化学平衡之等效平衡

等效平衡化学平衡之第一页，共四十页。回忆：化学平衡状态1、概念：在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。2、特征：逆：可逆反应，平衡也可从逆向建立等：V正=V逆判断反应是否处于平衡状态的因素定：各组分的浓度或其百分含量为定值动：V正=V逆≠0动态平衡变：条件变化，化学平衡状态亦发生变化同：不同的途径可以建立相同的化学平衡。（等效平衡）第二页，共四十页。起始n(mol)210平衡n(mol)0.80.41.2起始n(mol)200平衡n(mol)1.20.80.42SO2+O22SO3恒温恒容以上两个平衡，有什么异同？2SO32SO2+O2第三页，共四十页。

1、若先加入反应物，从正反应方向开始，可以建立化学平衡。

2、若先加入生成物，从逆反应方向开始，也可以建立等效的化学平衡。

3、若同时加入反应物与生成物，从中间状态开始，同样可以建立等效的化学平衡。化学平衡状态建立的途径第四页，共四十页。在相同的条件下，对同一个可逆反应，反应无论从正反应方向开始还是从逆方向开始（途径），而达到相同的平衡状态（结果），这样的平衡称为等效平衡。一、等效平衡(1)相同的条件：通常指：①同T同V，②同T同P(2)相同的平衡状态：通常是指平衡时体系中各组分的百分含量（指质量、体积、物质的量等百分数）相同，但各组分的物质的量、浓度可能不同。(3)平衡状态只与始态和终态有关，而与途径无关第五页，共四十页。（1）在恒温、恒容条件下，对反应前后气体体积改变的可逆反应，如果极值转化后与原平衡的起始量相同，则两平衡为等效平衡（全等平衡）。1、恒温、恒容条件下的等效平衡二、等效平衡的类型2molSO21molO2开始12molSO3开始2SO2a%O2b%SO3c%平衡状态1molSO20.5molO21molSO3开始3结果：各组分百分量、n、c均相同第六页，共四十页。恒温恒容：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)途径1起始2mol1mol0途径2起始0.5mol

??途径3起始amolbmolcmol（1）途径2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3中a、b、c符合怎样的关系达到平衡状态时与途径1等效?思考：1.5mol0.25mola+c=22b+c=2课堂练习第七页，共四十页。1molH21molI2恒T，恒VH2

a%

I2b%HI

c%P增大开始1平衡状态开始32molH22molI2平衡不移动等效平衡恒T，恒V开始22molHI

（2）在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应1、恒温、恒容条件下的等效平衡二、等效平衡的类型H2a%I2b%HIc%恒T，恒V第八页，共四十页。

（2）在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，如果极值转化后与原平衡的起始量成比例，则两平衡为等效平衡。1、恒温、恒容条件下的等效平衡二、等效平衡的类型结果：各组分百分量相同，n、c成比例变化在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体分子数变化的可逆反应，如果极值转化后与原平衡的起始量成比例，是否等效？思考：思路：浓度不发生变化，平衡肯定不发生移动第九页，共四十页。1、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，达到平衡后，C的体积分数为a%是（）

A、3molC+1molDB、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC、1molA+0.5molB+1.5molCD、4molA+2molBAB

课堂练习[变式1]：若该可逆反应中D为固体，结果又如何?ABD

第十页，共四十页。2、某温度下，在一个容积恒定的密闭容器中发生如下可逆反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H<0，反应达到平衡时，测得容器中各物质均为nmol，现欲使H2的平衡浓度增大一倍，在其他条件不变时，下列措施可以采用的是（）A、升高温度B、加入催化剂C、再加入nmolCO和nmolH2OD、再加入2nmolCO2和2nmolH2D

课堂练习E、体积变为原来的一半第十一页，共四十页。4molSO2

2molO2

2molSO2

1molO22molSO2

1molO22molSO21molO2开始恒温恒压SO2a%O2b%SO3c%平衡状态SO2a%O2b%SO3c%平衡状态SO2a%O2b%SO3c%2SO2+O2

2SO3

SO2a%O2b%SO3c%第十二页，共四十页。1molH21molI21500℃1L1molH21molI2500℃1L1molH21molI21’500℃1L1molH21molI21’500℃1L12起始n(mol)110平衡n(mol)0.80.80.4起始n(mol)220平衡n(mol)1.61.60.8H2+I22HI恒温恒压第十三页，共四十页。

恒温、恒压条件下，若改变起始加入情况，只要通过极限转换换算后与原平衡的起始量成比例，则两平衡为等效平衡。2、恒温、恒压条件下的等效平衡二、等效平衡的类型各组分百分量、c相同，n成比例变化结果：第十四页，共四十页。1、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，达到平衡后，C的体积分数为a%是（）A、3molC+1molDB、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC、1molA+0.5molB+1.5molCD、4molA+2molBAB

课堂练习[变式1]：若该可逆反应中D为固体，结果又如何?ABD

[变式2]：若条件改为恒温恒压，结果又如何?ABD

第十五页，共四十页。[巩固1]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_____________________（2）恒定T、P：

[1]若X=0、Y=0，则Z_______。

[2]若X=0.75,则Y=_______，Z_______。

[3]X、Y、Z应满足的一般条件是______________。2mol2.25mol0.5mol>02.25mol≥0Y=3X，Z≥0X+Z/2=1,Y+3Z/2=3第十六页，共四十页。三、等效平衡的解题思路1、步骤2、起始浓度相当的判断（1）同T同V下①、对于反应前后气体体积发生变化的反应来说：②、对于反应前后气体体积没有变化的反应来说：（2）同T同P（即体积可变化）下等效转化后，投料成比例。等效转化后，投料成比例。等效转化后，投料相同。（1）看反应条件；（2）看反应前后气体体积变化；（3）判断平衡是否等效第十七页，共四十页。3、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(g)+2B(g)

xC(g)+yD(g)，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x，y的值分别为（）A.x=3y=1B.x=4y=1C.x=5y=1D.x=10y=2CD课堂练习4、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值可能为（）A、1B、2C、3D、4BC第十八页，共四十页。课堂练习BC5、在一个固定容积的密闭容器中，加入mmolA、nmolB，发生下列反应：mA（g）＋nB（g）pC（g），平衡时C的浓度是wmol/L，若容器体积和温度不变，起始时放入amolA、bmolB、cmolC，若要平衡后C的浓度仍为wmol/L，则a、b、c应满足的关系是()Aa︰b︰c＝m︰n︰p Ba︰b＝m︰n；(ap/m)＋c＝pC(mc/p)＋a＝m；(nc/p)＋b＝nDa＝m/3，b＝n/3；c＝2p/3第十九页，共四十页。思想：浓度不变，平衡肯定不移动，平衡等效建立“等效”平衡例题：一定温度下下，将1molN2和3molH2充入一密闭容器中，达到平衡时NH3的物质的量为0.6mol。现向密闭容器中再加入1molN2和3molH2则下列说法正确的是（）A.保持容器的体积不变，平衡时NH3的物质的量大于1.2molB.保持容器的体积不变，平衡时NH3的物质的量为1.2molC.保持容器的压强不变，平衡时NH3的物质的量为1.2molD.保持容器的压强不变，平衡时NH3的物质的量小于1.2molAC模型分析：建立浓度不改变的“虚拟”等效平衡，然后通过条件的改变来考虑平衡的移动，得到实际的平衡状态。第二十页，共四十页。1molN23molH2恒T，恒VN2a%H2b%NH3

c%虚拟开始1平衡状态开始21molN21molN23molH23molH2N2a%H2b%NH3

c%平衡向右移动?实际压强增大N2

<a%H2

<b%NH3

>c%“虚拟”平衡状态实际平衡状态c1c2c3c1'c2'c3'（1）分析各物质的浓度变化，压强变化？c1<c1‘<2c1；c2<c2’<2c2；c3’>2c3；P1<P2<2P1；（2）若改加入2molNH3，达到平衡时结果是否相同？相同恒温恒容（3）如果是等比例撤去各物质，结果有如何，画出模型？等比例加入第二十一页，共四十页。1molN23molH2恒T，恒VN2a%H2b%NH3

c%虚拟开始1平衡状态开始20.5molN21.5molH2N2a%H2b%NH3

c%平衡向左移动

？实际体积增大，相当于压强减小N2

>a%H2

>b%NH3

<c%“虚拟”平衡状态实际平衡状态c1c2c3c1'c2'c3'（1）分析各物质的浓度变化，压强变化？1/2c1<c1‘<c1；1/2c2<c2’<2c2；c3’>1/2c3；1/2P1<P2<P1；恒温恒容等比例加入（2）若改加入1molNH3，达到平衡时结果是否相同？相同（3）如果是恒温恒压条件下等比例改变各物质的浓度，平衡是否等效？等效与“开始1”等效第二十二页，共四十页。四、应用：先建立等效平衡，再看平衡移动1、将1molSO2和1molO2通入密闭容器中，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0.3molC2、在相同的A、B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+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第二十三页，共四十页。3、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1molC4、将1molCO(g)与1molH2O(g)充入某固定容积的密闭容器中，一定条件下发生CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g);达到平衡时，有2/3的CO转化为CO2，在相同条件下，将1molCO(g)和2molH2O(g)充入同一反应容器中，当反应达到平衡后，混合气体中的CO2的体积分数可能为（）A．22.2%B.28.2%C.33.3%D.37.8%B第二十四页，共四十页。1、

等比例改变各种反应物。（1）恒温恒容：先建立等效平衡，然后看成是反应叠加后，增大压强使平衡向气体总系数小方向移动。（2）恒温恒压：由于恒温恒压时等比例扩大或缩小反应物的用用量均与原平衡等效，故转化率不变，各反应物和生成物的体积分数不变，各反应物和生成物物质量与跟原平衡相比，等比例增加，但浓度不变。2、

不等比例加入各种反应物。

一般先让加入量等比例满足，建立等效平衡，然后考虑多出来或减少的物质对化学平衡移动的影响。利用等效平衡解题化学平衡常数K判断建立等效平衡的两种方法：

（1）浓度不变，平衡肯定不发生移动。（2）平衡状态的叠加第二十五页，共四十页。高考题1、（09北京）已知

有相同容积的定容密封容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1mol，乙中加入HI0.2mol，相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度，应采取的措施是()A．甲、乙提高相同温度B甲中加入0.1molHe，乙不改变C．甲降低温度，乙不变D甲增加0.1molH2

，乙增加0.1molI2

C第二十六页，共四十页。高考题2、一定温度下，在恒容密闭容器中发生：2A(g)+B(g)3C(g),若反应开始充入2molA和2molB，达平衡后A的体积分数为a%。其他条件不变时，若按下类4种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a%的是（）A.2molCB.2molA、1molB和1molHe（不参加反应）

C.1molB和1molCD.2molA、3molB和3molCAB第二十七页，共四十页。3、向某密闭容器中充入1molCO和2molH2O(g)，发生反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。当反应达到平衡时，CO的体积分数为x。若维持容器的体积和温度不变，起始物质按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO的体积分数大于x的是()[07四川]A.0.5molCO+2molH2O(g)+1molCO2+1molH2B.1molCO+1molH2O(g)+1molCO2+1molH2C.0.5molCO+1.5molH2O(g)+0.4molCO2+0.4molH2D.0.5molCO+1.5molH2O(g)+0.5molCO2+0.5molH2高考题B第二十八页，共四十页。3、一定温度下可逆反应A(s)+2B(g)2C(g)+D(g)；△H＜0。现将1molA和2molB加入甲容器中，将4molC和2molD加入乙容器中，此时控制活塞P，使乙的容积为甲的2倍，t1时两容器内均达到平衡状态(如图1所示，隔板K不能移动)。下列说法正确的是（）[07江苏]A．保持温度和活塞位置不变，在甲中再加入1molA和2molB,达到新的平衡后，甲中C的浓度是乙中C的浓度的2倍高考题小于第二十九页，共四十页。B．保持活塞位置不变，升高温度，达到新的平衡后，甲、乙中B的体积分数均增大C．保持温度不变，移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到新的平衡后，乙中C的体积分数是甲中C的体积分数的2倍D．保持温度和乙中的压强不变，t2时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后，甲、乙中反应速率变化情况分别如图2和图3所示(t1前的反应速率变化已省略)高考题BD小于1第三十页，共四十页。4、一定温度下，向密闭容器中，充入10molN2和30molH2，反应达到平衡时H2的转化率为25%。若反应只从NH3开始，在相同的欲使平衡时各成分的百分含量与前者相同，则应加入NH3的物质的量和NH3的转化率为()

A.15mol、25%B.20mol、50%C.20mol、75%D.40mol、80%高考题C10molN2和30molH220molNH3XmolN2、YmolH2、ZmolNH3第三十一页，共四十页。5、温度为T时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl5，反应PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表：下列说法正确的是()C高考题t/s050150250350n(PCl3)/mol00.160.190.200.20A．反应在前50s的平均速率v(PCl3)=0.0032mol·L-1·s-1B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)=0.11mol·L-1，则反应的△H<0C．相同温度下，起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3

和0.20molCl2，反应达到平衡前v(正)>v(逆)D．相同温度下，起始时向容器中充入2.0molPCl3

和2.0molCl2，达到平衡时，PCl3

的转化率小于80%第三十二页，共四十页。6、（10江苏）在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下[已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H=-92.4kJ/mol]

()

A.2c1>c3B.a+b=92.4C.2p2<p3D.a1+a3<1高考题BD第三十三页，共四十页。7、（13江苏）一定条件下存在反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，其正反应放热。现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器I、II、III，在I中充入1molCO和1molH2O，在II中充入1molCO2

和1molH2，在III中充入2molCO和2molH2O，700℃条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是（）A．容器I、II中正反应速率相同B．容器I、III中反应的平衡常数相同C．容器I中CO的物质的量比容器II中的多D．容器I中CO的转化率与容器II中CO2

的转化率之和小于1高考题CD第三十四页，共四十页。8、A是由导热材料制成的密闭容器，B是一耐化学腐蚀且易于传热的透明气球。关闭K2，将等量且少量的NO2通过K1、K3分别充人A、B中，反应起始时，A、B的体积相同。(已知：2NO2N2O4；△H<0)（1）下列能表明B中反应达到平衡的是_______________A．气体颜色深浅不再改变B．气体压强不再变

C．气球大小不再变D．气体变为无色（2）若在A、B中再充人与初始量相等的NO2，则达到平衡时，A中NO2的转化率将___________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）；若通人等量的Ne气，则达到平衡时，A中NO2的转化率将___________，B中NO2的转化率将_________高考题第三十五页，共四十页。（3）室温下，若设法使A、B都保持体积不变，将A套上一个绝热层，B与外界可以进行热传递，则达到平衡时，_______中的颜色较深。（4）若在容器A中充人9.2g的NO2，达到平衡后容器内混合气体的平均相对分子质量为57.5，则平衡时N2O4的物质的量为_____高考题第三十六页，共四十页。五、反应物转化率与浓度的关系1、由于温度或压强改变而引起平衡正向移动时，反应物的转化率必定增大。2、改变浓度①增大一种反应物的浓度反应达到平衡后，cA↑，B的转化率可提高，但A的转化率一般降低；cB↑，A的