专题等效平衡课件2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

等效平衡第二节

第5课时

2SO2+O2

2SO3起始C(mol/L)21

0平衡C(mol/L)

0.80.41.22SO2+O2

2SO30

0

20.8

0.41.2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%一

等效平衡

1.等效平衡的定义：同一个可逆反应，在相同的条件下，无论反应从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始（即以不同的投料方式进行反应），只要达到平衡时同种物质在各混合物中的百分含量相等，这样的平衡互称为等效平衡。概念的理解：（1）相同的条件通常指：①恒T恒V，②恒T恒P（2）等效平衡的标志:百分含量相同通常是指平衡混合物各组分的体积分数、物质的量分数等相同，但各组分的物质的量、浓度、反应速率等可能不同。（3）等效平衡的建立与条件（温度、压强）有关，与途径无关,等效平衡建立途径：①正向建立③从中间某状态建立②逆向建立④分批加入反应物等2、等效平衡的判断方法---极值转换法(“一边倒”)3、等效平衡的建立相同条件下，通过换算如果初始浓度相同（或相当）的可逆反应达到平衡时可建立等效平衡。无论平衡从正逆哪个方向建立，在判断时都可根据题给条件和反应计量数把生成物

推算(“一边倒”)

为反应物或把反应物

推算(“一边倒”)

成生成物再与原平衡的物质的量相比较，若物质的量______或__________________，则为等效平衡。全部全部相同物质的量比相同4、等效平衡的分类(1)全等型等效平衡

恒温恒容时，反应前后气体分子数不相等的可逆反应，把所加物质按化学计量数之比转化为同一边的物质，若其物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。特点：平衡时同一物质的百分含量相同，n、c、m、v(气)也相同。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

1molSO20.5molO21molSO3取一半取一半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

取1/40.5molSO20.25molO2取3/41.5molSO32SO2+O22SO3

2molSO2

1molO2开始SO2a%O2b%SO3c%2molSO2

1molO22molSO2

1molO2SO2a%O2b%SO2c%SO2a%O2b%SO2c%压缩体积即加压4molSO2

2molO2开始SO2<a%O2<b%SO2>c%平衡状态平衡状态恒温恒容不等效平衡正向移动2SO2+O2

2SO3

2molSO2

1molO2开始SO2

a%O2

b%SO3

c%平衡状态2molSO2

1molO22molO2SO2

a%O2

b%SO3

c%O2

100%压缩2molSO2

3molO2开始b%<O2<100%不等效(2)相似型等效平衡a、恒温恒容时，反应前后气体分子数相等的可逆反应，把所加物质按化学计量数之比转化为同一边的物质，若其物质的量之比与原平衡相同，则两平衡等效。特点：平衡时同一物质的百分含量相同，n、c、m、v(气)、N也成比例。恒温恒容2molH21molI22molH2

1molI22molH21molI2开始H2a%I2b%HI

c%平衡状态14molH22molI2

H2a%I2b%HI

c%H2a%I2b%HI

c%平衡状态H2a%I2b%HI

c%平衡状态H2a%I2b%HI

c%平衡状态2等效H2

（g）+I2（g）2HI（g）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？

1molH21molI2B1molH21molI2B2molH22molI2A1molH21molI2B1molH21molI2B2molH22molI2B等比等效H2a%I2b%HI

c%平衡状态Ⅰ1molH21molI2Ab、恒温恒压下，任何可逆反应，把所加物质按化学计量数之比转化为同一边的物质，若其物质的量之比与原平衡相同，则两平衡等效。特点：平衡时同一物质的百分含量相同，c（气）相同，n、m、N成比例。恒温恒压2molSO2

1molO22molSO2

1molO22SO2+O2

2SO3

2molSO2

1molO2开始SO2a%O2b%SO3c%平衡状态1SO2a%O2b%SO3c%SO2a%O2b%SO3c%平衡状态2恒温恒压SO2a%O2b%SO3c%等效4molSO2

2molO2开始H2a%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H2(g)+I2(g)

2HI(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等(可逆)体积相等（可逆）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）极限假设“一边倒”（2）恒温恒容，可变量（物质的量）相同，不变定比例。（3）恒温恒压定比例。二、等效平衡的应用1.思维模式：虚拟“中间态”法构建等效平衡（1）构建恒温恒容平衡思维模式：新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。（2）构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例)：新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单叠加，压强不变，平衡不移动。2.具体应用：利用等效平衡的方法解决不等效平衡的问题【例1】把晶体N2O4放入一固定容积的密闭容器中气化并建立N2O4(g)

2NO2(g)平衡后，保持温度不变，再通入与起始时等量的N2O4气体，反应再次达平衡，则新平衡时c(NO2)/c(N2O4)与原平衡比，其比值(

)A．变大 B．变小 C．不变 D．无法确定B例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+O2

2SO3（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例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例4.一定温度下，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原开始平衡压强为p1平衡状态2amolPCl5后开始平衡压强为p2平衡状态A例5.将1molSO2和1molO2通入体积不变的密闭容器中，在一定条件下发生反应，达到平衡时SO3为0.3mol，此时若移走0.5molO2和0.5molSO2，相同温度下再次达到新平衡时SO3的物质的量为(

)A．0.3molB．0.15molC．小于0.15molD．大于0.15mol，小于0.3mol1molSO21molO2原开始平衡SO3为0.3mol平衡状态0.5molSO20.5molO2后开始平衡SO3为？平衡状态C[例6]

N2+3H22NH3(恒T、V)

起始1mol3mol0达平衡状态I改变1增加1mol达平衡状态II改变2增加1mol3mol

达平衡状态III(1)平衡状态II与平衡状态I比较：N2的转化率____；H2的转化率_______。(2)平衡状态III与平衡状态I比较：N2的转化率____；H2的转化率_______增大减小增大增大2V虚拟平衡法(也称“虚拟容器法”)加压V结论：在恒温恒容条件下，在可逆反应中若气态反应物的浓度均按比例改变，视为加压或减压。三、反应物用量引起的化学平衡移动与反应物的平衡转化率的关系

反应物的平衡转化率是指在一定条件下，可逆反应达到化学平衡状态时，某一反应物消耗量占该反应物起始量的质量分数（或物质的量分数或体积分数）。反应物用量引起的化学平衡移动与反应物的平衡转化率的关系分析如下1.气体反应物只有一种的反应改变条件aA(g)⇌bB(g)+cC(g)压强对平衡的影响平衡转化率增加A的量恒温，恒压条件下平衡向正反应方向移动——α（A）不变恒温，恒容条件下a=b+c，平衡向正反应方向移动加压平衡不移动α（A）不变a>b+c，平衡向正反应方向移动加压有利于正反应α（A）增大a<b+c，平衡向正反应方向移动加压有利于逆反应α（A）减小2.气体反应物有两种的反应改变条件aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD（g）压强对平衡的影响平衡转化率只增加A的量平衡向正反应方向移动——α（A）减小α（B）增大在恒温恒压条件下同等倍数地增加A、B的物质的量平衡向正反应方向移动——α（A）不变α（B）不变在恒温恒容条件下同等倍数地增加A、B的物质的量a+b=c+d，平衡向正反应方向移动加压平衡不移动α（A）不变α（B）不变a+b>c+d，平衡向正反应方向移动加压有利于正反应α（A）增大α（B）增大a+b<c+d，平衡向正反应方向移动加压有利于逆反应α（A）减小α（B）减小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%。维持容器的体积和温度不变，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的是（）A、3molC+1molDB、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC、1molA+0.5molB+1.5molCD、4molA+2molBAB练习1：C练习2：体积完全相同的两个容器A和B，已知A装有SO2和O2各1g，B装有SO2和O2各2g，在相同温度下反应达到平衡时A中SO2的转化率为a%，B中SO2的转化率为b%，则A、B两容器中SO2转化率关系正确的为(

)A．a%>b% B．a%=b%C．a%<b% D．2a%=b%【变式】已知

2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)

ΔH＝－197kJ/mol。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲)2molSO2和1molO2；(乙)1molSO2和0.5molO2；(丙)2molSO3。恒温、恒容下反应达