2.2.6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 化学平衡 第二节 第6课时 等效平衡 学习目标 1.掌握等效平衡的的概念 3.运用等效平衡解决一些实际问题 ２.理解几种类型的等效平衡及分析方法 2SO2+ O2 2SO3 起始C(mol/L) 2 1 0 平衡C(mol/L) 0.8 0.4 1.2 2SO2+ O2 2SO3 0 0 2 0.8 0.4 1.2 上面两个平衡有什么关系呢？ 2SO2 + O2 2SO3 ★ 化学平衡的建立与途径无关 SO2 a% O2 b% SO3 c% 平衡状态 2mol SO2 1mol O2 开始1 2mol SO3 开始2 1mol SO2 0.5mol O2 开始4 一、等效平衡的概念和分析 1mol SO2 0.5mol O2 1mol SO3 开始3 再向平衡体系中加 1mol SO2 、 0.5mol O2 1mol H2 1mol I2 开始1 2mol H2 2mol I2 开始2 H2 0.5mol I2 0.5mol HI 1mol 平衡状态1 H2 + I2 2HI 恒温恒容 “等效平衡” H2 1mol I2 1mol HI 2mol 平衡状态2 对同一可逆反应，在相同的条件下，只是起始时加入物质的情况不同，但通过不同的途径，达到化学平衡时，反应混合物中同种物质的百分含量均相同，这样的平衡称为等效平衡。 1mol H2 1mol I2 1mol H2 1mol I2 (3) 等效平衡的标志：达到平衡时， 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。 但各组分的物质的量、浓度可能不同，它们成倍数关系。 对同一可逆反应，在相同的条件下，只是起始时加入物质的情况不同，但通过不同的途径，达到化学平衡时，反应混合物中同种物质的百分含量均相同，这样的平衡称为等效平衡。 （1）相同条件：恒温、恒容或恒温、恒压 （2）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。 一、等效平衡的概念和分析 情况1、恒温恒压条件下的可逆反应 二、等效平衡的三种情况和判断方法 1mol H2 1mol I2 开始1 2mol H2 2mol I2 开始2 “等比”加料时平衡等效 此时，不管什么样的可逆反应， H2(g) + I2 (g) 2HI(g) 2SO2 + O2 2SO3 起始(mol) ： 2 1 0 平衡(mol) ：x y z 平衡时体积分数: a% b% c% 开始 SO2 a% O2 b% SO3 c% 平衡状态 2mol SO2 1mol O2 若起始(mol)： 4 2 0 2mol SO2 1mol O2 2mol SO2 1mol O2 SO2 a% O2 b% SO3 c% SO2 a% O2 b% SO3 c% 4mol SO2 2mol O2 SO2 a% O2 b% SO3 c% 理解：恒温恒压下， 按等比加料形成等效平衡 起 始(mol)： 1 2 0 平 衡(mol)： A B C 平衡体积分数： a% b% c% 等体积的反应： ②起 始 (mol)： 0 1 2 ① 一边“归零”后： 0 ③起 始 (mol)： 1.5 3.5 1 ④起 始 (mol)： x y z x + y + 当 (x + ) (y + )=1:2时，① ④平衡时等效 一边“归零”后： 换 换 换 理解： H2(g) + I2 (g) 2HI(g) ： 特点： ① ③平衡时各物质百分含量相等， 物质的量 ， 物质的量浓度 。 一边“归零”后： 特点： ①②平衡时各物质百分含量、 物质的量、浓度相等 1 ： 2 2 ： 4 成比例 相同 2SO2 + O2 2SO3 恒温恒压下，“等比”加料时平衡等效 恒温恒压下，（换算为同一半边）“等比”加料时平衡等效 在一个的密闭容器中，加入2molA和1molB ，发生下述反应：   达到平衡时，C的浓度为1.2 mol/L , C的体积分数为a% 。若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 随堂演练 二、等效平衡的三种情况和判断方法 1mol H2 1mol I2 开始1 2mol H2 2mol I2 H2 x % I2 y % HI z % 平衡状态1 H2 x % I2 y % HI z % 平衡状态2 1mol H2 1mol I2 1mol H2 1mol I2 开始2 建立模型 加压 H2(g) + I2 (g) 2HI(g) 情况2、恒温恒容条件下等体积的反应 “等比”加料时平衡等效 “一边归零”后 特点： 平衡时各物质百分含量相等， 物质的量 ， 物质的量浓度 。 成比例 成比例 二、等效平衡的三种情况和判断方法 2mol SO2 1mol O2 开始1 4mol SO2 2mol O2 SO2 x % O2 y % SO3 z % 平衡状态1 SO2 < x% O2 < y% SO3 > z% 平衡状态2 2mol SO2 1mol O2 2mol SO2 1mol O2 开始2 建立模型 加压 情况3、恒温恒容条件下非等体积的反应 “等量”加料时平衡等效 “一边归零”后 2SO2 + O2 2SO3 正移 T V 一定 N2+ 3 H2 2NH3 起 始(mol)： 2 3 0 非等体积的反应： ②起 始 (mol)： 1 0 2 ① 一边“归零”后： 0 ③起 始 (mol)： 1.5 1.5 1 ④起 始 (mol)： x y z x + y + 一边“归零”后： 当 x + = 2， y + = 3时，① ④平衡时等效 一边“归零”后： 换 换 换 理解： 2 3 0 2 3 0 平 衡(mol)： A B C 平衡体积分数： a% b% c% 恒温恒容下，非等体积的反应，“等量”加料时平衡等效 特点： ① ③平衡时各物质百分含量相等， 物质的量 ， 物质的量浓度 。 相同 相同 （全等等效） 1.有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W mol/L的是（ ） A．4mol A + 2mol B B．2mol A + 1mol B + 3mol C + 1mol D C．3mol C + 1mol D +1molB D．3mol C + 1mol D (2+2)molA+(1+1)molB 2molA +(1+1)molB 2molA+1molB D 恒温恒容 2A(g)+ B(g)⇌3C(g)+ D(g) E、1molA+0.5molB+ mol C+ molD 1.5 0.5 等效平衡的条件: m+n≠ p+q ：“等量”加料时平衡等效 m+n = p+q：“等比”加料时平衡等效 1、如果恒温恒容(T V固定)： 2、如果恒温恒压(T P固定) “等比”加料时平衡等效 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 全等等效 各组分%、n、c 各组分%相等；n、c成比例 各组分%、c相等；n 成比例 总结 条件 恒温恒容 恒温恒容 恒温恒压 起始投料 换算为方程式同一半边时，投料相同 换算为方程式同一半边时，投料比相同 换算为方程式同一半边时，投料比相同 反应的特点 任何可逆反应 m+n = p+q 任何可逆反应 平 衡 特 点 质量分数 相同 相同 相同 浓度 相同 成比例 相同(气体) 物质的量 相同 成比例 成比例 在一固定容积的密闭容器中充入 2mol A 和 1mol 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 B C 2A(气)+B(气) 3C(气) 随堂演练 2A(g)+B(g) xC(g) 恒温恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应： H2(g) + Br2(g) 2HBr(g)已知加入1molH2和2molBr2时，达到平衡后，生成amolHBr，(见下表“已知”项)。在相同的条件下，改变起始加入情况，填写表中空白： 编号 起始状态(mol) 平衡时HBr物质的量(mol) H2 Br2 HBr 已知 1 2 0 a (1) 2 4 0 (2) 1 0.5a 2a 0 0.5 随堂演练 三、等效平衡与反应物转化率计算问题 1)温度或压强的影响： 2)改变反应物用量的影响： 若增加A的量，A的转化率 ，B的转化率 。 增加A的量 ②反应物只有一种，如aA(g) bB(g)+cC(g) ①反应物不止一种，mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 此时，A的转化率是减小还是增大呢？ 若平衡向正反应方向移动，则反应物转化率 ;反之则 。 增大 减小 减小 增大 (恒温恒容) c(A)增大，平衡正向移动 2molNO2 1molNO2 1molNO2 1molNO2 1molNO2 α(NO2)1 α(NO2)1 α(NO2)1 α(NO2)2 P↑,平衡向体积减小方向移动 即，正向移动 < B α(NO2)1 ? V↓,P↑ 2molNO2 抽去中间隔板 平衡不移动 例题1.在恒温恒容的容器内，加入1molNO2(g)，发生如下反应： 2NO2(g) N2O4(g)，达平衡时，再向容器内通入1mol的NO2(g)，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，NO2的转化率 A．不变 B．增大 C．减小 D．无法判断 2NO2(g) N2O4(g) 2NO2(g) N2O4(g) 20 扩展1.在恒温恒容的容器内，加入PCl5(g)，发生如下反应： PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g),达平衡时,再向容器内通入一定量的PCl5(g),重新达到平衡后,与第一次平衡相比,PCl5的转化率 A．不变 B．增大 C．减小 D．无法判断 2molPCl5 1molPCl5 1molPCl5 1molPCl5 1molPCl5 α(PCl5)1 α(PCl5)1 α(PCl5)1 α(PCl5)2 P↑,平衡向体积减小方向移动 即，逆向移动 > C α(PCl5)1 ? V↓,P↑ 2molPCl5 抽去中间隔板 平衡不移动 PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g) 若a=b+c A的转化率不变 若a>b+c A的转化率增大 若a<b+c A的转化率减小 增加A的量，A的浓度增大,平衡正向移动； 但考虑转化率时，此种情况等效于加压 对于反应物只有一种的可逆反应,如aA(g) bB(g)+cC(g) 特别强调：上述结论不用死记， 遇到类似问题，学会画图建立模型帮助解题！ 练后反思 拓展练习1．恒温、恒压下，在容积可变的容器中，反应2NO2(g) N2O4(g) 达平衡后，再向容器内通入一定量的NO2。又达到平衡时，N2O4的体积分数 A．不变 B．增大 C．减小 D．无法判断 A 1、在相同容积的甲、乙密闭容器中分别充入2mol的SO2和1molO2，使它们在一定温度下反应，并达新平衡： 2SO2+O2 2SO3(g)。若甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变。当甲中SO2的转化率为25%时，乙中SO2的转化率为( ) A.25% B.大于25% C.小于25% D.无法判断 B α(SO2)甲==25% 达平衡 达平衡 α(SO2)乙==？ 压缩体积，相当增大P ∴ 平衡正向移动 α(SO2)增大 乙压强不变,体积必定减小 四、利用等效平衡的方法解决不等效平衡的问题 2．将1moLSO2和1moLO2通入固定容积密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡，平衡时SO3为0.2moL，此时若移去0.5moLSO2和0.5moLO2，在同一温度下反应达到新的平衡时，SO3的物质的量是 A．0.2moL B．0.1moL C．小于0.1moL D．大于0.1moL，小于0.2moL C 四、利用等效平衡的方法解决不等效平衡的问题 10.一定温度下，在3个容积均为 的恒容密闭容器中发生反应 并达到平衡，下列说法正确的是( ) 容器编号 温度/ 起始浓度/ 平衡浓度/ Ⅰ 400 0.2 0.1 0 0.08 Ⅱ 400 0.4 0.2 0 Ⅲ 500 0 0 0.1 0.025 A.该反应的正反应为吸热反应 B.达到平衡时，容器Ⅰ中反应物的转化率比容器Ⅱ中的大 C.达到平衡时，容器Ⅱ中一定大于容器Ⅲ中 的2倍 D.达到平衡时，正反应速率：容器Ⅲ 容器Ⅰ D 11.如图所示，甲容器容积固定不变，乙容器有可移动的活塞。向甲中充入 和，向乙中充入 和 ，在恒温和相同的催化剂条件下，发生反应： 。正确的是( ) A.若活塞固定在6处不动，达平衡时甲、乙两容器中的压强： B.若活塞固定在3处不动，达平衡时甲、乙两容器中 的浓度： C.若活塞固定在3处不动，达平衡时甲、乙两容器中 的浓度： D.若活塞固定在7处不动，达平衡时两容器中 的物质的量相等 B 练习:如图所示，向A中充入1mol X和lmo1 Y，向B中充入2molX和2molY，起始Va=Vb=a L，在相同温度和有催化剂的条件下,两容器中各自发生下列反应:X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(g) △H >0，达到平衡时，VA=1.2aL。则： ①反应开始时，B容器中化学反应速率_____A容器中的化学反应速率(填“大于”“小于”或“等于”)； ②A容器中X的转化率为____，且B容器中X的转化率____A容器中X的转化率；(填“大于”“小于”或“等于”)； ③打开K一段时间达到新平衡时，A的体积为_____(连通管中气体体积不计) 1mol X lmo1 Y 2mol X 2mo1 Y 大于 40％ 小于 2.6aL 3.6aL 恒压容器较恒容容器更有利于反应正向进行 甲胺 是合成太阳能敏化剂的原料。一定温度下， 在三个容积均为 的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应 ，测得有关实验数据如表所示。 容器 编号 温度/ 起始物质的量/ 平衡物质的量/ Ⅰ 530 0.4 0.4 0 0 0.3 Ⅱ 530 0.8 0.8 0 0 Ⅲ 500 0 0 0.2 0.2 0.16 下列说法正确的是( ) A.平衡常数（Ⅰ）（Ⅱ） （Ⅲ） B.达到平衡状态时，体系中的，Ⅰ，Ⅱ C.达到平衡状态时，转化率：，Ⅰ，Ⅲ D.向容器Ⅲ中加入高效催化剂，能增大反应的活化能，提高反应物转化率 C 容器编号 温度/ 起始物质的量/ 平衡物质的量/ Ⅰ 3 1 0 2.4 Ⅱ 1.2 0.4 0.2 1.2 Ⅲ 2 0.2 0.2 12.不同温度下，三个容积均为 的恒容密闭容器中发生反应 。测得起始、平衡时的 有关数据如表所示。下列说法正确的是( ) A.容器Ⅲ中的反应起始时向逆反应方向进行 B. C.平衡时，容器Ⅰ中反应放出的热量为 D.容器Ⅰ和容器Ⅱ中反应的化学平衡常数相同 A $