等效平衡

(共47张PPT)
*
浓度/mol·L-1
时间/s
0.00
1.00
2.00
1.58
0.21
浓度/mol·L-1
t2
HI
H2或I2
0.00
1.00
2.00
1.58
0.21
t1
时间/s
HI
H2或I2
从正反应开始
从逆反应开始
1molH2＋1mol I2
2mol HI
相当于
在425℃时，在1L密闭容器中进行反应： H2+I2 2HI,
达到平衡，分别说明下列各图所示的涵义。由图中的事实可以说明化学平衡具有哪些特征？
对于同一可逆反应，在相同条件下，以不同投料方式（即不管从正反应、逆反应或从中间状态开始；还是按一次或分成几次投料）进行反应时，只要达到平衡后混合物中各组分的百分数相同，这样的化学平衡即互为等效平衡。
一、等效平衡的概念
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。
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。
完全相同的平衡状态是指：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。
等效平衡：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、物质的量浓度不一定相等。
说明：
Ⅰ：恒温恒容时
a.气态物质反应前后体积变化的可逆反应
1.建立等效平衡的条件是：
二、建立等效平衡的条件
建立等效平衡的条件讨论

A
B
C
D
平衡时D的体积分数

起始
充入
2mol
1mol
0
0
a%
0
0
3mol
1mol
a%
1mol
0.5mol
1.5mol
0.5mol
a%
4mol
2mol
0
0
b% (a>b)
在一定温度下，一个容积固定的密闭容器中发生反应：2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)，根据下表有关数据分析恒温、恒容下等效平衡建立的条件。
Ⅰ：恒温恒容时
1.建立等效平衡的条件是：
反应物的投料相当即“等量”加入
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）中同一组分的物质的量完全相同，则互为等效平衡 。
2.判断方法：
“一边倒”的极限转换法
a.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
常温下固定体积的密闭容器内发生的可逆反应：
① 2mol 1mol 0mol
② 0mol 0mol 2mol
③ 0.5mol 0.25mol 1.5mol
④ 4mol 2mol 0mol
2 SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
催化剂
①②③三种情况互为等效平衡
如：
达到平衡后：
各组分百分数、n、c均相同即为同一平衡
恒温恒容
2molSO2
1mol O2
2mol SO2
1mol O2
2SO2 + O2
2SO3
2mol SO2 1mol O2
开始
SO2 a%
O2 b%
SO3 c%
平衡状态
4mol SO2
2molO2
SO2 a%
O2 b%
SO3 c%
SO2 a%
O2 b%
SO3 c%
平衡状态
SO2 a%
O2 b%
SO3 c%
平衡状态
SO2 a%
O2 b%
SO3 c%
平衡状态

如果加入的是3molSO2和1molO2呢
1. 在1L密闭容器中通入2molNH3，在一定温度下发生下列反应：2NH3 N2 + 3H2，达到平衡时容器内N2的百分含量为a%，若维持容器的体积和温度不变，分别通入下列几组物质，达平衡时,容器内N2的百分含量也为a%的是( )
A. 3mol H2和1mol N2
B. 2mol NH3和1mol N2
C. 2mol N2和3mol H2
D. 0.1mol NH3,0.95mol N2和2.85mol H2
A、D
3. 在一定的温度下，把2mol的SO2和1mol的氧气通入一密闭容器中，发生如下反应：2SO2+O2 2SO3当此反应进行到一定程度时，反应混合物处于平衡状态。现在该容器的温度和体积不变，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取不同的值，必须满足一定的关系才可以保证在达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍和上述平衡时的完全相同。请填空：
1、若a=0，b=0，则c= ———；
2、若a=0.5，则b= ——————， c=—————。
3、a、b、c取值必须满足的一般条件是（请用两个方程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c）.
a+c=2 b+c/2=1
2
0.25
1.5
Ⅱ ：恒温恒压时
1.建立等效平衡的条件是：
a.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
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、恒压下等效平衡建成的条件。
建立等效平衡的条件讨论

A
B
C
D
平衡时D的体积分数

起始
充入
2mol
1mol
0
0
a%
1mol
0.5mol
1.5mol
0.5mol
a%
4mol
2mol
0
0
a%
2mol
2mol
0
0
b% (a≠b)
Ⅱ ：恒温恒压时
1.建立等效平衡的条件是：
反应物的投料比相等即“等比”加入
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（或生成物） 中各组分的物质的量的比例相同，则互为等效平衡 。
2.判断方法：
“一边倒”的极限转换法
a.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
常温常压下的可逆反应：
2 SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
催化剂
①②③④三种情况为等效平衡
如：
① 2mol 1mol 0mol
④ 4mol 2mol 1.5mol
② 0mol 0mol 1mol
③ 4mol 2mol 0mol
4mol SO2
2mol O2
2mol SO2
1mol O2
2mol SO2
1mol O2
2mol SO2 1mol O2
开始
SO2 a%
O2 b%
SO3 c%
平衡状态
SO2 a%
O2 b%
SO3 c%
平衡状态
SO2 a%
O2 b%
SO3 c%
2SO2 + O2
2SO3
SO2 a%
O2 b%
SO3 c%
恒温恒压
常温常压下的可逆反应：
2 SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
催化剂
①②③④三种情况为等效平衡
如：
达到平衡后：
各组分百分量、c相同，n同比例变化
① 2mol 1mol 0mol
④ 4mol 2mol 1.5mol
② 0mol 0mol 1mol
③ 4mol 2mol 0mol
1. 在一个恒温和恒压的密闭容器中,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W mol/L。维持容器压强和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，若C的浓度仍为W mol/L,该配比不可能是( )
A.4mol A + 2mol B
B.3mol C + 1mol D
C.2mol A + 2mol B
D.1molA + 0.5molB + 1.5molC + 0.5molD
C
2、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（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，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=3 y=1 B x=4 y=1
C x=5 y =1 D x=10 y=2
C D
3、在一个盛有催化剂的容积可变的密闭容器中，保持一定温度压强，进行以下反应，
N2(气)+3H2(气) 2NH3(气)，已知加入1mol N2和4molH2时，达到平衡后生成amolNH3，在相同条件下，且保持平衡时各组分的百分含量不变，填写表中空白：
1.5a
0
0.5
2(n-4m)
(n-3m)a
4. 恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下发应：A（气）＋B（气） C（气）
（1）若开始时放入1molA和1molB，到达平衡后，
生成a molC，这时A的物质的量为____________
（2）若开始时放入3molA和3molB，到达平衡后，生成C物质的量为 　　 mol。
（3）若开始时放入x molA，2molB和1molC，到达平衡后，A 和 C的物质的量分别是 ymol 和3amol，则x＝ mol，
y＝ mol。
3a
（1－a）mol
2
3-3a
b.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：
H2(g) + I2(g)
2HI(g)
1mol H2 1molI2
开始
H2 a%
I2 b%
HI c%
平衡状态
在恒温恒容时下列能与下图达到等效平衡的是
A. 2 mol HI
B. 2 mol H2+2 mol I2
C. 1 mol H2+1 mol I2+2 mol HI
D. 0.5 mol H2+0.5 mol I2+1 mol HI
（1 1 0）
（2 2 0）
（2 2 0）
（1 1 0）
ABCD
极限转化
（ ）
1mol H2 1mol I2
开始
恒温恒容
H2 a%
I2 b%
HI c%
平衡状态
2mol H2
2mol I2
H2(g) + I2(g)
2HI(g)
1mol H2
1mol I2
1mol H2
1mol I2
H2 a%
I2 b%
HI c%
平衡状态
H2 a%
I2 b%
HI c%
平衡状态
H2 a%
I2 b%
HI c%
平衡状态

H2(g) + I2(g)
2HI(g)
1mol H2 1molI2
开始
H2 a%
I2 b%
HI c%
平衡状态
在恒温恒压时下列能与下图达到等效平衡的是
A. 2 mol HI
B. 2 mol H2+2 mol I2
C. 1 mol H2+1 mol I2+2 mol HI
D. 0.5 mol H2+0.5 mol I2+1 mol HI
（1 1 0）
（2 2 0）
（2 2 0）
（1 1 0）
ABCD
极限转化
（ ）
1mol H2 1mol I2
开始
恒温恒压
H2 a%
I2 b%
HI c%
平衡状态
H2(g) + I2(g)
2HI(g)
1mol H2
1mol I2
1mol H2
1mol I2
H2 a%
I2 b%
HI c%
平衡状态
H2 a%
I2 b%
HI c%
平衡状态
2mol H2
2mol I2
平衡状态
H2 a%
I2 b%
HI c%

无论是恒温恒容还是恒温恒压，只要按相同比例投料，达平衡后与原平衡等效。
b.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：
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（或生成物） 中各组分的物质的量的比例相同，则互为等效平衡 。
2.判断方法：
“一边倒”的极限转换法
练习1、在固定体积的密闭容器内，加入2mol A、1mol B，发生反应：
A(气)+B(气) 2C(气)达 到平衡时，C的质量分数为W。在相同(T、V)条件下，按下列情况充入物质达到平衡时C的质量分数仍为W的是
A.2mol C （ ）
B.3mol C
C.4mol A、2mol B
D.1mol A、2mol C
CD
练习2：对于H2+I2（g） 2HI，在恒温、恒容下，按下列不同量反应等效的
有 。
编号 H2 I2 HI
1 起始物质的量 1 4 0
2 起始物质的量 0 1.5 1
3 起始物质的量 1 1 2
4 起始物质的量 0.1 0.1 1.8
5 起始物质的量 0 0 a
1和2； 3、4、5
练习3：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 。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的浓度仍为1.2mol/L的是 ( )
A、0.3mol C+0.1mol D
B、1.6mol A+0.8mol B+0.6mol C+0.2mol D
C、3mol C+1mol D +1mol B
D、4mol A+2mol B
B
已知
编号 起始状态物质的量n/mol 平衡时HBr的mol数
H2 Br2 HBr
1 2 0 a
① 3 6 0
② 1 0.5a
③ m g(g>2m)
3a
0
0.5
2(g-2m)
(g-m)a
4:要求在相同条件下达到平衡时各个组分的体积分数不变，请完成下列表格
5 、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、1 B、2 C、3 D、4
BC
“等效平衡”题的解答步骤是：
（1）判断题目是否属于“等效平衡”问题；
（2）判断等效平衡类型及条件；
（3）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成反应物或生成物；
（4）根据题设条件建立等效平衡关系式；
（5）解关系式得出答案。
总结：
3、对于有固体参加的可逆反应：
处理方法：①不考虑固体物质，先进行等效转化，应该符合上述的规律。
②根据题意计算出达到平衡时选定物质的物质的量，以及所需的固体物质的最小量，那么，只要固体物质的起始投料大于这个最小量即可保证达到同一平衡状态（因为固体物质的量多与少不影响化学反应速率或化学平衡）
例 : 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(s)
达到平衡时，C的浓度为1.2mol/L , C的体积分数为a% 。
（1）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、3mol C+xmol D(x>0.6)
B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+xmol D(x>0.1)
C、2mol A+1mol B+xmolD(x≥0)
D、1mol A+0.5mol B+4.5mol C+xmol D(x>0.7)
A、B、C
一、定温、定容下的等效平衡：
1. 对于反应前后气体分子数改变的可逆反应，在T、V一定的情况下，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边同一物质的物质的量相同，则为等效平衡。
2、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（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，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=3 y=1 B x=4 y=1
C x=5 y =1 D x=10 y=2
C D
3、在一个固定容积的密闭容器中,加入m mol A, n molB发生下列反应: mA(气）+n B(气） pC（气） 平衡时C的浓度为Wmol/L,若容器体积和温度不变，起始时放入amolA,bmolB,c molC,若要平衡后C的浓度 仍为Wmol/L,则a、b、c可以满足的关系是
A. a:b:c=m:n:p （ ）
B. a:b=m:n, ap/m+c=p
C. mc/p+a=m, nc/p+b=n
D. a=m/3, b=n/3, c=2p/3
B C
2. 在一定Ｔ、Ｖ下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，各物质的量还原成反应物或生成物时，其比例关系一样就可达到“等效平衡”。
　 例1:Ｈ2+I2 2HI的反应，只要把各物质的量还原成反应物或生成物时，其比例关系一样，那么它们就是等效平衡。
第一次往容积固定的密闭容器中加1mol氢气和1mol碘蒸气，达到平衡时氢气的转化率为25%。那如果现在往里面加4mol的HI，它的转化率变为多少？
已知
编号 起始状态物质的量n/mol 平衡时HBr的mol数
H2 Br2 HBr
1 2 0 a
① 3 6 0
② 1 0.5a
③ m g(g>2m)
3a
0
0.5
2(g-2m)
(g-m)a
例3:要求在相同条件下达到平衡时各个组分的体积分数不变，请完成下列表格
　3、定Ｔ、Ｐ下的等效平衡，只要把各物质还原成反应物或生成物时，其比例关系相同就是等效平衡。
已知

编号

起始状态物质的量n/mol
平衡时SO3的物质的量n/mol
SO2
O2
SO3
3
1
0
a
1
4.5
1.5
0

2

1
0.5a
3
m
g(m>3g)


例2: 已知恒温和恒压下,加入3molSO2和1mol O2反应,到平衡时SO3为amol,请填下列空格:
“等效平衡”题的解答步骤是：（1）判断题目是否属于“等效平衡”问题；
（2）判断等效平衡类型及条件；（3）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成反应物或
生成物；（4）根据题设条件建立等效平衡关系式；（5）解关系式得出答案。
影响化学平衡的条件有温度、浓度、压强等，而压强对化学平衡的影响是通过改变浓度来实现的。即当温度不变，反应物起始浓度相同时，即为相同的外界条件，平衡后的状态就是等效平衡状态。
二、建立等效平衡的条件