思考思考: :如果达平衡时，再向容器内通入的是如果达平衡时，再向容器内通入的是1mol N1mol N2 2OO4 4(g),(g),结论又如何呢结论又如何呢? ?17例例3 在一固定容积的密闭容器中充入在一固定容积的密闭容器中充入2molA和和1molB，发生反应：，发生反应：2A(气气)+B(气气) x

13、C(气气),达到平衡后，达到平衡后，C的体积分数为的体积分数为W%。若维持容器体积。若维持容器体积和温度不变，按和温度不变，按0.6molA、0.3molB和和1.4molC为起始物质，达到平衡后，为起始物质，达到平衡后，C的的体积分数仍为体积分数仍为W%，则，则x值为（值为（ ） A、1 B、2 C、3 D、4B C18 例例4 在一定温度下，把在一定温度下，把2molSO2和和1molO2通入一个一通入一个一定容积的密闭容器中，发生以下反应：定容积的密闭容器中，发生以下反应：2SO2+O2 2SO3，当此反应进行到一定程度时，反应混，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。

14、现维持该温度不变，令合物就处于化学平衡状态。现维持该温度不变，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，它们必须满足一定的相互关取不同的数值，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体的含量仍系，才能保证达到平衡时反应混合物中三种气体的含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白：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取值必须满足的一般条件是(请用两

15、个方程式请用两个方程式表 示 ， 其 中 一 个 只 含表 示 ， 其 中 一 个 只 含 a 和和 c ， 另 一 个 只 含， 另 一 个 只 含 b 和和c)： ， 。2 0.25 1.5 a+c=2 b+c/2=119 例例5 将将2molSO2和和2molSO3 气体混合于固定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：体积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2(气气)+O2(气气) 2SO3 （气），平衡时（气），平衡时SO3为为n mol。相同温度下，分别按下列配比。相同温度下，分别按下列配比在相同体积的密闭容器中加入起始物质，平在相同体积的密闭容器中加入起始物质

16、，平衡时衡时SO3的物质的量大于的物质的量大于n mol的是（的是（ ）A.2mol SO2+1 molO2 B. 4molSO2+1molO2C. 2molSO2+1molO2+2molSO3 D.3molSO2+1molO2+1molSO3C D202 2、定温（、定温（T T）定压（）定压（P P）条件下的等效平衡）条件下的等效平衡 在定温定容的条件下，对于在定温定容的条件下，对于反应前反应前后气体分子数后气体分子数不变不变的可逆反应，只改变的可逆反应，只改变起始加入物质的物质的量，如通过可逆起始加入物质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一边物质反应的化学计量数比换算成同一

17、边物质的物质的量的物质的量比例比例与原平衡相同，则两平与原平衡相同，则两平衡等效衡等效.规律规律212体积体积N26体积体积H2大气大气例例6 6、在一定温度下，把、在一定温度下，把2 2体积体积N N2 2和和6 6体积体积H H2 2通入一通入一个带活塞的体积可变的容器中，活塞的一端与大个带活塞的体积可变的容器中，活塞的一端与大气相通（如图所示）。容器中发生以下反应：气相通（如图所示）。容器中发生以下反应：N N2 2+3H+3H2 2 2NH2NH3 3（放热），若达到平衡后，测得混（放热），若达到平衡后，测得混合气体的体积为合气体的体积为7 7体积。据此回答下列问题：体积。据此回答下列

18、问题：（1 1）保持上述反应温度不变，设）保持上述反应温度不变，设a a、b b、c c分别代分别代表初始加入的表初始加入的N N2 2、H H2 2和和NHNH3 3的体积，如果反应达到的体积，如果反应达到平衡时，各物质的百分含量和体积与上述平衡时平衡时，各物质的百分含量和体积与上述平衡时完全相同，那么完全相同，那么 若若a=1a=1，c=2c=2，则，则b=b= 。在此情况下，反。在此情况下，反应起始时将向应起始时将向_方向进行。方向进行。3 3逆反应逆反应222体积体积N26体积体积H2大气大气例例6 6、在一定温度下，把、在一定温度下，把2 2体积体积N N2 2和和6 6体积体积H

19、H2 2通入一个带活塞的体通入一个带活塞的体积可变的容器中，活塞的一端与大气相通（如图所示）。容器积可变的容器中，活塞的一端与大气相通（如图所示）。容器中发生以下反应：中发生以下反应：N N2 2+3H+3H2 2 2NH2NH3 3（放热），若达到平衡后，测（放热），若达到平衡后，测得混合气体的体积为得混合气体的体积为7 7体积。据此回答下列问题：体积。据此回答下列问题：（1 1）保持上述反应温度不变，设）保持上述反应温度不变，设a a、b b、c c分别代表初始加入的分别代表初始加入的N N2 2、H H2 2和和NHNH3 3的体积，如果反应达到平衡时，各物质的百分含量和体的体积，如果反

20、应达到平衡时，各物质的百分含量和体积与上述平衡时完全相同，那么积与上述平衡时完全相同，那么若需规定起始反应向逆方向进行，则若需规定起始反应向逆方向进行，则C C的范围是的范围是 。（2 2）在上述装置中，若需控制平衡后混合气体为）在上述装置中，若需控制平衡后混合气体为6.56.5体积，则体积，则可采取的措施是可采取的措施是_理由是理由是 。 1C(c)10，达到平衡时，达到平衡时，VA=1.2aL。则：。则： (1)反应开始时，反应开始时，B容器中化学反应速率容器中化学反应速率_A容器中的化学反应速率容器中的化学反应速率(填填“大大于于”、“小于小于”或或“等于等于”)；大于大于24例例7 7

21、：如图所示，向如图所示，向A中充入中充入1mol X和和lmo1 Y，向，向B中充入中充入2mol X和和2mol Y，起，起始始Va=Vb=a L，在相同温度和有催化剂的，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：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，达到平衡时，VA=1.2aL。则：。则： (2)A容器中容器中X的转的转化率为化率为_，且且A容器中容器中X的转化率的转化率_B容器容器中中X的转化率；的转化率；(填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)； 40大于大于25(3)打开打开K一段时间一段时间达到新

22、平衡时达到新平衡时，A的体积为的体积为_(连通管中气体体积不计连通管中气体体积不计) 。例例7 7：如图所示，向如图所示，向A中充入中充入1mol X和和lmo1 Y，向，向B中充入中充入2mol X和和2mol Y，起，起始始Va=Vb=a L，在相同温度和有催化剂的，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：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，达到平衡时，VA=1.2aL。则：。则： 26ABX(g)+Y(g) 2Z(g)+W (g)； H 0，起始：起始： 1molX，1molY2molX，2molY平衡：平衡

23、：AB3.6aL (3)打开打开K一段时间达到新平衡时，一段时间达到新平衡时，A的体积为的体积为_(连通管中气体体积不计连通管中气体体积不计) 。2.6aL27二、有关平衡的图像二、有关平衡的图像 分析方法和技巧分析方法和技巧 做到三看做到三看:一看一看:坐标的含义坐标的含义二看二看:曲线的形状和走向曲线的形状和走向三看三看:曲线的起点、拐点和终点曲线的起点、拐点和终点图像的类别图像的类别时间与速率、浓度、物质的百分含量、混合气时间与速率、浓度、物质的百分含量、混合气体的密度、混合气体的平均摩尔质量、物质的物体的密度、混合气体的平均摩尔质量、物质的物质的量等等质的量等等温度与物质的平衡浓度、反

24、应物的转化率等温度与物质的平衡浓度、反应物的转化率等压强与物质的平衡浓度、反应物的转化率等压强与物质的平衡浓度、反应物的转化率等28V正正V逆逆看图：化学平衡向什么方向移动？看图：化学平衡向什么方向移动？V时间时间答：逆反应答：逆反应开始。开始。 平衡向正平衡向正反应方向移反应方向移动。动。答：答： 平衡向平衡向正反应方向移正反应方向移动。动。292A(g) + B(g) 2C(g)T2 P1T1 P2T1 P1C%tP1P2 正反应是 热反应.0吸吸300浓度平衡时间曲线A或或BC时间时间浓度t1 t2 t3此图在t2时，时，如果是加热，那么Q值是大于0，还是小于0？如果是减压，那么m+n与

25、p+q的关系如何？mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)+Q31练习1 1、下图是在其它条件一定时，反应、下图是在其它条件一定时，反应2NO+O2 2NO2+ Q（Q0)中中NO 的最大转化率与温度的关的最大转化率与温度的关系曲线。图中坐标有系曲线。图中坐标有A A、B B、C C、D D、E 5E 5点，其中表点，其中表示未达平衡状态且示未达平衡状态且V V正正VV逆逆的点是的点是 。ABCEDC点点NO转化率T 032 2 2、如图所示，图中、如图所示，图中a a曲线表示曲线表示X(g) +Y(g) 2Z(g)+ W(s)+ Q的反应过程，若使的反应过程，若使a曲线变为曲线变为b曲

26、线，可采取的措施是（曲线，可采取的措施是（ ）0Z%tabA. 加入催化剂加入催化剂B. 增大增大Y的浓度的浓度C. 降低温度降低温度D. 增大体系压强增大体系压强0AD33图像题：图像题：3 3对于放热反应对于放热反应 2A(g) +B(g) 2C(g)的下列图像正确的是（）的下列图像正确的是（）AC C100100500500t tA Av逆v正vPBc(Cc(C) )t t有催化剂有催化剂无催化剂无催化剂C C1001001010A A的转化率的转化率PD34图象题图象题B4 对于达到平衡的可逆反应对于达到平衡的可逆反应: X+Y W+Z 增增大压强则反应速率的变化图象如右下图所示。大压强则反应速率的变化图象如右下图所示。据此分析据此分析 X、Y、W、Z的聚集状态是的聚集状态是 （ ）A.Z、W均为气态，均为气态，X、Y中有一种为气体中有一种为气体B. Z、W中有一种为