【课件】+等效平衡-（人教版2019选择性必修1）

、选择性必修1(人教版2019)第二章·化学反应速率化学平衡第二节

化学平衡第5课时等效平衡及其分析2SO2+O2

2SO3起始C(mol/L)210平衡C(mol/L)0.80.41.22SO2+O2

2SO30020.80.41.2上面两个平衡有什么关系呢？2SO2+O2

2SO3

★化学平衡的建立与途径无关

SO2a%O2b%SO3c%平衡状态2molSO2

1molO2

开始2m0lSO3

开始1molSO2

0.5molO2

1molSO3

开始★化学平衡的建立与加入的次数无关再向平衡体系中加入1molSO2、0.5molO22SO2+O2

2SO3

2molSO21molO2开始SO2a%O2b%SO3c%平衡状态1molSO20.5molO2开始平衡状态SO2x%O2y%SO3z%目录等效平衡思想的应用02等效平衡的概念和类型01习学目标1.了解等效平衡的定义2.理解常见的平衡等效类型3.掌握分析平衡问题的几种方法NO.1等效平衡的概念和类型

在一定的条件下，可逆反应不论采取何种途径，即无论反应从正反应方向还是从逆反应方向开始，无论是将反应物一次性投入还是分批投入，只要达到平衡后，各相同组分的百分含量相同，就视为等效平衡。1、条件：恒温恒容恒温恒压2、等效标志：相同组分的百分含量相同（物质的量分数或质量分数）3、判断方法：极限转化法（一边倒）一、等效平衡的概念1、平衡后，物质的量和之前完全一样。一定是等效平衡全等平衡2、平衡后，物质的量成比例改变。等比等效全等平衡和等比等效平衡又是如何建立的呢？思考：条件改变，再次达到平衡后，相同组分的百分含量在什么情况下能相同？二、等效平衡的类型及判断方法1、根据反应条件(恒温恒容或恒温恒压)以及可逆反应的气体系数特点，将等效平衡分成四种情况。即：恒温恒容(△n(g)=0)、恒温恒容(△n(g)≠0)

恒温恒压(△n(g)=0)、恒温恒压(△n(g)≠0)2、根据达到等效平衡时的结果，将等效平衡分成全等平衡和等比等效两种。思考：分别往2个恒温恒容容器内加1molH2、1molI2和2molH2、2molI2发生反应H2(g)+I2(g)

2HI(g)，达到平衡时，是否为等效平衡？

1molH21molI2B1molH21molI2B2molH22molI2B1molH21molI2B1molH21molI2B2molH22molI2B等比等效H2a%I2b%HI

c%平衡状态Ⅰ1molH21molI2A建模思维2molH21molI2500℃2molH21molI21L1L

恒温恒容下，H2(g)＋I2(g)

2HI(g)途径1起始

2mol1mol

0途径2起始1mol01mol途径3起始4mol2mol

0途径4起始3mol1mol2mol2molH21molI21500℃1L2molH21molI22molH21molI24molH22molI23500℃1L途径2、3、4与途径1等效吗？2平衡不移动加压等效①反应前后气体分子数不发生变化的可逆反应也就是△n(g)=0的可逆反应2molH21molI21500℃1L平衡状态HI%＝an(

H2)＝b4molH22molI23500℃1L平衡状态HI%＝an(

H2)＝2b一边倒，等比例；

ω%对应相等n、c成倍数关系恒温恒容条件下等效平衡的条件[例1]恒温恒容时对于反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)下列条件能与下图达到等效平衡的是（）1molH22molI2开始H2a%I2b%HI

c%平衡状态A.1molI2+2molHIB.2molH2+4molI2C.1molH2+1molI2+2molHID.2.5molH2+5.5molI2+1molHI（120）（240）（220）（360）ABD极限转化或一边倒结论：恒温恒容△n(g)=0的可逆反应，极限转化后，起始组分的物质的量比相等，则为等效平衡。思考：从上题中，你能得出什么结论？SO2a%O2b%SO3c%平衡状态1molSO2

1molO2A1molSO21molO2B1molSO21molO2B2molSO22molO2B1molSO21molO2B1molSO21molO2B2molSO22molO2B非等效平衡！思考：分别往2个恒温恒容容器内加1molSO2、1molO2和2molSO2、2molO2发生反应2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)，达到平衡时，是否为等效平衡？

②反应前后气体分子数发生变化的可逆反应恒温恒容：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)途径1起始2mol1mol0途径2起始0mol0mol2mol途径3起始0.5mol

??途径4起始amolbmolcmol思考：（1）途径3中O2(g)和SO3(g)的起始量为多少,到达平衡时可与途径1等效?（2）途径4中a、b、c符合怎样的关系达到平衡状态时与途径1等效?1.5mol0.25mola+c=22b+c=2恒温恒容条件下等效平衡的条件也就是△n(g)≠0的可逆反应处理方法把不同的起始状态，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物质的量相等，则是等效平衡。[例3]在一个1L的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生下述反应：2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)达到平衡时，C的体积分数为a%。维持容器的体积和温度不变，按下列配比作为起始物质，达平衡后，C的体积分数仍为a%是A、3molC+1molDB、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC、1molA+0.5molB+1.5molCD、4molA+2molBA、BH2a%I2b%HI

c%平衡状态H2a%I2b%HI

c%平衡状态H2a%I2b%HI

c%平衡状态1molH21molI2A1molH21molI2B1molH21molI2B2molH22molI2BH2a%I2b%HI

c%等效平衡思考：分别往2个恒温恒压容器内加1molH2、1molI2和2molH2、2molI2发生反应H2(g)+I2(g)

2HI(g)，达到平衡时，是否为等效平衡？

2molSO2

1molO2途径1SO2a%O2b%SO3c%2molSO2

1molO22molSO2

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

2molO2途径2平衡状态平衡状态恒温恒压条件下等效平衡的条件

2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)途径1起始2mol1mol

0途径2起始4mol2mol

0途径1和2是否为等效平衡？一一边倒，等比例；ω%、c对应相等n成倍数关系[例4]在一密闭容器中，加入2molA和1molB，发生下述反应：2A(g)+B(g)3C(g)+D(s)达到平衡时，C的浓度为1.2mol/L。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的浓度仍为1.2mol/L的是()A、0.3molC+0.1molDB、1.6molA+0.8molB+0.6molC+0.2molDC、3molC+1molD+1molBD、4molA+2molBA、B、D

恒温恒压△n(g)=0的可逆反应，极限转化后，起始组分的物质的量比相等，则为等效平衡。结论：SO2a%O2b%SO3c%平衡状态ⅡSO2a%O2b%SO3c%SO2a%O2b%SO3c%1molSO21molO2B1molSO21molO2B2molSO22molO2BSO2a%O2b%SO3c%平衡状态Ⅰ1molSO21molO2A等效平衡思考：分别往2个恒温恒压容器内加1molSO2、1molO2和2molSO2、2molO2发生反应2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)，达到平衡时，是否为等效平衡？

结论：恒温恒压条件下的可逆反应，极限转化后，起始组分的物质的量比相等，则为等效平衡。2molSO21molO2B2molSO21molO2B4molSO22molO2B等效平衡2molSO21molO2B2molSO21molO2B恒温恒压

(△n(g)≠0)2SO2+O2

2SO3

SO2a%O2b%SO3c%平衡状态Ⅰ2molSO21molO2A[例5]在一定温度下，一个压强恒定的密闭容中发生反应2A(g)+B(g)

3C(g)+D(g)，根据下表有关数据分析恒温、恒压达平衡时D的体积分数（分别选填a%或b%a≠b）

ABCD平衡时D的体积分数

起始充入2mol1mol001mol0.5mol1.5mol0.5mol4mol2mol002mol2mol00a%a%a%b%(a≠b)等效平衡小结条件等效条件结果(n、c、ρ、p关系)恒温恒容(△n(g)≠0)(△n(g)=0)恒温恒压量同。即全等平衡比同。即等比就等效比同。即等比就等效n、c、ρ、p均相同

n、c、ρ、p同比例变化c、ρ、p相同n、V成比例

1、在一个1L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%),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、D2．在恒温恒容条件下，按下列四种情况分别建立平衡，其中为等效平衡的是-----------。N2(g)＋3H2(g)2NH3①1mol3mol0mol②0mol0mol2mol③0.5mol1.5mol1mol④1mol3mol2mol①②③3.有一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和1molB发生反应，2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)达到平衡时，C的浓度为Wmol/L，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C的浓度仍为Wmol/L的是（）A．4molA+2molB

B．2molA+1molB+3molC+1molDC．3molC+1molD+1molBD．3molC+1molDE、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD恒温恒容(2+2)molA+(1+1)molB2molA+(1+1)molB2molA+1molB(1+1)molA+(0.5+0.5)molBDE

4.在恒温、恒压的条件下，向可变容积的密闭容器中充入3L

A和2L

B，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，以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x、y的值分别为（）Ax=3y=1Bx=4y=1Cx=5y=1Dx=5y=2C起始量转化量（同侧物质）新起始量→与原标准量对照→符合条件，互为等效平衡解题方法NO.2等效平衡思想的应用一、判断等效平衡【例】有一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和1molB发生反应，2A(g)+B(g)3C(g)+D(s)，达到平衡时，C的浓度为Wmol/L，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C的浓度仍为Wmol/L的是（）A．4molA+2molBB．2molA+1molB+3molC+1molDC．3molC+1molD+1molBD．3molC+1molDD变式：如果改为压强和温度不变，则答案为？ABDBodensteins研究了下列反应：2HI(g)H2(g)+I2(g)。在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为：二、判断平衡状态练习：在恒温、恒压密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)，原有反应物SO2、O2均为1mol，平衡后，再向容器中充入1molSO2和1molO2，则达到新平衡时，SO2的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。不变变式：如果上诉反应条件改为恒温、恒容，①加入1molSO2和1molO2后平衡怎么移动？②达到新平衡时，SO2的转化率会怎么变？增大正移三、判断平衡转化率变式：在恒温、恒压密闭容器中发生反应：2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)，原有反应物SO3为1mol，平衡后，再向容器中充入1molSO3，则达到新平衡时，SO3的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。变式：如果上诉反应条件改为恒温、恒容，①加入1molSO3后平衡怎么移动？②达到新平衡时，SO3的转化率会怎么变？减小不变正移变式：在恒温、恒压密闭容器中发生反应：I2(g)＋H2(g)2HI(g)，原有反应物原I2、H2均为1mol，平衡后，再向容器中充入0.5molI2和0.5molH2，则达到新平衡时，I2的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。不变变式：如果上诉反应条件改为恒温、恒容，①加入0.5molI2和0.5molH2后平衡怎么移动？②达到新平衡时，I2的转化率会怎么变？不变正移恒温恒容时，

对于反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，达到平衡后，按原比例同倍数的增加反应物A和B的量

若a+b=c+d，A、B的转化率均若a+b>c+d，A、B的转化率均若a+b<c+d，A、B的转化率均小结：不变增大减小相当于加压【思考】如果增大某一反应物浓度可使其它反应物转化率

；【思考】若容器体积不变，使其它反应物的浓度减小，则自身的转化率

。增大减小【思维延伸】若在恒温恒容条件下：aA(g)cC(g)+dD(g)【思考】若在恒温恒压条件下，增大A的浓度，A的转化率

。达到平衡后，增加反应物A的量

若a=c+d，A的转化率若a>c+d，A的转化率若a<c+d，A的转化率相当于加压等效平衡不变增大减小不变1molNO2a%1molNO2a%不考虑化学平衡的移动NO2的百分含量a%化学平衡：2NO2N2O4NO2的百分含量减小分次投料和一次投料效果相同2molNO2四.

利用等效平衡的方法解决不等效平衡问题1、在一恒温恒容的密闭容器中加入1molNO2发生反应，达到化学平衡后，NO2的百分含量a%,再加入1molNO2，达到新的化学平衡后，NO2的百分含量增大还是减小？2、在相同的A、B密闭容器中分别充入2molSO2和1molO2，使它们在一定温度下反应，并达新平衡：2SO2+O22SO3（g）。若A容器保持体积不变，B容器保持压强不变。当A中SO2的转化率为25%时，B中SO2的转化率为：A、25%B、大于25%C、小于25%D、无法判断B相比较恒压相当于加压2SO2+O2

2SO3

2molSO2

1molO2开始SO2a%O2b%SO3c%2molSO2

1molO22molSO2

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

2molO2开始SO2<a%O2<b%SO3>c%平衡状态平衡状态3.等量的反应物在两个容积相等的容器中发生：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，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NH3的百分含量p%，则乙容器中NH3的百分含量(

)A．等于p% B．大于p%C．小于p%D．无法判断B先假定甲、乙的体积都不变，达到平衡后两容器中的平衡时全等效平衡，NH3的百分含量相等。而实际上乙容器的压强不变，可逆反应是向气体体积减小的方向建立平衡，因此达平衡后，欲保持乙的压强不变，就需要缩小乙容器的体积。因此乙相对于甲，相当于甲平衡后，缩小容器体积加压，平衡向气体体积减小的方向移动。若甲容器中NH3的百分含量为P%，则乙的NH3的百分含量将大于甲，大于p%练1.一定温度下，将amolPCl5通入一个容积固定不变的密闭容器中，发生反应：PCl5(g)⇌PCl3(g)+Cl2(g)，反应达到平衡时，测得混合气体的压强为p1，此时再向容器中通入amolPCl5，同样温度下再达到平衡时，测得压强为p2，下列判断正确的是（）A．2p1＞p2 B．PCl5的分解率增大C．p1＞p2 D．Cl2的体积分数增大amolPCl5原开始平