高二鲁科版选修4等效平衡课件.ppt

等效平衡等效平衡2012年10月11日1一、等效平衡原理的建立化学平衡理论指出：同一可逆反应，当外界条件相同时，反应不论是从正方应开始，还是从逆反应开始，或者从正、逆反应同时开始，最后都能达到平衡状态化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关因此，我们把： 在一定条件（恒温、恒压或怛温、恒容）下，只是起始物质加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，反应混合物中各组分的百分数（体积、物质的量、质量）均对应相等，这样的化学平衡互称等效平衡切记的是：组分的百分数相同，包括体积分数、物质的量分数或质量百分数，切记的是：组分的百分数相同，包括体积分数、物质的量分数或质量百分数，而不仅仅是指浓度相同，因为同一组分百分数相同时其浓度不一定相等而不仅仅是指浓度相同，因为同一组分百分数相同时其浓度不一定相等 2概念的理解：概念的理解：（（1）外界条件相同：通常可以是）外界条件相同：通常可以是①①恒温、恒容恒温、恒容;    ②②恒温、恒压恒温、恒压 （（2））“等效平衡等效平衡”与与“完全相同的平衡状态完全相同的平衡状态”不同：不同：“完全相同的平衡状态完全相同的平衡状态” 是指在达到平衡状态时，任是指在达到平衡状态时，任何组分的何组分的物质的量分数物质的量分数（或（或体积分数体积分数）对应相等，并）对应相等，并且反应的速率等也相同，但各组分的且反应的速率等也相同，但各组分的物质的量、浓度物质的量、浓度可能不同可能不同。

而而“等效平衡等效平衡”只要求平衡混合物中各组只要求平衡混合物中各组分的物质的量分数（或体积分数）对应相同，反应的分的物质的量分数（或体积分数）对应相同，反应的速率、压强等可以不同速率、压强等可以不同 （（3）平衡状态只与始态有关，而与途径无关，）平衡状态只与始态有关，而与途径无关，（如：（如：①①无论反应从正反应方向开始，还是从逆反应无论反应从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始方向开始②②投料是一次还是分成几次投料是一次还是分成几次③③反应容器经过反应容器经过扩大扩大—缩小或缩小缩小或缩小—扩大的过程，）只要起始浓度相扩大的过程，）只要起始浓度相当，就达到相同的平衡状态当，就达到相同的平衡状态3等效平衡不同于完全相同的平衡状态，它包括完全相同等效平衡不同于完全相同的平衡状态，它包括完全相同的平衡状态的平衡状态完全相同的平衡状态是指：完全相同的平衡状态是指：平衡时，反应混合物各组分的平衡时，反应混合物各组分的物质的量、物质的浓度、物质的量（或体积）分数都相等物质的量、物质的浓度、物质的量（或体积）分数都相等等效平衡：等效平衡：则只要求反应混合物各组分的物质的量（或体则只要求反应混合物各组分的物质的量（或体积，质量分数）分数对应相等，而组分的物质的量、物质积，质量分数）分数对应相等，而组分的物质的量、物质的量浓度不一定相等。

的量浓度不一定相等 说明：说明：判断判断““等效平衡等效平衡””的方法的方法（（1 1）使用极限转化的方法将体系转化成同一方向的反应）使用极限转化的方法将体系转化成同一方向的反应物或生成物物或生成物2 2）观察有关物质的量是否相等或成比例观察有关物质的量是否相等或成比例4等效平衡的判断（等效平衡的判断（mA+nB pC+qD））等温等容：等温等容：等温等压：等温等压：A、、m+n≠≠ p+qB、、m+n = = p+q相同起始物质的相同起始物质的物质的量之物质的量之比相等比相等相同起始物质的相同起始物质的物质的物质的量相等量相等相同起始物质的相同起始物质的物质的量之物质的量之比相等比相等等压比相等，等容量相等等压比相等，等容量相等但若系不变，可为比相等但若系不变，可为比相等5ⅠⅠ：恒温恒容时：恒温恒容时1.建立等效平衡的条件是：建立等效平衡的条件是：反应物的投料相当即反应物的投料相当即“等量等量”加入加入 即将不同的投料方式根据化学方程式中计量系即将不同的投料方式根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时，如果反应物（或生成物）数比换算到同一边时，如果反应物（或生成物）中同一组分的中同一组分的物质的量完全相同物质的量完全相同，则互为等效，则互为等效平衡平衡 。

2.判断方法：判断方法：“一边倒一边倒”的极限转换法的极限转换法 a.a.气态物质反应前后体积变化的可逆反应气态物质反应前后体积变化的可逆反应二、建立等效平衡的条件二、建立等效平衡的条件6• 恒温恒容恒温恒容恒温恒容恒温恒容：： 2SO2 (g)     +O2(g)            2SO3 (g)  •   途径途径1起始起始        2mol    　　      1mol                  0•   途径途径2起始起始  　　    0                   0                      2mol•   途径途径3起始起始       1mol               0.5mol              1mol•  途径途径4起始起始        0.5mol    　　      ?                       ?•  途径途径5起始起始       4mol              2mol               0【问题】【问题】: : ①①途径途径2、、 3 、、 4 、、 5 、、 6与与1等效吗等效吗? ? ②②途径途径4 4中中O2(g)和和SO3(g)的起始量为多少的起始量为多少, ,到达平衡到达平衡时可与途径时可与途径1 1等效等效? ?③③途径途径6 6中中a a、、b b、、c c符合怎样的关系达到平衡状态时与符合怎样的关系达到平衡状态时与途径途径1 1等效等效? ?(1+1)mol        (0.5+0.5)mol      01.5mol0.25mola+c=22b+c=2全全全全等等等等平平平平衡衡衡衡vv途径途径途径途径6 6 6 6起始起始起始起始 amolamolamolamol bmolbmolbmolbmol cmolcmolcmolcmol××72molH2 1molI2500℃℃2molH2 1molI21L1L 恒温恒容下恒温恒容下恒温恒容下恒温恒容下，，，，H2 (g)＋＋I2 (g)　　      2HI(g)•途径途径1起始起始  2 mol    1mol     　　　　 0•途径途径2起始起始  4mol     2mol         　　0•途径途径3起始起始  1mol      0.25               1mol•途径途径4起始起始  3mol     1mol          2mol2molH21molI21500℃℃ 1L2molH2 1molI22molH2 1molI24molH22molI23500℃℃ 1L压缩（相当于加压）压缩（相当于加压）不不不不移动移动8 2、、恒温恒容时，恒温恒容时，对于反应前后对于反应前后气体气体分子数分子数不变不变的可逆反应的可逆反应,若一边倒后的若一边倒后的比例关系与原平衡相同，则二平衡等比例关系与原平衡相同，则二平衡等效效 (平衡时相同物质的含量相同，平衡时相同物质的含量相同，n、、C都成倍都成倍数关系）数关系）9ⅡⅡ ：恒温恒压时：恒温恒压时1.建立等效平衡的条件是：建立等效平衡的条件是：反应物的投料比相等即反应物的投料比相等即“等比等比”加入加入 即将不同的投料方式根据化学方程式中计量即将不同的投料方式根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时，只要反应物（或生系数比换算到同一边时，只要反应物（或生成物）成物） 中各组分的物质的量的中各组分的物质的量的比例相同比例相同，则，则互为等效平衡互为等效平衡 。

2.判断方法：判断方法：“一边倒一边倒”的极限转换法的极限转换法 a.a.气态物质反应前后体积变化的可逆反应气态物质反应前后体积变化的可逆反应二、建立等效平衡的条件二、建立等效平衡的条件10无论是无论是恒温恒容恒温恒容还是还是恒温恒压恒温恒压，只要按，只要按相同比相同比例投料例投料，达平衡后与原平衡等效达平衡后与原平衡等效 b.b.气态物质反应前后体积不变的可逆反应气态物质反应前后体积不变的可逆反应1.建立等效平衡的条件是：建立等效平衡的条件是：即将不同的投料方式根据化学方程式中计量即将不同的投料方式根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时，只要反应物（或生系数比换算到同一边时，只要反应物（或生成物）成物） 中各组分的物质的量的中各组分的物质的量的比例相同比例相同，则，则互为等效平衡互为等效平衡 2.判断方法：判断方法：“一边倒一边倒”的极限转换法的极限转换法 11““等效平衡等效平衡””题的解答步骤是：题的解答步骤是：（（1 1）判断题目是否属于）判断题目是否属于““等效平衡等效平衡””问题；问题；（（2 2）判断等效平衡类型及条件；）判断等效平衡类型及条件；（（3 3）将已知反应物、生成物中的所有起始物质）将已知反应物、生成物中的所有起始物质 的物质的量，按化学方程式计量系数全部换算的物质的量，按化学方程式计量系数全部换算成反应物或生成物；成反应物或生成物；（（4 4）根据题设条件建立等效平衡关系式；）根据题设条件建立等效平衡关系式；（（5 5）解关系式得出答案。

解关系式得出答案 总结：总结：123、等效平衡、等效平衡规规律律mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 条件条件等效条件等效条件结果结果恒温恒容恒温恒容(△△n(g)≠0) 恒温恒容恒温恒容(△△n(g)=0) 恒温恒压恒温恒压 投料换算成投料换算成相同物质表相同物质表示时示时量相同量相同两次平衡时各组分百两次平衡时各组分百分量、分量、n、、c均相同均相同 投料换算成投料换算成相同物质表相同物质表示时示时等比例等比例两次平衡时各组分两次平衡时各组分百分量相同，百分量相同，n、、c同比例变化同比例变化 投料换算成投料换算成相同物质表相同物质表示时示时等比例等比例两次平衡时各组分两次平衡时各组分百分量、百分量、c相同，相同，n同比例变化同比例变化13典典型型例例题题：：•例例1  在一定温度下，把在一定温度下，把2molSO2和和1molO2通入通入一个一个容积可变容积可变的密闭容器里，发生如下反应：的密闭容器里，发生如下反应：2SO2(g)+O2(g)             2SO3(g)，当此反应进行到一定，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。

现在程度时，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，令该容器中维持温度不变，令a、、b、、c分别代表初分别代表初始加入的始加入的SO2、、O2和和SO3的物质的量（的物质的量（mol）如a、、b、、c取不同的数值，它们必须满足一定的相取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同种气体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同请填写下列空白：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必须满足的一般条件是必须满足的一般条件是_____________________________________＞＞00.25≥0a:b=2:1且且c ≥ 014例例2 2、在一个固定容积的密闭容器中，保持一定温度进、在一个固定容积的密闭容器中，保持一定温度进行反应行反应A(g)+B(g) 2C(g),A(g)+B(g) 2C(g),已知加入已知加入1molA1molA和和2molB2molB，在达到平衡后生成了，在达到平衡后生成了amolCamolC（见下表已知项）（见下表已知项），此时，此时C C在平衡混合气中的体积分数为在平衡混合气中的体积分数为x x。

在相同的在相同的实验条件下，填写下表中的空白：实验条件下，填写下表中的空白：编号编号起始状态（起始状态（mol））平衡时平衡时HBr的的物质的量物质的量(mol)H2Br2HBr已知已知120a①①240②②10.5a③mn(n≥2m)2a0 0.52(n-2m) (n-m)a 15例、在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中，保持一定的温度例、在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中，保持一定的温度和压强，进行以下反应：和压强，进行以下反应：N2+3H2           2NH3已知加入已知加入1molN2和和4mol H2时，达到平衡后生成时，达到平衡后生成amolNH3有恒温恒压下欲保持平有恒温恒压下欲保持平衡时各组分的体积分数不变填写下列空白：（恒温恒压）衡时各组分的体积分数不变填写下列空白：（恒温恒压）1.5a00.52g-8m(g-3m)a16[例例4]在等温、等容条件下，有下列气体反应：在等温、等容条件下，有下列气体反应：2A(g)+2B(g)      C(g)+3D(g)现分别从两条途径建现分别从两条途径建立平衡：立平衡：ⅠⅠ、、A和和B的起始浓度均为的起始浓度均为2 mol/L；；ⅡⅡ、、C和和D的起始浓度分别为的起始浓度分别为2 mol/L和和6 mol/L。

下列叙述下列叙述正确的是正确的是A、、ⅠⅠ和和ⅡⅡ两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的体积分数相同体积分数相同B、、ⅠⅠ和和ⅡⅡ两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的体积分数不同体积分数不同C、达平衡时，、达平衡时， ⅠⅠ、、ⅡⅡ两途径的反应速率相等两途径的反应速率相等D、达平衡时，、达平衡时， 途径途径ⅠⅠ的混合气体密度等于途径的混合气体密度等于途径ⅡⅡ混混合气体密度的合气体密度的1/2 答案：答案： （（A A、、D D））17例例5、恒温恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下、恒温恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：反应： A(g)   +   B(g) C(g)(1)若开始时放入若开始时放入1molA和和1molB，达到平衡后，生成，达到平衡后，生成amolC，这时，这时A的物质的量为的物质的量为 mol2)若开始时放入若开始时放入3molA和和3molB，到达平衡后，生成，到达平衡后，生成C的物质的量为的物质的量为 mol(3)若开始时放入若开始时放入xmolA、、2molB和和1molC，到达平衡，到达平衡后，后，C C的物质的量是的物质的量是3amol，，x=         mol.(4)若在若在(3)的平衡混合物中再加入的平衡混合物中再加入3molC，待再次到，待再次到达平衡后，达平衡后，C的物质的量是的物质的量是 mol.1-a3a26a18例例2：在恒容的密闭容器中充入：在恒容的密闭容器中充入2molA和和1molB的气体后发生反应的气体后发生反应2A（（g））+B（（g））≒≒xC（（g））,　达到平衡后，　达到平衡后，C的体积分数为的体积分数为m%。

若维持容器容积和温度不变，若维持容器容积和温度不变，按按0.6molA、、0.3molB和和1.4molC为起始物质的为起始物质的量，达到平衡后，量，达到平衡后，C的体积分数仍为的体积分数仍为m%则x的的值可能为（　　　）　值可能为（　　　）　A、、1　　　　　　　　　　　　B、、2　　　　　　　　　　　　C、、3　　　　　　　　　　    D、、4 B19例例6 6．．在1L密闭容器中加入2molA和1molB，在一定温度下发生下列反应：2A(g)＋B(g) 3C(g)＋D(g)，达到平衡时容器内D的百分含量为a%若保持容器体积和温度不变，分别通入下列几组物质达到平衡时容器内D的百分含量也为a%的是A．3molC和1molD B．2molA、1molB和3molCC．4molC和1molD D．1.9molA、0.95molB、0.15molC和0.05molDAD 201、、A、、B两容器，两容器，A容器容积固定，容器容积固定，B容器容积可变一定温度下，在容器容积可变一定温度下，在A中加入中加入2molN2和和3molH2，当，当  N2 (g)+3H2 (g)            2NH3 (g)反应达反应达平衡时，生成的平衡时，生成的NH3的物质的量为的物质的量为m。

相同温度下，保持相同温度下，保持B的容积为的容积为A的一的一半，并加入半，并加入1molNH3，当，当B中反应中反应达平衡时要使达平衡时要使B中各物质的质量分数中各物质的质量分数与上述与上述A容器中达到平衡时相同，容器中达到平衡时相同，则则起始时应加入起始时应加入          molN2  和和       molH2AB0.50能力提升训练212、在一固定体积的密闭容器中，保持一定条件下发生如下反应： X（气）＋2Y（气） 3Z（气），已知加入1molX和3molY，达到平衡时生成amolZ （1）在相同实验条件下，若加入2molX和6molY，达到平衡时，生成的Z的物质的量为 mol （2）在相同实验条件下，若在同一个容器中改为加入2molX和8molY，若要求在达到平衡时混合气体中Z的体积分数不变，则还需加入Z mol （3）在相同实验条件下，若在同一个容器中改为加入0.5molX，则还需加入 molY 和 molZ，才能使达到平衡时混合气体中Z为0.9amol2a61.91.2223（2005年高考·江苏卷）一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g)＋B(g) 3C(g)，若反应开始时充入2molA和2molB，达平衡后A的体积分数为a%。

其它条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数大于a%的是（ ）A．2molC B．2molA、1molB和1molHe（不参加反应）C．1molB和1molC D．2molA、3molB和3molCAB234、将amolPCl5充入一个容积恒为ＶＬ的密闭容器中，发生如下反应： PCl5(g) == PCl3(g) + Cl2(g) ，在t℃的温度下反应达到化学平衡，此时容器内气体压强为P1,保持温度不变,再向该容器中充入amolPCl5再达到化学平衡时，容器内气体压强为P2，则P1和P2的大小关系是( )A、2P1﹥P2 B、2P1=P2 C、2P1﹤P2 D、P1=P2A245、将4molSO2和2molO2混合气体置于体积可变的等压密闭容器中，在一定温度下发生如下反应2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）；反应为放热反应该反应达到平衡状态时，测得气体的总物质的量为4.2mol试回答：（1）在该平衡状态时n（SO3）= ；（2）若起始时加入1.2molSO2、0.6molO2和xmolSO3，达到平衡状态后，各气体的体积分数与上述平衡状态相同，则x的取值范围为 ；（3）若反应开始时的v（逆） >v（正），达到上述平衡状态时，气体的总的物质的量仍为4.2mol。

则起始时n（SO3）的取值范围是 3.6molx≥03.6mol

请回答：请回答：请回答：请回答：（（（（1 1 1 1））））A A A A中中中中X X X X的转化率的转化率的转化率的转化率α(A) = α(A) = α(A) = α(A) = ____________________2 2 2 2））））A A A A、、、、B B B B中中中中X X X X的转化率的关系：的转化率的关系：的转化率的关系：的转化率的关系：α(A)α(A)α(A)α(A)_ _ _ _α(B)α(B)α(B)α(B)3 3 3 3）打开）打开）打开）打开K K K K，一段时间后又达到平衡时，，一段时间后又达到平衡时，，一段时间后又达到平衡时，，一段时间后又达到平衡时，A A A A的体的体的体的体积为积为积为积为_____ _____ _____ _____ L(L(L(L(连通管中气体体积不计连通管中气体体积不计连通管中气体体积不计连通管中气体体积不计) ) ) )ABK可左右移动267、相同容积的四个密闭容器中，进行同样的可逆反应2A (g) +B(g) 3C(g)+2D(g) ，起始时四个容器内所装A、B的量如下：甲乙丙丁A/mol 2121B/mol 1122在相同温度下建立平衡时，A或B的转化率α的大小关系为( )A、A的转化率：甲<丙<乙<丁 B、A的转化率：甲<乙<丙<丁 C、B的转化率：甲>乙>丙>丁 D、B的转化率：丁>乙>丙>甲278 8、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通入一个通入一个带活塞的体积可变的容器中，活塞的一端与大气带活塞的体积可变的容器中，活塞的一端与大气相通，容器中发生以下反应：相通，容器中发生以下反应：N N2 2 + 3H + 3H2 2 == 2NH == 2NH3 3 ，平衡后，测得混合气体的体，平衡后，测得混合气体的体积为积为7 7体积体积，据此回答：，据此回答：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分别代表初始分别代表初始加入的加入的N N2 2、、H H2 2和和NHNH3 3的体积，如果平衡后混合气体的体积，如果平衡后混合气体中各物质的体积仍与上述平衡相同，那么：中各物质的体积仍与上述平衡相同，那么：① a=1,c=2,① a=1,c=2,则则b=————b=————。

在此情况下，反应起在此情况下，反应起始时将向始时将向————————反应方向进行反应方向进行②②若需规定起始时反应向逆方向进行，则若需规定起始时反应向逆方向进行，则c c的范围的范围是是————————————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体体积，则可采取的措施是积，则可采取的措施是_______________,_______________,原因为原因为____________________________________________________________________289 9、在一恒定的容器中充入、在一恒定的容器中充入2molA2molA和和1molB1molB发生发生反应反应2A(g)+B(g) xC(g),2A(g)+B(g) xC(g),达平衡后，达平衡后，C C的的体积分数为体积分数为a a若恒温恒容下，将若恒温恒容下，将0.6molA0.6molA、、0.3molB0.3molB和和1.4molC1.4molC作为起始物充入同样的作为起始物充入同样的容器中，达到平衡后，容器中，达到平衡后，C C的体积分数仍为的体积分数仍为a a。

则则x x的值可能为的值可能为( )( ) A 2 B 3 C 4 D A 2 B 3 C 4 D 无法确定无法确定AB2910、在一定的温度下，把、在一定的温度下，把2molSO2和和1molO2通入一定容积的密通入一定容积的密闭容器里，发生如下反应：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，令态现在该容器中，维持温度不变，令a、、b、、c分别代表初始加分别代表初始加入的入的SO2、、O2、和、和SO3的物质的量的物质的量(mol)如果a、、b、、c取不同的取不同的数值，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：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取值必须满足一般的条件是取值必须满足一般的条件是(用两个方程式表示，其用两个方程式表示，其中一个只含中一个只含a和和c，另一个只含，另一个只含b和和c)                  ，，                  。

20.25                        1.5 a+c=2           b+c/2=13011.(2004)某温度下某温度下,在一容积可变的容器中在一容积可变的容器中,反应反应2A(g)+B(g)=2C(g)达到平衡时达到平衡时,ABC的的物质的量分别为物质的量分别为4mol、、2mol、、4mol保持温度和压强不变温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整质的量做如下调整,可使平衡右移的是可使平衡右移的是(    )A.均减半均减半             B.均加倍均加倍C.均增加均增加1mol     D.均减少均减少1molC311212、一定温度下将、一定温度下将a molPCla molPCl5 5通入一个容积不变通入一个容积不变的反应器中，达到如下平衡：的反应器中，达到如下平衡：PClPCl5 5(g) (g) PClPCl3 3(g)+Cl(g)+Cl2 2(g)(g)测得平衡混合气体的压强为测得平衡混合气体的压强为P P1 1, ,此时反应器中再通入此时反应器中再通入a molPCla molPCl5 5, ,在温度不变在温度不变情况下再度达到平衡，测得压强为情况下再度达到平衡，测得压强为P P2 2。

测得测得P P1 1和和P P2 2的关系是（的关系是（ ））(A)2P(A)2P1 1>P>P2 2 (B) 2P (B) 2P1 1=P=P2 2 (C)2P(C)2P1 1