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

该高中化学课件围绕“等效平衡”这一核心概念展开，系统梳理了恒温恒容与恒温恒压条件下不同投料方式下化学平衡状态的判断方法，通过从起始状态到平衡状态的转化分析，构建起反应物与生成物之间的定量关系，形成由浅入深的学习支架，帮助学生理解化学平衡的本质特征和调控规律。 其亮点在于融合科学思维与化学观念，以典型例题如SO₂与O₂反应为例，引导学生运用“一边倒”法进行物质转化比较，强化微观粒子视角下的平衡建立过程认知，体现模型建构与证据推理能力。课堂中设计多组对比实验数据表格，让学生自主归纳等效条件，培养批判性思维和逻辑推理能力。同时借助可视化图表和分步推演，提升学生对复杂问题的结构化处理能力，既利于学生掌握解题策略，也便于教师精准施教，实现素养导向的教学目标。

新人教版 化学 选必1 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 1. 认识从不同起始状态下化学平衡的建立过程 2. 通过等效分析掌握分析等效平衡问题的方法 教学目标 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？ 由图中的事实可以说明化学平衡具有哪些特征？ 新课导入 α(SO2) n(SO3) 等温时，在1 L容器中投入2 mol SO2和1 mol O2达到化学平衡，生成 b mol SO3，再按表格中进行操作，则α(SO2)和n(SO3)的量如何改变？ ③再投入2 mol SO2和1 mol O2 ②再投入1 mol O2 ①再投入2 mol SO2 新课导入 一、等效平衡的概念和分析 在500 ℃ 1 L的某容器中，SO2、O2按不同的量投料进行反应，得到下表： 容器 n(SO2)/mol n(O2)/mol n(SO3)/mol ① 30 15 0 ② 0 0 30 ③ 22 11 8 ④ 28 14 2 ⑤ 18 9 12 ⑥ 6 3 24 平衡状态 8 在相同条件下，同一可逆反应在不同情况反应，若达到平衡后，任何相同组分的含量都相等 4 22 恒温恒容或恒温恒压 投料一次或多次，反应物或生成物(只与始态有关，而与途径无关) 体积分数 一、等效平衡的概念和分析 1.概念：同一可逆反应在一定条件下（恒温恒容或恒温恒压）以不同方式投料达到平衡时，“效果”相同，即各相同组分的百分含量均相同的化学平衡互称等效平衡。 6 (3)“百分含量” ①可以是体积分数、质量分数或物质的量分数； ②各组分百分含量相同，但物质的量、浓度、压强、反应速率、转化率可能不同。 (1)“一定条件” ①恒温恒容(同T同V) ②恒温恒压(同T同P) (2)“不同方式投料” ①反应可以从正反应、逆反应或从中间状态开始； ②投料可以是一次或者分成几次； 若各物质的量也相同,则称为等同平衡。 例1.化学平衡的建立与途径无关 起始量 2 mol 1 mol 0 mol 平衡含量 a% b% c% 转化量 2mol 1mol 2mol 情况② 0mol 0mol 2mol 起始量 2 mol 1 mol 0 mol 平衡含量 a% b% c% 转化量 0.75 mol 0.75 mol 0.375 mol 0.75 mol 情况④ 1.25 mol 0.625 mol 起始量 2 mol 1 mol 0 mol 平衡含量 a% b% c% 转化量 1mol 1mol 0.5 mol 1mol 情况③ 1mol 0.5mol 典例剖析 例1.化学平衡的建立与途径无关 2SO2 + O2 2SO3 SO2 a% O2 b% SO3 c% 平衡状态 2mol SO2 1mol O2 情况① 2mol SO3 情况② 1mol SO2 0.5mol O2 1mol SO3 情况③ 典例剖析 例2.化学平衡的建立与加入的次数无关 再向平衡体系中加入 1mol SO2 、0.5mol O2 2mol SO2 1mol O2 开始 SO2 a% O2 b% SO3 c% 平衡状态 1mol SO2 0.5mol O2 开始 平衡状态 SO2 x% O2 y% SO3 z% 2SO2 + O2 2SO3 典例剖析 一、等效平衡的概念和分析 2.等效平衡模型 虚拟法（放缩法） 画原平衡箱 可抽档板 原平衡 画新平衡箱 原平衡 新平衡 抽掉 可抽档板 将新平衡箱压缩 构建等效平衡 并入压缩 二、等效平衡的分类 1.一般判断思路 由于等效平衡的投料方式不同，一般采用“一边倒”的方法将各种投料“极限转化”为化学方程式中等号同侧的物质，再进行比较 2.分类 （1）恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应(即△V≠0的体系) （2）恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应(即△V=0的体系) （3）恒温恒压下，对于气体体系(△V=0和△V≠0均可) 三、等效平衡的判断与应用 例3.在一定温度和一个固定容积的容器中，发生反应2SO2(g)+O2(g) 　　2SO3(g),下表为起始投料的情况，根据已知数据填表，使得达到平衡时反应混合物中三种气体的体积分数完全相同。 n(SO2)/mol n (O2)/mol n (SO3)/mol ① 2 1 0 ② 2 ③ 0.5 ④ 0.5 ⑤ 0.8 0 0 1 1 1.5 0.75 0.4 1.2 令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量a、b、c必须满足的一般条件是： a+c=2 b+c/2=1 1.恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应(即△V≠0的体系) 三、等效平衡的判断与应用 1.恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应(即△V≠0的体系) 等效转化（即按照反应方程式的计量数之比转化到同一边的量）后，对应各组分起始投料的物质的量与原平衡起始态相同，两平衡等效。 物质的浓度相同 物质的含量相同 全等平衡 等量等效 物质的量相同 三、等效平衡的判断与应用 1.恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应(即△V≠0的体系) 例4.对于合成氨反应N2 +3H2 2NH3，在相同温度，相同容积的密闭容器中，按A——D四种情况分别加入下述物质，哪些情况是等效平衡： N2 + 3H2 2NH3 A 1mol 3mol 0mol B 0mol 0mol 2mol C 0.5mol 1.5mol 1mol D 1mol 3mol 2mol N2 + 3H2 2NH3 A 0mol 0mol 2mol B 0mol 0mol 2mol C 0mol 0mol 2mol D 0mol 0mol 4mol 2mol 相当于 1mol 相当于 2mol 相当于 A B C等效 情况 Ⅰ 2 mol 1 mol 0 mol 平衡含量 a% b% c% 情况 Ⅱ 4 mol 2 mol 0 mol 平衡含量 a% b% c% 含量是否改变？ 恒温恒容器反应 思考讨论 2 mol SO2 1 mol O2 情况 Ⅰ a%SO2 b% mol O2 c% mol SO3 平衡状态 4 mol SO2 2 mol O2 情况 Ⅱ 拆分 2 mol SO2 1 mol O2 情况 Ⅰ 2 mol SO2 1 mol O2 情况 Ⅰ a%SO2 b% mol O2 c% mol SO3 平衡状态 a%SO2 b% mol O2 c% mol SO3 平衡状态 合并 a%SO2 b% mol O2 c% mol SO3 压缩 c% mol SO3 ＜ ＞ a%SO2 b% mol O2 ＜ 思考讨论 2 mol SO2 1 mol O2 情况 Ⅰ a%SO2 b% mol O2 c% mol SO3 平衡状态 4 mol SO2 2 mol O2 情况 Ⅱ 2 mol SO2 1 mol O2 情况 Ⅰ a%SO2 b% mol O2 c% mol SO3 平衡状态 2 mol SO2 1 mol O2 情况 Ⅰ a%SO2 b% mol O2 c% mol SO3 平衡状态 a%SO2 b% mol O2 c% mol SO3 压缩 ＜a%SO2 ＜b% mol O2 ＞c% mol SO3 思考讨论 三、等效平衡的判断与应用 2.恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应(即△V=0的体系) 例5.恒温恒容时，2 mol H2和1 mol I2气发生如下反应： 当此反应进行到一定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态，此时HI的物质的量分数为x。现在该容器中维持温度不变，当初始通入的H2、I2和HI的物质的量改变时，只要满足一定的相互关系，达到平衡后HI的物质的量分数仍为x，请完成下表：   起始通入量/ mol 平衡时HI的 物质的量分数   H2 I2 HI 途径1 2 1 0 x 途径2 4 2 ____ x 途径3 3 0 ____ x 途径4 ____ 2 2 x 途径5 满足关系式 a b c x __________________________   起始通入量/ mol 平衡时HI的 物质的量分数   H2 I2 HI 途径1 2 1 0 x 途径2 4 2 x 途径1 2 1 0 途径2 4 2 ？ 4 mol H2 2 mol I2 2 mol H2 1 mol I2 2 mol H2 1 mol I2 4 mol H2 2 mol I2 压强增大，平衡不移动！ 4 mol H2 2 mol I2 0 典例剖析 三、等效平衡的判断与应用 2.恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应(即△V=0的体系) 等效转化后，只要反应物（或生成物）物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。 物质的量不相等 物质的浓度不相等 相似平衡 等比等效 物质的含量相同   起始通入量/ mol 平衡时HI的 物质的量分数   H2 I2 HI 途径1 2 1 0 x 途径2 4 2 0 x 途径3 3 0 x 3 0 y 0 y/2 y/2 3＋y/2 0＋y/2 3＋y/2 0＋y/2 ＝ 2 1 y＝6 6 典例剖析   起始通入量/ mol 平衡时HI的 物质的量分数   H2 I2 HI 途径1 2 1 0 x 途径2 4 2 0 x 途径3 3 0 6 x 途径4 2 2 x y 2 2 0 1 1 y＋1 2＋1 y＋1 2＋1 ＝ 2 1 y＝5 5 典例剖析   起始通入量/ mol 平衡时HI的 物质的量分数   H2 I2 HI 途径1 2 1 0 x 途径5 a b c x 满足关系式 __________________________ (a＋c/2)∶(b＋c/2)＝2∶1 a b c 0 c/2 c/2 a＋c/2 b＋c/2 a＋c/2 b＋c/2 ＝ 2 1 典例剖析 恒温恒压时等效平衡 情况 Ⅰ 2 mol 1 mol 0 mol 平衡含量 a% b% c% 情况 Ⅱ 4 mol 2 mol 0 mol 平衡含量 a% b% c% 两平衡等效吗？ 思考讨论 情况 Ⅰ 2 mol 1 mol 0 mol 情况 Ⅱ 4 mol 2 mol 0 mol 2 mol SO2 1 mol O2 2 mol SO2 1 mol I2 4 mol SO2 2 mol O2 2 mol SO2 1 mol O2 4 mol SO2 2 mol O2 按比例增加反应物量，平衡不移动！ 思考讨论 三、等效平衡的判断与应用 3.恒温恒压下，对于气体体系(△V=0和△V≠0均可) 等效转化后，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。 物质的量不相等 物质的浓度相等 相似平衡 等比等效 物质的含量相同 恒温恒压下，按倍数加料形成相似平衡 情况 Ⅰ 恒温恒压下，以下两种情况若形成相似平衡： 2 mol 3 mol 0 mol 情况 Ⅱ 0 mol 2 mol x mol 0 mol x/2 mol x mol 0＋x mol 2＋x/2 mol 0＋x mol 2＋x/2 mol ＝ 2 mol 3 mol x＝2 典例剖析 恒温恒压下，以下两种情况若形成相似平衡： 情况 Ⅰ 2 mol 1 mol 0 mol 情况 Ⅱ 3 mol 0 mol x mol 0 mol x/2 mol x/2 mol 3＋x/2 mol 0＋x/2 mol 3＋x/2 mol 0＋x/2 mol ＝ 2 mol 1 mol x＝6 典例剖析 三、等效平衡的判断与应用 等效假设：就是在解题过程中假设一个等效平衡，然后再转化为实际问题。 例6.在一恒温恒容的密闭容器中加入1molNO2发生反应，达到化学平衡后，NO2的百分含量a%,再加入1molNO2，达到新的化学平衡后，NO2的百分含量增大还是减小？ 1molNO2 a% 1molNO2 a% 不考虑化学平衡的移动 NO2的百分含量a% 化学平衡：2NO2 N2O4 NO2的百分含量减小 分次投料和 一次投料效果相同 2molNO2 4.应用——利用等效平衡的方法解决不等效平衡问题 三、等效平衡的判断与应用 例7.在相同的A、B密闭容器中分别充入2molSO2和1molO2，使它们在一定温度下反应，并达新平衡：2SO2+O2 2SO3（g）。若A容器保持体积不变，B容器保持压强不变。当A中SO2的转化率为25%时，B中SO2的转化率为： A、25% B、大于25% C、小于25% D、无法判断 B 相比较恒压相当于加压 1.在一固定密闭容器中加入2molA和1mol B，发生反应2A(g) + B(g) 3C(g) + D(g) , 达到平衡时[C] 为w mol/L。若保持V、T不变，按下列四种配比投料，达平衡后[C]仍然为 w mol/L的是： A．4 、 2 、0、0 B．2、1、3、 1 C．1、0.5、3、1 D．0、0、3、1 D 课堂练习 2.在等T、V条件下有下列气体反应：2A+2B C+3D。现分别从两个途径建立平衡：I、A和B的起始浓度均为2mol/L；II、C和D的起始浓度分别为2mol/L和6mol/L。下列叙述正确的是： A、两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的体积分数相同 B、 两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的体积分数不同 C、达平衡时，I 途径的反应速率等于Ⅱ途径 D、达平衡时，I途径混合气体的密度是Ⅱ途径混合气体密度的1/2 AD 课堂练习 3.恒温、恒容，在一密闭容器中充入1molHI，建立平衡2HI(g) H2(g)+I2(g)，测得HI的转化率为A。在其他条件不变时，再通入1molHI，待新平衡建立时，又测得HI的转化率为B，问A、B的大小关系？ B=A 1molHI 1molHI P V T 等效 1molHI Ⅰ P V T HI转化率为A 2molHI Ⅱ P’ V T HI转化率为B 压缩 先恒压后恒容 平衡不移动 等效 P V T 课堂练习 4.在一个固定容积的密闭容器里，保持一定温度，在一定条件下进行如下反应： A(g)+2B(g) 3C (g)，已知起始时加入1molA和3molB，达到平衡后，C的体积分数为W%。相同实验条件下，若在同一容器中改为开始时加入2molA和8molB，达平衡时，要求C在混合物中体积分数也为W%，则开始时还需加入C多少mol？ A(g)+2B(g) 3C (g) 1 3 2 8 X (2 + X/3) : (8 + 2X/3) = 1:3 X=6 课堂练习 5.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= 。 ③X、Y、Z应满足的一般条是 。 (2)恒定T、P： ①若X=0、Y=0，则Z 。 ②若X=0.75，则Y ，Z 。 ③X、Y、Z应满足的一般条件是 。 2 2.25 0.5 X+(Z/2)=1 Y+(3Z/2)=3 >0 =2.25 ≥0 X/Y=1/3,Z≥0 或X=Y=0，Z>0 课堂练习 6.已知：在T、P下，在一容积可变的密闭容器内充有1mol A和1mol B，此时体积为VL 。保持T、P不变，使反应A+B C达到平衡时(A、B、C均为气体)，C的体积分数为50%。在上述密闭容器中充入2molA和2molB，则反应达到平衡时，C的体积分数为：________, 容器的容积为：________ 50% 4V/3 课堂练习 等效平衡 1. 若m＋n≠p＋q 恒温恒容： 相同起始物质的物质的量相等 恒温恒压： 相同起始物质的物质的量之比相等 2. 若m＋n＝p＋q 相同起始物质的物质的量之比相等 恒温恒容与恒温恒压都一样 归纳总结 等效平衡“三个两” ①两种反应 ②两种条件 ③两种等效 反应前后气体分子数可变的反应 反应前后气体分子数不变的反应 恒温恒容 恒温恒压 投料相同 投料比相同 反应特点 ΔV≠ 0 ΔV＝ 0 外 界 条 件 恒T恒V 恒T恒p 归纳总结 条件 等效条件 结果 恒温恒容 (△n(g)≠0) 投料换算成相同物质表示时量相同 两次平衡时各组分百分量、n、c均相同 恒温恒容 (△n(g)=0) 投料换算成相同物质表示时等比例 两次平衡时各组分百分量相同，n、c同比例变化 恒温恒压 投料换算成相同物质表示时等比例 两次平衡时各组分百分量、c相同，n同比例变化 课堂总结 一看反应条件 恒温恒压： 可抽档板 原平衡 撤档板 恒温恒容： 新平衡 二看反应特点 解题模型 原平衡 新加物质 原平衡 新加物质 平衡不移动 可抽档板 原平衡 撤档板 原平衡 新加物质 原平衡 新加物质 平衡不移动 压缩 课堂总结 新人教版 化学 选必1 第二章 化学反应速率 与化学平衡 谢谢观看 $