等效平衡【 知识精讲+备课精思+拓展提升 】 高二化学 课件（人教版2019选择性必修1）

新教材第二章化学反应速率与化学平衡化学平衡第二节第6课时等效平衡学习目标1.掌握等效平衡的的概念3.运用等效平衡解决一些实际问题２.理解几种类型的等效平衡及分析方法化学平衡状态建立的途径：温故知新

1.先加入反应物，从正反应方向开始，可以建立化学平衡状态。

2.若先加入适量生成物，从逆反应方向开始，也可以建立同样的化学平衡状态。

3.若同时加入适量反应物与生成物，从中间状态开始，一定也可以建立同样的的化学平衡状态。起始C(mol/L)210①2SO2+O22SO3

②2SO2+O22SO3002资料卡片起始浓度相当2molSO21molO22molSO3反应的起始状态不同，最后却达到相同的平衡状态一定温度时，在1L的密闭容器中发生反应：平衡C(mol/L)0.80.41.20.80.41.2相当于2molSO21molO2开始2molSO3开始SO2a%O2b%SO3c%平衡状态2SO2+O2

2SO3

恒温恒容“等效平衡”(一)等效平衡的概念(3)两平衡等效的标志：达到平衡时，各组分的含量（物质的量分数、质量分数、体积分数等）均对应相等。但各组分的物质的量、浓度可能不同，他们成倍数关系。对同一可逆反应，在相同的条件下，只是起始时加入物质的情况不同，但通过不同的途径，达到化学平衡时，反应混合物中同种物质的百分含量均相同，这样的平衡称为等效平衡。（1）相同条件：恒温、恒容或恒温、恒压（2）不同途径：①正向建立：只加反应物；②逆向建立：只加生成物；③中间建立：反应物、生成物同时加入；④分批加入：反应一段时间再投料。2molSO21molO2开始2molSO3开始SO2a%O2b%SO3c%平衡状态1molSO20.5molO21molSO3?2SO2+O2

2SO3

科学探索1恒温恒容非等体积的反应2molSO21molO2开始SO2a%O2b%SO3c%平衡状态SO2a%O2b%SO3c%平衡状态2molSO3开始SO2a%O2b%SO3c%平衡状态相当于开始加1molSO2、0.5molO2和1molSO32SO2+O2

2SO3

理解：恒温恒容下，非等体积的反应1molSO20.5molO21molSO3取其一半取其一半2molSO21molO2开始SO2a%O2b%SO3c%平衡状态SO2a%O2b%SO3c%平衡状态2molSO3开始SO2a%O2b%SO3c%平衡状态相当于开始加入0.5molSO2、0.25molO2和1.5molSO32SO2+O2

2SO3

科学探索恒温恒容过程取其1/40.5molSO20.25molO2取其3/41.5molSO3二、等效平衡的三种情况和判断方法判断方法：特点：两次平衡时各组分百分量、n、c均相同情况1、恒温恒容条件下非等体积的反应TV

一定2SO2+O22SO3非等体积的反应：例如：即“一模一样”，绝对等效N2+3H22NH3一边归零后，等于起始量，即“等量”加料时平衡等效

把不同的起始状态，通过化学方程式中的计量数，换算成同一边物质(反应物一边或生成物一边)，如果各反应物或生成物的________相等，则是等效平衡。物质的量平衡时(mol)：xyz平衡时体积分数：a%b%c%

2SO2+O2

2SO3

若起始(mol)：4202molSO2

1molO22molSO2

1molO2SO2a%O2b%SO3c%理解：恒温恒容下，SO2a%O2b%SO3c%SO2a%O2b%SO3c%加压非等体积的反应不等量加料平衡不等效（此为放缩法）4molSO2

2molO2开始SO2<a%O2<b%SO3>c%平衡状态起始(mol)：2102molSO2

1molO2开始平衡状态SO2a%O2b%SO3c%TV

一定N2+3H22NH3起始(mol)：230非等体积的反应：②起始(mol)：102①“等量”加料时平衡等效一边“归零”后：01+10+3③起始(mol)：1.5

1.5101.5+0.51.5+1.5④起始(mol)：x

yz

0等于起始量：一边“归零”后：

=2，

=3时，①④平衡时等效一边“归零”后：=2=3换换换理解：230230平衡(mol)：ABC平衡体积分数：a%b%c%

(2+2)molA+(1+1)molB2molA+(1+1)molB2molA+1molB(1+1)molA+(0.5+0.5)molBDE恒温恒容2.在一定的温度下，把2molSO2和1molO2通入一定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO2

+O2

2SO3,当此反应进行到一定的程度时，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(mol)。如果a、b、c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百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白：(1)若a=0、b=0，则c=

，(2)若a=0.5，则b=

，c=

，(3)a、b、c取值必须满足一般的条件是(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)

，

。20.251.5a+c=2

b+c/2=1

①I21mol

H21mol

HI

0mol

是否为同一平衡状态平衡状态T、V不变

③I2

0mol

H2

0mol

HI

2mol

②I22mol

H22mol

HI

0mol

④I20mol

H20mol

HI

4mol

以上2种情况中达到平衡后，I2、H2、HI的组成百分比是否一定相同的？H2(g)+I2(g)

2HI(g)相同，它们是等效平衡①③为相同的平衡状态②④为相同的平衡状态问题：两次平衡时各组分百分量相同，但是n、c成倍数关系科学探索2二、等效平衡的三种类别和判断方法判断方法：特点：情况2、恒温恒容条件下等体积的反应TV

一定等体积的反应：例如：改变起始加入情况，若“一边归零”之后，对应物质的物质的量之比与原平衡相同，则二平衡等效。即“物质成比例”，相对等效“等比”加料时平衡等效H2(g)+I2(g)

2HI(g)两次平衡时各组分百分量相同，n、c同比例变化TV

一定起始(mol)：120平衡(mol)：ABC平衡体积分数：a%b%c%等体积的反应：②起始(mol)：012①“等比”加料时平衡等效一边“归零”后：00+11+1③起始(mol)：1.5

3.5101.5+0.53.5+0.5④起始(mol)：x

yz

0等于起始量之比：一边“归零”后：

)=1:2时，①④平衡时等效一边“归零”后：换换换理解：H2(g)+I2(g)

2HI(g)1：2：①②平衡时“一模一样”①③平衡时各物质百分含量相等，物质的量、浓度等成2倍关系2:43.在一固定容积的密闭容器中充入2molA和1molB，发生反应：2A(气)+B(气)xC(气),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(2)若反应前后气体体积不相等，要保持C的体积分数不变，两种情况的起始量必须相等，1.4molC必须转化为1.4molA和0.7molB，所以x=2成立。此种情况是等同平衡，也一定等效。解析：2A(气)+B(气)

3C(气)(1)若反应前后气体体积不变，则x=3，①起始(mol)：210②起始(mol)：0.60.31.4C完全转化成A和B生成的量之比等于2：1，所以x=3成立。此种情况是等效平衡而不等同。二、等效平衡的三种类别和判断方法特点：情况3、恒温恒压条件下的可逆反应即“物质的量成比例”，相对等效“等比”加料时平衡等效TP一定此时，不管什么样的可逆反应，两次平衡时各组分百分量、c

相同，n同比例变化2SO2+O2

2SO3

起始(mol)：210平衡(mol)：xyz平衡时体积分数:

a%b%c%

开始SO2a%O2b%SO3c%平衡状态2molSO2

1molO2若起始(mol)：4202molSO2

1molO22molSO2

1molO2SO2a%O2b%SO3c%SO2a%O2b%SO3c%4molSO2

2molO2SO2a%O2b%SO3c%理解：恒温恒压下，按等比加料形成等效平衡4.在一个的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生下述反应：

达到平衡时，C的浓度为1.2mol/L,C的体积分数为a%。若维持容器的压强和温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍是1.2mol/L（或C的体积分数仍是a%）的是A、3molC+1molDB、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC、1molA+0.5molB+1.5molCD、4molA+2molBA

B

D总结等效平衡的条件:m+n≠p+q：“等量”加料时平衡等效m+n=p+q：“等比”加料时平衡等效1、如果恒温恒容(TV固定)：2、如果恒温恒压(TP固定)“等比”加料时平衡等效等效平衡问题mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)等效类型全等效平衡相似等效平衡相似等效平衡条件恒温恒容恒温恒容恒温恒压反应的特点体积不相等的可逆反应体积相等的可逆反应任何可逆反应起始投料平衡特点质量分数相同相同相同浓度相同成比例相同(气体)物质的量相同成比例成比例“等量”投料“等比”投料“等比”投料1.A、B两容器，A容器容积固定，B容器容积可变。一定温度下，在A中加入2molN2和3molH2，当

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应达平衡时，生成的NH3的物质的量为m。相同温度下，保持B的容积为A的一半，并加1molNH3，当B中反应达平衡时，要使B中各物质的质量分数与上述A容器中达到平衡时相同，则起始时应加入

molN2和

molH2AB0.501molNH32molN23molH2？molN2？molH2VV/2A2molN23molH21molN21.5molH2恒温恒容非等体积的反应，“等量”加料时平衡等效(B与此容器相当)2.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，达到平衡后，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，C的物质的量是3amol，x=

mol.(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC，待再次到达平衡后，C的物质的量是

mol.1-a3a26a3.恒温恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：

H2(g)+Br2(g)2HBr(g)已知加入1molH2和2molBr2时，达到平衡后，生成amolHBr，(见下表“已知”项)。在相同的条件下，改变起始加入情况，填写表中空白：编号

起始状态(mol)平衡时HBr物质的量(mol)H2Br2HBr已知120a(1)240(2)10.5a2a00.54.在2L的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生反应2A(g)+B(g)2C(g)+D(s)，达平衡时，C的浓度为0.4mol/L，若维持容器的体积和温度不变，加入0.2molA、0.1molB和一定量的C、D，达到平衡时，C的浓度仍为0.4mol/L，则C和D的起始物质的量应分别满足：

。n(C)=1.8moln(D)≥0.5mol2mol

1mol

0mol0mol平衡:1.20.60.80.42A(g)+B(g)2C(g)+D(s)起始：解析：0.20.1n(C)n(D)根据“等量加料”平衡等效，可推n(C)=1.8mol，n(D)=0.9mol但是D为固体，而且平衡时剩余0.4mol,抽走D物质，不影响平衡，所以n(D)≥0.5mol利用等效平衡的方法解决不等效平衡的问题例1、在相同容积的甲、乙密闭容器中分别充入2mol的SO2和1molO2，使它们在一定温度下反应，并达新平衡：2SO2+O2

2SO3(g)。若甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变。当甲中SO2的转化率为25%时，乙中SO2的转化率为()A.25%B.大于25%C.小于25%D.无法判断Bα(SO2)甲==25%达平衡达平衡α(SO2)乙==？压缩体积，相当增大P∴平衡正向移动

乙压强不变,体积必定减小例2、在相同温度下，有相同体积的甲、乙两容器，甲容器中充入1gN2和1gH2，乙容器中充入2gN2和2gH2。下列叙述中，错误的是（）A．化学反应速率：乙＞甲 B．平衡后N2的浓度：乙＞甲C．H2的转化率：乙＞甲 D．平衡混合气中H2的体积分数：乙＞甲√√Ⅹ√D特别强调：学会画图建立模型，设计一些等效平衡的中间状态,再利用平衡移动原理来进行求解，是解很多化学平衡问题的常用技巧！利用等效平衡的方法解决不等效平衡的问题

若为容积固定的容器，可利用平衡常数与浓度商的关系解题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保持温度和压强不变A．均减半VV/22VB．均加倍4mol

2mol

4molA:2mol

1mol

2molB:8mol

4mol

8mol平衡均不移动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.均减少1mol2A(g)+B(g)2C(g)保持温度和压强不变4mol

2mol

4mol相当此时再抽走0.5molB,平衡逆向移动10.51等效平衡V/4n(A)=1n(B)=0.5n(C)=1相当此时再加入0.5molB,平衡正向移动

C平衡不移动平衡正向移动平衡逆向移动迁移练习2．将1moLSO2和1moLO2通入固定容积密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡，平衡时SO3为0.2moL，此时若移去0.5moLSO2和0.5moLO2，在同一温度下反应达到新的平衡时，SO3的物质的量是A．0.2moLB．0.1moLC．小于0.1moLD．大于0.1moL，小于0.2moLC1molSO21molO22SO2+O2

2SO3(g)平衡时SO3为0.2moL0.5molSO20.5molO2平衡时SO3为

moL取其一半的量0.5molSO20.5molO20.1恢复体积平衡时SO3为

moL?P↓,平衡向体积增大方向移动即，逆向移动

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”)；②A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)1molXlmo1Y2molX2mo1Y大于40％小于2.6aL3.6aL[感知高考]

【2018高考全国理综Ι卷28题】28.(15分)采用N2O5为硝化剂是一种新型绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题：⑴1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到N2O5，该反应的氧化产物是一种气体，其分子式为

.【解析】（1）氯气在反应中得到电子作氧化剂，硝酸银中Ag元素、N元素都是最高价，不会被氧化，故只有-2价的氧元素化合价会升高，氧化产物是O2；O2⑵F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了250C时N2O5(g)分解反应:其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强P随时间t的变化如下表所示(t=∞时，N2O5(g)完全分解)：t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1①已知：2N2O5(g)=2N2O4(g)+O2(g)△H=-4.4KJ/mol2NO2(g)=N2O4(g)△H=-55.3KJ/mol则N2O5(g)=2NO2(g)+0.5O2(g)的△H=

KJ/molⅰ÷2－ⅱ即得到N2O5(g)＝2NO2(g)+1/2O2(g)ⅰⅱ所以：△H＝(-4.4÷2+55.3)KJ/mol=＋53.1kJ/mol＋53.1【解析】[感知高考]

【2018高考全国理综Ι卷28题】t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1②研究表明，N2O5(g)分解的速率v=2×10-3×PN2O5(kPa/min)。t=62min时，测得体系PO2=2.9kPa,则此时PN2O5=

kPa，v=

kPa/min)阿伏加德罗定律推论：同T同V时，气体压强之比等于物质的量之比关键：[感知高考]

【2018高考全国理综Ι卷28题】⑵F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了250C时N2O5(g)分解反应:其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强P随时间t的变化如下表所示(t=∞时，N2O5(g)完全分解)：t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1②研究表明，N2O5(g)分解的速率v=2×10-3×PN2O5(kPa/min)。t=62min时，测得体系PO2=2.9kPa,则此时PN2O5=

kPa，v=

kPa/min)2N2O5(g)4NO2(g)+O2起始压强(kPa):同T同V时，气体压强之比等于物质的量之比【解析②】35.8000--62min内变化压强(kPa):5.82.962min压强(kPa)：30.02.930.0V

=2×10-3×PN2O56.0×10-2=2×10-3×30.0=6.0×10-2(kPa·min-1)[感知高考]

【2018高考全国理综Ι卷28题】⑵F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了250C时N2O5(g)分解反应:其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强P随时间t的变化如下表所示(t=∞时，N2O5(g)完全分解)：t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1③若提高反应温度至350C，则N2O5(g)完全分解后体系压强P∞(350C)

63.1kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是：

.大于温度提高，体积不变，总压强提高；NO2二聚为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，总压强提高。⑵F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了250C时N2O5(g)分解反应:其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强P随时间t的变化如下表所示(t=∞时，N2O5(g)完全分解)：t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1④250C时，N2O4(g)

2NO2(g)反应的平衡常数Kp=

kPa

(Kp为以分压表示的平衡常数，计算结