2.2.5等效平衡 课件（共20张PPT） 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

(共20张PPT)
第二章 化学反应速率与化学平衡
第二节 化学平衡
第5课时 等效平衡
建立化学平衡状态的几个不同途径：
①正向建立：只加反应物；
②逆向建立：只加生成物；
③中间建立：反应物、生成物同时加入；
④分批加入：反应一段时间再投料。
在一定的温度下，分别向两个容积相同的密闭容器里通入⑴2mol SO2和1mol O2；⑵2mol SO3，两种途径下建立的平衡状态会相同吗？
n（mol）
n（mol）
t
t
SO3 1.4
O2 0.3
SO2 0.6
SO2 0.6
SO3 1.4
O2 0.3
2 SO3
2 SO2
1 O2
SO3
0
0
从正反应开始
从逆反应开始
30
30
2SO2+O2 2SO3
2.0 mol SO2＋ 1.0 mol O2
2.0mol SO3
相当于
相同平衡状态与建立平衡的途径无关!
一、等效平衡的概念
在相同的条件下，对同一个可逆反应，无论从正反应开始，还是从逆反应开始，只要起始时加入物质的物质的量不同，而达到相同的平衡状态，这样的平衡称为等效平衡。
恒T恒V或恒T恒P
各组分的百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数等)均对应相等
1、恒温、恒容下对于反应前后气体分子数发生变化(△n≠0)的可逆反应
二、等效平衡的分类和判断方法
判断方法：
一边倒，量相同
（根据可逆反应的化学计量数换算成同一边的物质，其物质的量与原平衡对应相等，则两平衡等效）
平衡时：
各组分百分含量、m 、n、c 、P等均相同
等同平衡
热效应不同!
例1.向一个固定体积的密闭容器中加入2mol A和1mol B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．4mol A + 2mol B
B．2mol A + 1mol B + 3mol C + 1mol D
C．3mol C + 1mol D +1mol B
D．3mol C + 1mol D
E、1mol A + 0.5mol B + 1.5mol C + 0.5mol D
(2+2)molA+(1+1)molB
2molA
+(1+1)molB
2molA+1molB
(1+1)molA+
(0.5+0.5)molB
DE
例2.在一定的温度下，把2mol SO2和1mol O2通入一定容积的密闭容器里，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态。现在该容器中，维持温度不变，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。
(1)若a=0、b=0，则c= ，
(2)若a=0.5，则b= ， c= ，
(3)a、b、c 取值必须满足一般的条件是(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) ， 。
2
0.25 1.5
a+c=2 b+c/2=1
例3. 将2molSO2和2molSO3 气体混合于固定体积的密闭容器
中，在一定条件下发生反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3 (g)，
平衡时SO3为n mol。相同温度下，分别按下列配比在相同
体积的密闭容器中加入起始物质，平衡时SO3的物质的量大
于n mol的是（ ）
A、2mol SO2+1 mol O2
B、4mol SO2+1mol O2
C、2mol SO2+1mol O2+2mol SO3
D、3mol SO2+1mol O2+1mol SO3
C D
<
＝
>
>
一边倒→是否等效平衡→平衡移动方向→百分含量、n、c、p变化趋势
2、恒温、恒容下对于反应前后气体分子数不变(△n=0)的可逆反应
二、等效平衡的分类和判断方法
判断方法：
一边倒，比相同
（根据可逆反应的化学计量数换算成同一边的物质，只要反应物中各组分的物质的量的比与原平衡相同，则两平衡等效。）
平衡时：
各组分百分含量相同、m 、n、c 、P等比例变化
等比平衡
2mol H2
2mol I2
恒温恒容
1mol H2
1mol I2
1mol H2
1mol I2
V↓
加压
与加入1 mol H2和1 mol I2(g)相比，恒容下加入2 mol H2和2 mol I2(g)相当于加压，平衡不移动，各组分百分含量不变，m 、n、c 、P等比例变化。
放缩法
平衡不移动
2mol H2
2mol I2
练习1、恒温下，向某固定容积的密闭容器里通入1 mol H2和1 mol I2(g)，H2(g) + I2(g) 2HI(g) 达到平衡时H2、I2、HI的百分含量分别为a%、b%、c%，按下列配比在相同体积的密闭容器中加入起始物质，平衡时各组分百分含量相同的是（ ）
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
ABCD
2a
0
0.5
2(n-2m))
(n-m)a
练习2、在一个固定体积的密闭容器中，保持一定温度，进行以下反应，H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)。已知加入1mol H2和2mol Br2时，达到平衡后生成a mol HBr(见下表已知项)，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：
练习3：向某密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2O(g),发生反应：CO+H2O(g) CO2+H2。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（ ）
A.0.5 mol CO+2 mol H2O+1 mol CO2+1 mol H2
B.1 mol CO+1 mol H2O(g)+1 mol CO2+1 mol H2
C.0.5 mol CO+1.5 mol H2O+0.4 mol CO2+0.4mol H2
D.0.5 mol CO+1.5 mol H2O+0.5 mol CO2+0.5 mol H2
B
1.5mol CO，3mol H2O
2mol CO，2mol H2O
0.9mol CO，1.9mol H2O
1 mol CO，2mol H2O
等效平衡 =X
>X
等效平衡 =X
一边倒→是否等效平衡→平衡移动方向→百分含量、n、c、p变化趋势
3、恒温、恒压下任何可逆反应
二、等效平衡的分类和判断方法
判断方法：
一边倒，比相同
（根根据可逆反应的化学计量数换算成同一边的物质，只要反应物中各组分的物质的量的比与原平衡相同，则两平衡等效。）
平衡时：
各组分百分含量、c 相同，n 同比例变化
等比平衡
例、在一个1L的密闭容器中，加入2mol A和1mol B ，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、3mol C+1mol D
B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D
C、1mol A+0.5mol B+1.5mol C
D、4mol A+2mol B
A、B、D
条件 等效条件 结果
恒温恒容 (△n(g)≠0)
(△n(g)=0)
恒温恒压
一边倒
量相同
两次平衡时各组分百分量、n、c均相同
一边倒
比相同
两次平衡时各组分百分量相同，n、c同比例变化
一边倒
比相同
两次平衡时各组分百分量、c相同，n同比例变化
等效平衡小结
如图2所示，保持温度不变，将2 mol SO2和1 mol O2加入甲容器中，将4 mol SO3加入乙容器中，隔板K不能移动。此时控制活塞P，使乙的容积为甲的2倍。
①若移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到平衡时，SO3的体积分数甲______乙(填“<” 、“>”或“＝”，下同)。
<
②若保持乙中压强不变，向甲、乙容器中通入等质量的氦气，达到新平衡时，SO3的体积分数甲____乙。
>
1、某温度下，在一容积可变的容器中，反应
2A(g)+B(g) 2C(g)达平衡时，A、B、C物质的量分别为4mol、2mol、4mol 。保持温度和压强不变，对平衡混合物的三者的物质的量作如下调整，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1mol
C
一边倒→是否等效平衡→平衡移动方向→百分含量、n、c、p变化趋势
2、已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3 (g) H= Q kJ/mol。
向一密闭容器加入2mol SO2和1mol O2，达到平衡时SO2的转化率为90%，放出的热量为Q1；
向另一相同容器中加入2mol SO3，在相同条件下，达到平衡时吸收热量为Q2；
向另一相同容器中加入1mol SO2和0.5mol O2和1mol SO3，在相同条件下，达到平衡时放出热量为Q3，则下列关系正确的是（ ）
A.Q>Q1>Q2 B.Q1>Q2>Q C.Q1>Q3>Q2 D.Q1=Q2>Q
BC
Q1、Q2、Q3 的值为多少？
Q1=0.9│Q│ Q2=0.1│Q│ Q3=0.4 │Q│
从正反应开始与从逆反应开始达到等效平衡时，两反应物的转化率的关系：
α1+ α2=1
例2、反应：①PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)
②2HI (g) H2(g)+I2(g)
③2NO2(g) N2O4(g)
在一定条件下，达到化学平衡时，反应物的转化率均是a%，若保持各反应的温度和压强都不改变，分别再加入一定量的各自的反应物，则转化率（ ）
A．均不变 B．①增大 ②不变 ③减小
C．均增大 D．①减小 ②不变 ③增大
A