化学人教版（2019）选择性必修1 2.2.5.等效平衡（共23张ppt）

(共23张PPT)
第二章 化学反应速率与化学平衡
第二节 化学平衡
第五课时 等效平衡
知识回顾
化学平衡是指在一定条件下的可逆反应，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。
1、化学平衡
2、化学平衡的主要特征
逆、等、动、定、变、同
条件相同，某一可逆反应无论是从正反应开始还是从逆反应开始，最终均可达到同一平衡状态。
2SO2+ O22SO3起始C(mol/L) 2 1 02SO2+ O22SO30 0 2【思考】以上两个平衡，有什么异同？化学平衡的建立与什么有关？新知探究平衡C(mol/L) 0.8 0.4 1.20.8 0.4 1.21、化学平衡状态的建立与条件（如浓度、温度、压强）有关，与反应途径无关。
①正向建立 ②逆向建立
③从中间某状态建立 ④分批加入反应物等
即平衡状态完全相同
相同组分的（百分）含量（物质的量分数、质量分数、同温同压下的气体体积分数等）和物质的量均相同
2、建立平衡状态有4条途径：
新知探究
【思考】以上两个平衡，有什么异同？化学平衡的建立与什么有关？
一定条件（温度体积一定或温度压强一定）下的同一可逆反应，
只是起始加入物质的情况不同，（即反应途径不同：反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，或从正、逆反应两个方向同时开始， ）
达到平衡后，任何相同组分的（百分）含量（物质的量分数、质量分数、气体体积分数等）均相同，
这样的化学平衡互称为等效平衡。
一、等效平衡的含义
新知探究
二、等效平衡的基本标志或结果
三、等效平衡的分类
1、完全等同——相同组分的分数和物质的量都相同（等比等量）
达到平衡时，两个平衡中相同组分的（百分）含量（质量分数、物质的量分数、体积分数等）相等。
2、比例相同——相同组分的分数相同、物质的量不等（等比不等量）
新知探究
四、等效平衡的判断方法
任何状态的体系，都用“极值转化”来比较，即通过可逆反应的化学计量数换算成同一边物质。
1molN2
3molH2
A
500℃ 1L
1molN2
3molH2
B
500℃ 1L
2molNH3
0.5molN2
1.5molH2
1molNH3
请总结恒温恒容条件下等效平衡的条件。
N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)
△n ≠ 0
新知探究
四、等效平衡的判断方法
1、恒温恒容条件下等效平衡的条件：
对于mA(气)+nB(气) pC(气)+qD(气)
（1）若m+n≠p+q
经换算成相当的反应物或者生成物后，若有相同的物料关系，则建立的化学平衡状态完全相同(必定为等效平衡)，此时也称为“全等平衡”。
结果：
两次平衡时相同组分的(百分)含量、n、c、N均相等。
新知探究
例如：以下事例为恒T、恒V条件下的等效平衡
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
起① 2 mol 1 mol 0
起② 0 0 2 mol
起③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol
起④ 0.4 mol 0.2 mol x
起⑤ a mol b mol c mol
解决方法：“一边倒法”
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
2b + c = 2
x =_________
1.6
△n ≠ 0
新知演练
【例题1】在一个固定容积的密闭容器中，加入2 mol A和1 mol B，一定温度下发生下列可逆反应： 2A(g) + B(g) 3C(g) + D(g)
达到平衡时，C的浓度为a mol/L。若维持容器容积和温度不变，按下列四种方法改变起始物质的用量，达到平衡时，C的浓度仍为a mol/L的是( )
A.4 mol A + 2 mol B
B.2 mol A + 1 mol B + 3 mol C + 1 mol D
C.3 mol C + 1 mol D + 1 mol B
D.3 mol C + 1 mol D
D
△n ≠ 0
新知演练
aaaC(c)=a
【例题2】在一个固定容积的密闭容器中，加1 mol N2和3 mol H2，
一定温度下发生反应，到达平衡时，NH3的浓度是a mol/L。若维持温度和容器的体积不变，按下列的配比作为起始物质，达到平衡后， NH3 的浓度仍为a mol/L的是( )
A.2 mol NH3
B.2 mol N2和6 mol H2
C.0.5 mol N2 + 1.5 mol H2 + 1 mol NH3
D.1 mol N2 + 3 mol H2 + 2 mol NH3
AC
△n ≠ 0
新知探究
N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)
C(NH3)=a
C(NH3)>2a
C(NH3)=a
C(NH3)>2a
1molH2
1molI2
A
600℃ 1L
1molH2
1molI2
B
600℃ 1L
2molHI
请总结恒温恒容条件下等效平衡的条件。
H2 (g) + I2 (g) 2HI(g)
3molHI
4molHI
0.5molH20.5molI2
1molHI
1molH2
1molI2
1molHI
△n=0
新知探究
1、恒温恒容条件下等效平衡的条件：
对于mA(气)+nB(气) pC(气)+qD(气)
（2）若m+n=p+q
经换算成相当的反应物或者生成物后，它们的物质的量或气体体积比例一致时，则建立的化学平衡状态是等效的(也称为等比平衡)。
结果：
两次平衡时相同组分的(百分)含量相同，但相同组分的c、n、N等不一定相同，c、n、N等同比例变化。
新知探究
【例题3】在一个固定体积的密闭容器内，保持一定的温度发生以下反应：
H2+Br2　　　　　2HBr。已知加入1molH2和2molBr2 时，达到平衡状态生成amolHBr。在相同条件下，且保持平衡时的各物质的百分含量相同，则填写下列空白：
编号 起始状态（mol） 平衡HBr物质的量(mol)
H2 Br2 HBr 已知 1 2 0 a
① 2 4 0
② 1 0.5a
③ m n（n≥2m）
2a
0
0.5
2(n-2m)
(n-m)a
△n=0
新知演练
【例题4】向某密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2O(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( )
A.0.5 mol CO + 2 mol H2O(g) + 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(g)+0.4 mol CO2+0.4 mol H2
D.0.5 mol CO+1.5 mol H2O(g)+0.5 mol CO2+0.5 mol H2
B
△n=0
等于x
大于x
小于x
等于x
新知演练
2、恒温恒压条件下等效平衡的条件
对于mA(气)+nB(气) pC(气)+qD(气)
无论m+n=p+q，还是m+n≠p+q
经换算成相当的反应物或者生成物后，它们的物质的量或气体体积比例一致时，则建立的化学平衡状态是等效的(也称为等比平衡)。
结果：
两次平衡时相同组分的(百分)含量及c相同，但相同组分的n、N等不一定相同，n、N等同比例变化。
新知探究
【例题5】在一定温度下保持压强相等的密闭容器中，充入1molA、2molB发生A(g)+B(g) 2C(g)+D(g)，达到平衡时A的含量为w，下列物质组合充入该容器中，A的含量仍为w的是（ ）
A. 2molC+1molD
B. 1molB+2molC+1molD
C. 1molA+1molB
D. 1molA+4molB+4molC+2molD
BD
新知演练
【例题6】在一个盛有催化剂的体积可变的密闭容器内，保持一定的温度和压强不变，发生以下反应：N2 + 3H2 　　2NH3 。已知加入1mol N2 和4mol H2 时，达到平衡状态生成amol NH3 。在相同温度和压强下，且保持平衡时的各物质的百分含量相同，则填写下列空白：
编号 起始状态（mol） 平衡时NH3物质的量(mol)
N2 H2 NH3 已知 1 4 0 a
① 1.5 6 0
② 1 0.5a
③ m n（n≥4m）
1.5a
0
0.5
2(n-4m)
(n-3m)a
新知演练
等效平衡的条件xA(g)+yB(g) pC(g)+qD(g)
等温等容：相同起始物质的物质的量相等
等温等压：相同起始物质的物质的量之比相等
A、x+y≠ p+q
B、x+y = p+q
相同起始物质的物质的量之比相等
小结
【例题7】在一恒定容器中充入2molA和1molB，发生如下反应：2A(g)＋B(g) xC(g)，达到化学平衡以后，C的体积分数为a。若在恒温恒容下，按0.6mol的A、0.3mol的B、1.4mol的C为起始物质，达到化学平衡后，C的体积分数仍为a，则x为( )。
A. 1 B. 2 C. 3 D. 无法确定
BC
新知演练
【例题8】将2.0 mol SO2气体和2.0 mol SO3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)达到平衡时SO3为n mol。在相同温度下，分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时SO3等于n mol的是( )
A. 1.6 mol SO2＋0.3 mol O2＋0.4 mol SO3
B. 4.0 mol SO2＋1.0 mol O2
C. 2.0 mol SO2＋1.0 mol O2＋2.0 mol SO3
D. 3.0 mol SO2＋0.5 mol O2＋1.0 mol SO3
BD
新知探究
△n ≠ 0
【例题8】恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：
　　　 A(g)＋B(g) C(g)
①若开始时放入1molA和1molB，到达平衡后，生成amolC，这时A的物质的量为______mol。
②若开始时放入3molA和3molB，到达平衡后，生成C的物质的量为______mol。
③若开始时放入xmolA、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。平衡时，B的物质的量______(选填一个编号)。
　　(A)大于2mol (B)等于2mol (C)小于2mol (D) 以上都有可能
做出此判断的理由是__________________________________
④若在③的平衡混合物中再加入3molC，待再次到达平衡后，C的物质的量分数是__________。
1-a
3a
2
3-3a
D
达到平衡的过程中反应的方向不能确定。
a/(2-a)
新知探究
课程结束