2.2.5 微专题 等效平衡与转化率-2026-2027学年高二化学选择性必修1【同步课件】

该高中化学课件聚焦等效平衡与转化率核心知识点，通过“一边倒”法及虚拟中间态模型，衔接化学反应速率与化学平衡状态，构建从概念理解到问题解决的学习支架。 其亮点在于分类归纳不同条件下等效平衡规律，结合实例分析与模型建构，体现科学思维中的证据推理与模型认知。通过跟踪强化题和例题解析，帮助学生形成系统解题思路，为教师提供结构化教学素材，提升课堂效率与学生探究能力。

高中化学人教版（2019）选择性必修1 微专题 等效平衡与转化率 第二节 化学平衡 第二章 化学反应速率与化学平衡 等效平衡思想 1.含义 在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，同一可逆反应，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，或是从正、逆反应同时开始，在达到化学平衡状态时，只要任何相同组分的百分含量相同，这样的化学平衡互称等效平衡。 2.一般处理思路 平衡状态只与始态有关，而与途径无关。如无论反应是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始；投料是一次还是分成几次；反应容器是经过扩大——缩小，还是缩小——扩大的过程，都可运用“一边倒”的方法回到起始的状态进行比较。 “等效平衡”与模拟中间态 外界条件 判断方法 结果 恒温恒容 反应前后气体体积不相等 反应前后气体体积相等 恒温恒压 投料换算成相同物质表示时量相同 投料换算成相同物质表示时等比例 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含量、n、c均相同 两次平衡时各组分百分含量相同，n、c同比例变化 两次平衡时各组分百分含量、c相同，n同比例变化 “等效平衡”与模拟中间态 等效平衡的判断方法 (1)恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应 判断方法：极值等量即等效。 例如：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ① 　 2 mol 　 1 mol 　 0 ② 　 0 　　　 0 　　　 2 mol ③ 　 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol ④ 　 a mol 　  b mol 　 c mol 上述①②③三种配比，按化学方程式的化学计量数关系均转化为反应物，则SO2均为2 mol，O2均为1 mol，三者建立的平衡状态完全相同。 ④中a、b、c三者的关系满足：c＋a＝2， ＋b＝1，即与上述平衡等效。 “等效平衡”与模拟中间态 CONTENTS 目录 (2)恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应 判断方法：极值等比即等效。 例如：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ① 　 2 mol 　 3 mol 0 ② 　 1 mol 　 3.5 mol   2 mol ③ 　 a mol 　 b mol 　 c mol 按化学方程式的化学计量数关系均转化为反应物，则①②中 ，故互为等效平衡。 ③中a、b、c三者关系满足： ，即与①②平衡等效。 “等效平衡”与模拟中间态 等效平衡的判断方法 (3)恒温条件下反应前后体积不变的反应 判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。 例如：H2(g)＋I2(g) 2HI(g) ① 　 1 mol 1 mol 0 ② 　 2 mol 2 mol 1 mol ③ 　 a mol b mol c mol ①②两种情况下，n(H2)∶n(I2)＝1∶1，故互为等效平衡。 ③中a、b、c三者关系满足 ＝1∶1或a∶b＝1∶1，c≥0，即 与①②平衡等效。 “等效平衡”与模拟中间态 等效平衡的判断方法 3．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 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。 (2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示) 新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。 “等效平衡”与模拟中间态 对于以下三个反应，从反应开始进行到达到平衡后，保持温度、体积不变，按要求回答下列问题。 (1)PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g) 再充入PCl5(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，PCl5(g)的转化率______，PCl5(g)的百分含量______。 (2)2HI(g) I2(g)＋H2(g) 再充入HI(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，HI的分解率______，HI的百分含量______。 正反应 增大 减小 正反应 不变 不变 “等效平衡”与模拟中间态 跟踪强化 (3)2NO2(g) N2O4(g) 再充入NO2(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，NO2(g)的转化率_____，NO2(g)的百分含量______。 (4)mA(g)＋nB(g) pC(g) 同等倍数的加入A(g)和B(g)，平衡 移动，达到平衡后，①m＋n>p，A、B的转化率都 ，体积分数都 ；②m＋n＝p，A、B的转化率、体积分数都 ；③m＋n<p，A、B的转化率都 ，体积分数都 。 正反应 减小 增大 正向 增大 减小 不变 减小 增大 总结 使用等效平衡的思想处理问题与平衡移动方向问题有什么区别？ 处理B点到C点，即新状态与新平衡之间的关系，是平衡移动问题。处理方式仅有勒夏特列原理与浓度商两种方法。 处理A点到C点，即旧平衡与新平衡之间的关系，是状态比较问题（转化率、体积分数如何改变等），处理方式可以借用模拟中间态帮助理解。 “等效平衡”与模拟中间态 平衡移动与转化率变化的关系判断 1. 当可逆反应达到平衡后，反应物的初始浓度不变，只改变体系的温度、压强或减小反应产物的量使平衡正向移动，这时反应物的转化率一定增大。 2. 若反应物(固体反应物除外)是两种或两种以上，当增大某一种反应物的浓度，平衡正向移动，可使其他反应物的转化率增大，而自身的转化率减小。 3. 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。 若反应物只有一种且为气体 平衡移动与转化率变化的关系判断 在恒温恒压条件下，增加A的浓度，平衡正向移动，A的转化率不变。 (1)若反应物只有一种：aA(g) bB(g)＋cC(g) 在恒温恒容条件下，增加A的量，平衡正向移动，但A的转化率与气体的计量数有关。 气体计量数关系 A的转化率 a＝b＋c 不变 a>b＋c 增大 a<b＋c 减小 (2)若反应物不只一种：aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g) ①在其他条件不变时，增加A的量，平衡正向移动，A的转化率降低，B的转化率升高。 ②在恒温恒容条件下，若按原比例同倍数增加A和B，平衡正向移动，但反应物(A或B)的转化率与气体物质的计量数有关。 气体计量数关系 A(或B)的转化率 a＋b＝c＋d 不变 a＋b>c＋d 增大 a＋b<c＋d 减小 平衡移动与转化率变化的关系判断 (3)若反应物、生成物均只有一种：aA(g) bB(g) 在恒温恒容条件下，不管增加A的量、B的量，还是A、B的量同时增加，均相当于加压，平衡向气体体积减小的方向移动，A的转化率可据此分析。 (4)若可逆反应：aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，按化学计量数之比投入A、B，则A、B的转化率一定相同。 平衡移动与转化率变化的关系判断 例　两个体积相同的密闭容器A、B，在A中充入SO2和O2各1 mol，在B中充入SO2和O2各2 mol，加热到相同温度，有如下反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，对此反应下述不正确的是 A.反应速率B>A B.SO2 的转化率B>A C.平衡时各组分含量B＝A D.平衡时容器的压强B>A √ 平衡移动与转化率变化的关系判断 解析　A项，两容器的体积相同，B中SO2、O2物质的量浓度都是A中的两倍，在相同条件下反应物浓度越大反应速率越快，反应速率B>A，正确； 要将A、B两容器平衡时的物理量进行比较，可建立如下模型：(1)另取一个2倍体积的容器，充入SO2、O2各2 mol，则在相同条件下，该容器达平衡时SO2的转化率、平衡时各组分含量、平衡时的压强与A中对应相等；(2)B相当于在该容器的基础上将体积缩小为一半，即增大压强，平衡正向移动。 B项，增大压强平衡正向移动，反应物的转化率增大，SO2的转化率B>A，正确； C项，由于平衡正向移动，SO3的含量：B>A，SO2、O2的含量：A>B，错误； D项，平衡时B中的压强pA<pB<2pA，正确。 平衡移动与转化率变化的关系判断 1.反应X(g)＋Y(g) 2Z(g)　ΔH＜0，在密闭容器中充入0.1 mol X和0.1 mol Y，达到平衡时，下列说法不正确的是 A.减小容器体积，平衡不移动，X的转化率不变 B.增大c(X)，X的转化率减小 C.保持容器体积不变，同时充入0.1 mol X和0.2 mol Y，X的转化率增大 D.加入催化剂，正反应速率增大，Z的产率增大 √ 解析　A项，该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，平衡不受压强影响，减小容器体积，平衡不移动，X的转化率不变，正确； B项，增大c(X)，平衡正向移动，Y的转化率增大，X的转化率减小，正确； C项，相当于只增加Y的浓度，X的转化率会增大，正确； D项，催化剂不能使平衡移动，不改变产物的产率，错误。 平衡移动与转化率变化的关系判断 2.一定量混合气体在密闭容器中发生如下反应：xA(g)＋yB(g) nC(g)，达到平衡后，测得A气体的浓度为0.5 mol·L－1，保持温度不变将容器的容积扩大1倍，再达平衡时，测得A气体的浓度为0.3 mol·L－1，则下列叙述中正确的是 A.x＋y<n B.该化学平衡向右移动 C.B的转化率增大 D.C的体积分数减小 √ 解析　保持温度不变将容器的容积扩大1倍，如平衡不移动，A的浓度为0.25 mol·L－1，小于实际A的浓度0.3 mol·L－1，说明平衡向生成A的方向移动，即向逆反应方向移动，据此结合选项解答。 平衡移动与转化率变化的关系判断 C.b点对应的平衡常数比a点的大 D.a点对应的NH3的体积分数约为26% B. 不变时，若升温，NH3的体积分 数会增大 √ 平衡移动与转化率变化的关系判断 反应C2H6(g) C2H4(g)＋H2(g)　ΔH＞0，在一定条件下于密闭容器中达到平衡。下列各项措施，不能提高乙烷平衡转化率的是 A.增大容器容积 B.升高反应温度 C.分离出部分氢气 D.等容下通入惰性气体 D 平衡移动与转化率变化的关系判断 该反应的正反应是气体体积增大的吸热反应，增大反应容器的容积，体系的压强减小，化学平衡正向移动，能提高乙烷的平衡转化率，A项不符合题意； 升高反应温度，化学平衡正向移动，可提高乙烷的平衡转化率，B项不符合题意； 分离出部分氢气，减少了反应产物浓度，平衡正向移动，可提高乙烷的平衡转化率，C项不符合题意； 等容下通入惰性气体，体系的总压强增大，各物质的浓度不变，因此化学平衡不移动，对乙烷的平衡转化率无影响，D项符合题意。 α1和α2，c1和c2分别为两个恒容容器中平衡体系N2O4(g) 2NO2(g)和3O2(g) 2O3(g)的反应物转化率及反应物的平衡浓度，在温度不变的情况下，均增加反应物的物质的量，下列判断正确的是 A.α1、α2均减小，c1、c2均增大 B.α1、α2均增大，c1、c2均减小 C.α1减小、α2增大，c1、c2均增大 D.α1减小、α2增大，c1增大、c2减小 C 平衡移动与转化率变化的关系判断 恒容容器中，在温度不变的情况下，均增加反应物的物质的量，相当于增大压强，对于N2O4(g) 2NO2(g)而言，压强增大，平衡逆向移动，α1减小；对于3O2(g) 2O3(g)而言，压强增大，平衡正向移动，α2增大。因都直接加入了反应物，则反应物的平衡浓度c1、c2均增大，故选C。 相同体积的四个密闭容器中，进行同样的可逆反应：2A(g)＋B(g) 3C(g)＋2D(g)，起始时各容器中所装A、B的物质的量分别如下表所示 在相同的温度下建立平衡时，有关A、B转化率的说法正确的是________ ①A的转化率为甲＜丙＜乙＜丁 ②A的转化率为甲＜乙＜丙＜丁 ③B的转化率为甲＞乙＞丙＞丁 ④B的转化率为丁＞乙＞丙＞甲 若乙、丙容器是体积可变的，同温同压下建立平衡时，两容器中A的转化率大小关系：______。   甲容器 乙容器 丙容器 丁容器 A 2 mol 1 mol 2 mol 1 mol B 1 mol 1 mol 2 mol 2 mol ①③ 相等 平衡移动与转化率变化的关系判断   甲容器 乙容器 丙容器 丁容器 A 2 mol 1 mol 2 mol 1 mol B 1 mol 1 mol 2 mol 2 mol 根据转化率的变化规律：丁中A的转化率最大，甲中转化率最小，丙容器比乙容器物质的量大，相当于丙中的压强大于乙中的压强，因该反应是一个气体体积增大的反应，所以乙中A的转化率大于丙中A的转化率，即丁＞乙＞丙＞甲；B的转化率用同样的方法确定为甲＞乙＞丙＞丁。 平衡移动与转化率变化的关系判断 4.将等物质的量的N2、H2充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＜0。当改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是 BD 选项 改变条件 新平衡与原平衡比较 A 增大压强 N2的浓度一定减小 B 升高温度 N2的转化率减小 C 充入一定量H2 H2的转化率不变，N2的转化率增大 D 使用适当催化剂 NH3的体积分数不变 平衡移动与转化率变化的关系判断 A项，正反应是气体体积减小的反应，依据勒·夏特列原理可知增大压强平衡正向移动，但氮气的浓度仍然比原平衡大，不正确； B项，正反应是放热反应，则升高温度平衡逆向移动，氮气的转化率减小，正确； C项，充入一定量的氢气，平衡正向移动，氮气的转化率增大，而氢气的转化率减小，不正确； D项，催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态，正确。 平衡移动与转化率变化的关系判断 2.在体积和温度不变的密闭容器中充入a mol X和足量Y，发生反应：2X(g)＋Y(s) Z(g)＋W(g)，建立平衡后，若再加入b mol X，下列判断不正确的是 A.平衡正向移动 B.X的转化率不变 C.Y的转化率增大 D.X的转化率减小 D 平衡移动与转化率变化的关系判断 在体积和温度不变的密闭容器中充入a mol X和足量Y达到平衡状态，Y为固体，反应前后气体体积不变，建立平衡后，若再加入b mol X，增大反应物浓度，平衡正向移动，Y的转化率增大；加入b mol X相当于增大压强，由于反应前后气体体积不变，增大压强，平衡不移动，X的转化率和原平衡转化率相同，故选D。 5.一定温度下，将a mol PCl5通入一个容积不变的反应器中，达到如下平衡：PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g)，测得平衡混合气体压强为p1，此时再向反应器中通入a mol PCl5，在温度不变的条件下再度达到平衡，测得压强为p2，下列判断正确的是 A.2p1＞p2 B.PCl5的转化率增大 C.2p1＜p2 D.PCl3%(体积含量)增大 A 平衡移动与转化率变化的关系判断 PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g)是气体体积增大的可逆反应。如反应达到平衡后，再向密闭容器中加入PCl5，PCl5的物质的量会增加，此时可视为加压，平衡向左移动，反应达到新的平衡时PCl5在平衡混合物中的百分含量也较原平衡时有所增加，但PCl5的转化率降低。 ＝ ＝ ∶     4.已知：3CH4(g)＋2N2(g)3C(s)＋4NH3(g)　ΔH＞0，在700 ℃、CH4与N2在不同物质的量之比时，CH4的平衡转化率如图所示。下列说法正确的是 A.越大，CH4的平衡转化率越高 $