2.3.4 等效平衡 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

等效平衡 起始C(mol/L) 2 1 0 平衡C(mol/L) 0.8 0.4 1.2 例： 2SO2+ O2 2SO3 2SO2+ O2 2SO3 0 0 2 0.8 0.4 1.2 以上两个平衡，有什么异同？ 对于同一可逆反应，在相同条件（恒温恒容或恒温恒压）下，以不同投料方式开始反应，只要达到化学平衡时同种物质在反应混合物中的百分含量（质量分数、物质的量分数、体积分数等）相等，这样的化学平衡互称为等效平衡。 化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关 定义 等效平衡 如何理解“等效平衡”？ 相同效果的平衡状态。 ？ 相同效果指的是什么？ ？ 达到平衡时，反应混合物中各组成成分的含量（体积分数、物质的量分数等）相等。 一、等效平衡的判断方法 任何状态的体系，都用“极端状态”来比较，只要能转化为相同的“极端状态”，就一定是等效平衡。 起始C(mol/L) 2 1 0 平衡C(mol/L) 0.8 0.4 1.2 例： 2SO2+ O2 2SO3 2SO2+ O2 2SO3 0 0 2 0.8 0.4 1.2 二、等效平衡的类型 1、恒温恒容，反应前后化学计量数不相等，极值等量则等效 判断方法 把不同的起始状态，通过化学方程式中的计量数，换算成同一边物质（反应物一边或生成物一边），如果各反应物或生成物的物质的量相等，则是等效平衡。 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 起始1 4 mol 2 mol 0 起始2 0 0 4 mol 起始3 2 mol 1 mol 2 mol 完全等效：百分含量(w%)、体积(V)、物质的量(n)、质量(m)、浓度(c)、压强(p)、密度(ρ)均相同 例1：将2.0 mol SO2(g)和2.0 mol SO3(g)混合于固定容积的密闭容器中，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 + 1.0 mol O2 + 1.0 mol SO3 B 2、恒温恒容，反应前后化学计量数相等，极值等比则等效 判断方法 把不同的起始状态，通过化学方程式中的计量数，换算成同一边物质（反应物一边或生成物一边），如果各反应物或生成物的物质的量之比相等，则是等效平衡。 起始1 1 mol 1 mol 0 起始2 0 0 4 mol 起始3 2 mol 2 mol 1 mol H2(g) + I2(g) 2HI(g) 相似等效：百分含量(w%)、体积(V)相同；物质的量(n)、质量(m)、浓度(c)、压强(p)、密度(ρ)成比例 例2：在一个固定容积的密闭容器中，加入3 mol A和1 mol B，发生反应2A(g) + B(g) 3C(g) + D(s)，达到平衡时，C的浓度为c mol·L-1。若维持容器的体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡时C的浓度仍为c mol·L-1的是( )(双选) A. 2 mol A + 1 mol B B. 4 mol A + 1 mol B + 3 mol C + 2 mol D C. 1 mol A + 3 mol C + 1 mol D D. 1 mol B + 3 mol C + 1 mol D BC 起始1 2 mol 3 mol 0 起始2 0 mol 2 mol 2 mol 起始3 2 mol 5 mol 2 mol 把不同的起始状态，通过化学方程式中的计量数，换算成同一边物质（反应物一边或生成物一边），如果各反应物或生成物的物质的量之比相等，则是等效平衡。 判断方法 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 3、恒温恒压，任何可逆反应，极值等比则等效 相似等效：百分含量(w%)、浓度(c)、压强(p)、密度(ρ)相同；体积(V)、质量(m)、物质的量(n)成比例 例3：在一定温度下，将3 mol N2和2 mol H2充入一个压强恒定的密闭容器中发生反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，达到平衡时NH3体积分数为a%。在与上述完全相同的容器中，若平衡时NH3体积分数仍为a%，则下列起始投料组合中正确的是( ) A. 2 mol N2 + 2 mol NH3 B. 1.5 mol N2 + 1 mol H2 + 1 mol NH3 C. 2 mol NH3 D. 5 mol N2 + 1 mol H2 + 2 mol NH3 D 条件 等效条件 结果 恒温恒容 Δn(g)≠0 极值等量 %、n、c、ρ、p 完全相同 Δn(g)=0 极值等比 %相同 n、c、ρ、p成比例 恒温恒压 %、c、ρ、p相同 n、V成比例 等效平衡小结 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(g)+B(g) 2C(g)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 C D 三、虚拟“中间态”法构建等效平衡 (1)构建恒温恒容平衡思维模式 例4：把晶体N2O4放入固定容积的密闭容器中气化并建立N2O4(g) 2NO2(g)平衡后，保持温度不变，再通入与起始时等量的N2O4气体，反应再次达平衡，则新平衡N2O4的转化率与原平衡比( ) A. 增大 B. 减少 C. 不变 D. 无法确定 B T、V T、V N2O4 1 mol N2O4 1 mol 平衡后 加压 T、2V T、V 第①步 第②步 第③步 压缩 平衡 逆移 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成， 相当于增大压强。 加入物质平衡移动是加入时刻状态；虚拟构建等效平衡状态，再压缩，是两个等效平衡状态的平衡移动。 15 练习2：一真空密闭容器中盛有1 mol PCl5，加热到200℃时发生如下反应：PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)，反应达平衡时，PCl5所占体积分数为M%。若在同一温度和同一容器中最初投入的是2 mol PCl5，反应达到平衡时，PCl5所占的体积分数为N%，则M和N的关系是( ) A．M>N B．M<N C．M=N D．无法判断 B (2)构建恒温恒压平衡思维模式 例5：恒温恒压下，在容积可变的密闭容器中，反应2NO2(g) N2O4(g)达到平衡后，再向容器内通入一定量NO2，又达到平衡时，则N2O4的体积分数( ) A．不变 B．增大 C．减少 D．无法判断 A 起始 平衡 新平衡 叠加 P P P P P (以气体分子数增加的反应为例) 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加， 压强不变，平衡不移动。 练习3：相同的两个固定容积的密闭容器中，保持温度恒定一致，同时向A、B两容器分别加入1 mol、2 mol HI，待反应2HI(g) H2(g)+I2(g)达到平衡后，下列说法正确的是( ) A. 从反应开始到达到平衡所需时间：tA<tB B. 平衡时I2浓度：c(I2)A=c(I2)B C. HI的平衡分解率相等 D. 平衡时I2蒸气在混合气体中的体积分数： A%>B% C 14．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)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1]： 容器 甲 乙 丙 反应物投入量 1 mol N2、 3 mol H2 2 mol NH3 4 mol NH3 NH3的浓度 (mol·L－1) c1 c2 c3 反应的能量变化 放出a kJ 吸收b kJ 吸收c kJ 体系压强(Pa) p1 p2 p3 反应物转化率 α1 α2 α3 下列说法正确的是(　　) A．2c1>c3　　　　　　　B．a＋b＝92.4 C．2p2<p3 D．α1＋α3>1 B 练习4：向密闭的容器中充入2 mol A和1 mol B，发生反应：2A(g) + B(g) xC(g)，达到平衡后，C的体积分数为w%；若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量0.6 mol A、0.3 mol B和1.4 mol C充入容器，达到平衡后，C的体积分数仍为w%，则x值为______。 2或3 编号 起始状态物质的量n/mol 平衡时HBr的 物质的量 n/mol H2 Br2 HBr 已知 1 2 0 a （1） 2 4 0 （2） 1 0.5a 2a 0 0.5 9、在一个体积固定的密闭容器中，保持一定温度，进行如下反应： 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体积分数不变。填写表中空白： 恒温恒容 10、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：N2+3H2 2NH3。已知加入1molN2和4mol H2时，达到平衡后生成amolNH3。在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： 已知 编号 起始状态物质的量（mol） 平衡时NH3的物质的量（mol） N2 H2 NH3 1 4 0 a （1） 1.5 6 0 （2） 1 0.5a （3） m g(≥4m) （恒温恒压） 2g-8m (g-3m)a 0 0.5 1.5a 练习12、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 >0 2.25mol ≥0 Y=3X，Z≥0 2mol 2.25mol 0.5mol X+Z/2=1 , Y+3Z/2=3 已知 编号 起始状态物质的量 （mol） 平衡时物质的量 （mol） A B C A B C （1） 1 1 0 a （2） 3 3 0 3a （3） 2 1 y x 3a 1-a 1-a 3(1-a) 3(1-a) 13.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)，请填写下表空白。 2 （3）y＝ mol。x______(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__________。 a/(2-a) 达到平衡的过程中反应的方向不能确定 D 3(1-a) 恒温、恒压 Thank You ! $$