2.2.5 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

第二章 化学反应速率与 化学平衡 2.2 化学平衡 第二章 化学反应速率与 化学平衡 2.2 化学平衡 2.2.5 等效平衡 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 3 掌握等效平衡的建立 掌握等效平衡的应用 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 4 起始C(mol/L) 2 1 0 平衡C(mol/L) 0.8 0.4 1.2 例： 2SO2+ O2⇌2SO3 例： 2SO2+ O2⇌2SO3 起始C(mol/L) 0 0 2 平衡C(mol/L) 0.8 0.4 1.2 一、等效平衡 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 5 1.概念： 在一定的条件(恒温恒容或恒温恒压)下，对同一个可逆反应，无论从什么方向开始进行，如果能达到相同的平衡状态，这样的平衡称为等效平衡。 相同的平衡状态：指平衡混合物各组分的百分含量一定相同(指质量分数、体积分数、物质的量分数)。但各组分的物质的量、浓度可能不同。 建立平衡状态的途径： ① 加入反应物，从正向开始 ②加入生成物，从逆向开始 ③同时加入反应物和生成物，从正、逆反应方向同时开始 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 6 2. 等效平衡的分类 (1)恒温恒容条件下，两边气体体积不等的可逆反应 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、恒容下等效平衡建成的条件。 A B C D 平衡时D的体积分数 起始充入/mol 2 1 0 0 a% 0 0 3 1 a% 1 0.5 1.5 0.5 a% 4 2 0 0 b% (a>b) 一边倒、将条件中的生成物按照化学计量数关系一边倒转化为反应物 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 7 13-1. 恒温恒容下：对反应：2SO2 + O2 ⇌ 2SO3 在①充入2mol SO2 、1mol O2 ②充入4mol SO2 、2mol O2 ，判断达成平衡后, ①②中，SO2%、O2%、SO3 %是否相等，两个条件下的平衡是否为等效平衡？ 2SO2 + O2 ⇌ 2SO3 2mol SO2 1mol O2 SO2 a% O2 b% SO3 c% 4mol SO2 2mol O2 2mol SO2 1mol O2 2mol SO2 1mol O2 SO2 a% O2 b% SO3 c% SO2 a% O2 b% SO3 c% SO2 x% O2 y% SO3 z% 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 8 (1)恒温恒容条件下，两边气体体积不等的可逆反应 把所给物质按方程式换算到一边，若各物质物质的量对应相等，则两平衡等效。(完全等效) 特点： 等量投料，完全等效平衡，浓度，物质的量，百分含量均相同 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 9 13-2. 恒温恒容下：对反应：2SO2 + O2 ⇌ 2SO3 在①充入2mol SO2 、1mol O2 ③充入amol SO2 、bmol O2、 cmol SO3 , a、b、c满足什么关系能让③与①成为等效平衡。 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 10 23.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(g) 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+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 练手小训练 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 11 24.某温度下，向某密闭容器中加入1mol N2和3mol H2,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)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 。 练手小训练 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 12 2. 等效平衡的分类 (2)恒温恒容条件下，气体体积不变的可逆反应 在一定温度下，一个容积固定的密闭容器中发生反应： A(g)+B(g) ⇌2C(g)，根据下表有关数据分析恒温、恒容下等效平衡建成的条件。 A B C 平衡时C的体积分数 平衡时C的浓度 起始充入/mol 2 1 0 c% a mol/L 4 2 0 c% 2a mol/L 3 1 2 c% 2a mol/L 2 0 2 d% (a, 2a) mol/L (d>c) 一边倒、将条件中的生成物按照化学计量数关系一边倒转化为反应物 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 13 (2)恒温恒容条件下，两边气体体积不变的可逆反应 把不同的起始状态，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与原平衡成比例，则是等效平衡 等比投料，不完全等效平衡(百分含量相同，浓度，物质的量成比例) 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 14 14.在一个固定容积的密闭容器中，保持一定的温度进行以下反应：H2(g)+Br2(g)⇌2HBr(g) 。已知加入1 mol H2和2 mol 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，对下列编号①～③的状态，填写右表中的空白。 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 15 25.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 。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、4mol A+2molB C、3mol C+1mol D +1mol B D、1.6mol A+0.8mol B+0.6mol C+0.2mol D 练手小训练 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 16 2. 等效平衡的分类 (3)恒温恒压条件下——任意气态可逆反应 在一定温度下，一个容积可变的密闭容器中发生反应： 2A(g)+B(g) ⇌2C(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。 A B C 平衡时C的体积分数 平衡时C的浓度 起始充入/mol 2 1 0 c% a mol/L 4 2 0 c% a mol/L 0 0 3 c% a mol/L 2 4 0 d% (0，a) mol/L 一边倒、将条件中的生成物按照化学计量数关系一边倒转化为反应物 (d<c) 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 17 (3)恒温恒压条件下——任意气态可逆反应 把所给物质按方程式换算到一边，若物质的量之比相等，则两平衡等效。(相似等效) 特点：等比投料，不完全等效平衡(百分含量相同，浓度相同，物质的量成比例) 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 18 15.(I) 恒温、恒压下，在一个容积可变的容器中发生如下反应：A(g)+B(g)⇌C(g) (1)若开始时放入1 mol A和1 mol B，达到平衡后，生成a mol C，这时A的物质的量为________ mol。 (2)若开始时放入3 mol A和3 mol B，达到平衡后，生成C的物质的量为_________mol。 (3)若开始时放入x mol A、2 mol B和1 mol C，达到平衡后，A和C的物质的量分别为y mol和3a mol，则x=________，y=________。平衡时，B的物质的量________(填编号)。 (甲)大于2 mol (乙)等于2 mol (丙)小于2 mol (丁)可能大于、等于或小于2 mol (4)若在(3)的平衡混合物中再加入3 mol C，待再次达到平衡后，C的物质的量分数是___________。 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 19 15. (II) 若维持温度不变，在一个与(I) 反应前起始体积相同，且容积固定的容器中发生反应:A(g)+B(g)⇌C(g) (5)开始时放入1 mol A和1 mol B到达平衡后生成b mol C。将b与(1)小题中的a进行比较____(填编号)。 (甲)a>b (乙)a<b (丙)a=b (丁)不能比较a和b的大小 作出此判断的理由是________________________________________________。 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 20 26.某温度下，向体积恒定的某密闭容器中加入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： Ⅱ .恒定温度和压强 (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 。 练手小训练 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 21 类型 I类 II类 III类 外界条件 前后气体项和 起始关联 两平衡状态的异同 百分含量 浓度 体积 物质的量 备注 等效平衡的分类 恒温恒容 △V（g）≠0 一边倒转化后，只要起始投料相同且对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同 相等 相等 相等 相等 各个参数完全相同的平衡状态 恒温恒容 △V（g）=0 恒温恒压 任意 一边倒转化后，只要起始投料相同且反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡起始态相同 相等 相等 相等 相等 成比例 成比例 成比例 成比例 比例等于转化后的起始投料的物质的量的比值 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 22 构建恒温恒容平衡思维模式: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。 构建恒温恒压平衡思维模式: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，抽去隔板，压强不变，平衡不移动 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 23 3.等效平衡的应用 (1).已知两不同的起始状态，能达到等效平衡，求解起始状态数据关系或比较平衡状态的差异 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 24 (1)保持上述反应温度不变，设a、b、c分别代表初始加入的N2、H2和NH3的体积，如果反应达到平衡后混合气体中各气体的体积分数仍与上述平衡相同，那么： ①若a=1，c=2，则b=_________。在此情况下，反应起始时将向_________（填“正”或“逆”）反应方向进行。 ②若需规定起始时反应向逆反应方向进行，则c的取值范围是_________。 (2 )在上述装置中，若需控制平衡后混合气体为6.5体积，则可采取的措施是_________，原因是_________。 16.如图所示，在一定温度下，把2体积N2和6体积H2通入一个带有活塞的 容积可变的容器中，活塞的一端与大气相通，容器中发生以下反应： N2+3H2⇌2NH3 (正反应放热) ，若反应达到平衡后，测得混合气体 的体积为7体积。据此回答下列问题： 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 25 3.等效平衡的应用 (2). 两起始状态并不能达到等效平衡，通过设计路径构造出等效平衡，再利用平衡移动找到两平衡态的差异 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 26 3.等效平衡的应用 (3).平衡转化率的分析与判断aA(g)＋bB(g) ⇌ cC(g)＋dD(g) 若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化率相等。 若只增加A的量，平衡正向移动，B的转化率提高，A的转化率降低。 若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)容器体积，气体反应物的转化率与化学计量数有关。 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 27 17.在一定温度下，向密闭容器中充入1.0molN2和3.0molH2，反应达到平衡时测得NH3的物质的量为0.6mol。若在该容器中开始时充入2.0 molN2和6.0molH2，则平衡时NH3的物质的量为 A、若为定容容器，n(NH3)=1.2mol B、若为定容容器，n(NH3)>1.2mol C、若为定压容器，n(NH3)=1.2mol D、若为定压容器，n(NH3)<1.2mol 18.相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：2SO2+O2⇌2SO3，并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p%，则乙容器中SO2的转化率 A、等于p% B、大于p% C、小于p% D、无法判断 2025/9/10 恩施高中 卿恩平 28 27.在温度容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时有关数据如右。已知N2(g)＋3H2(g) ⇌2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。 下列说法正确的是( ) A．2c1>c3 B．a＋b＝92.4 C．2p2<p3 D．α1＋α3<1 练手小训练 $