2.2.7等效平衡课件2026-2027学年上学期高二化学人教版选择性必修一

第二章 化学反应速率与化学平衡 第二节 化学平衡 2.2.7 等效平衡 【例】在425 ℃时，在1 L密闭容器中进行的反应 H2(g) + I2(g) ⇋2HI(g)达到平衡，分别说明下列示意图所表示的含义，由图中的事实可以说明化学平衡具有哪些特征。 1 mol H2 + 1 mol I2 2 mol HI 相当 等效 ★ 化学平衡的建立，与化学反应的途径无关。到达某种条件下的同一平衡状态有多种实现方式 一、等效平衡 1、定义： 在相同的条件下通过不同的途径，达到的相同的平衡状态 或恒温、恒压 （1）相同的条件： （2）不同的途径： （3）两平衡等效的标志： 解释： 恒温、恒容 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 达到平衡时，各组分的含量（物质的量分数、质量分数、体积分数等）均对应相等 一、等效平衡 ① 恒温、恒容 【例】2SO2(g) + O2(g) ⇌2SO3(g) n起始 / mol 2 1 0 n起始 / mol 0 0 2 极端假设法：通过可逆反应的化学计量系数比换算成同一边的物质的物质的量 等效 V(SO3)%均为w% n起始 / mol 4 2 0 平衡右移 V(SO3)% ＞ w% 结论：对于反应前后气体总体积变化的反应，在恒温恒容条件下，若等价转换成相同状态的同一边物质，两次物质的起始量对应相等，则两平衡状态相同 n起始 / mol 0.5 ____ ____ 0.25 1.5 n起始 / mol a b c a + c = 2 b + 0.5c = 1 就与原平衡互为等效平衡 一、等效平衡 ① 恒温、恒容 【例】H2(g) + I2(g) ⇌2HI(g) n起始 / mol 2 1 0 n起始 / mol 4 2 0 等效 结论：对于反应前后气体总体积不变的反应，在恒温恒容条件下，若等价转换成相同状态的同一边物质，两次物质的起始量之比相等，则两平衡状态相同 1、在一有催化剂、恒温、恒容的密闭容器中，发生反应： N2(g) + 3H2(g) ⇋2NH3(g)，已知加入1 mol N2和3 mol H2，达平衡时NH3的体积分数为m%，若初始分别加入下列各物质，NH3的体积分数仍为m%的是（ ） A. 1 mol N2 + 3 mol H2 + 1 mol NH3 B. 0.5 mol N2 + 1.5 mol H2 + 1 mol NH3 C. 0.5 mol N2 + 1.5 mol H2 D. 1 mol N2 + 3 mol H2 + 2 mol NH3 B N2(g) + 3H2(g) ⇋2NH3(g) n起始 / mol a b c a + 0.5c = 1 b + 1.5c = 3 就与原平衡互为等效平衡 一、等效平衡 ② 恒温、恒压 【例】2SO2(g) + O2(g) ⇌2SO3(g) n起始 / mol 2 1 0 n起始 / mol 0 0 2 n起始 / mol 4 2 0 等效 n起始 / mol a b c a + c b + 0.5c 0 就与原平衡互为等效平衡 结论：在恒温恒压条件下，不论反应前后气体总体积是否变化的反应，若等价转换成相同状态的同一边物质，两次物质的起始量之比相等，则两平衡状态相同 1、在一个体积可变的密闭容器中，保持一定温度，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百分含量不变，对下列编号（1）～（3）的状态，填写表中空白： 编号 起始状态（mol） 平衡时HBr的物质的量（mol） H2 Br2 HBr 已知 1 2 0 a （1） 2 4 0 （2） 1 0.5a （3） m n（n ≥ 2m) 2a 0 0.5 2n - 4m （n - m）a 学生思考若将P15 11题改为恒温恒压 则选？ 8 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，各组分百分含量、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，各组分百分含量相同，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 mA(g) + nB(g) ⇋pC(g) + qD(g) 小结 全等等效平衡 等比等效平衡 1、将3 mol A和1 mol B放入恒温恒容的密闭容器中，发生如下反应：3A(g) + B(g) ⇋2C(g) + D(g)，达到平衡后C的含量为w%，若维持温度和体积不变，按下列4种配比投料，平衡后C的含量仍为w%的是（ ） A. 6 mol A + 2 mol B B. 3 mol A + 1 mol B + 2 mol C C. 1 mol B + 2 mol C + 1 mol D D. 2 mol C + 1 mol D D （6 2 0 0） （3 1 2 0） （3 2 0 0） （3 1 0 0） 【思考】若恒温恒压呢？（ ） AD 2、某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g) + B(g) ⇋2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol和4 mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是（ ） A. 均减半 B. 均加倍 C. 均增加1 mol D. 均减少1 mol C 3、在一恒定的容器中充入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A：0.6 mol、B：0.3 mol、C：1.4 mol充入容器，达到平衡后，C的体积分数仍为w%，则x的值为 （ ） A. 只能为2 B. 只能为3 C. 可能是2，也可能是3 D. 无法确定 C 4、在一有催化剂、体积可变的密闭容器中，已知加入1 mol N2和4 mol H2，反应达平衡时生成a mol NH3，在同温，同压下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，填写表中空白： 编号 起始状态（mol） 平衡时NH3的物质的量（mol） N2(g) + 3H2(g) ⇋2NH3(g) 已知 1 4 0 a （1） 1.5 6 0 （2） 1 0.5a （3） m n（n ≥ 4m) 1.5a 0 0.5 2n - 8m （n - 3m）a 学生思考若将P15 11题改为恒温恒压 则选？ 13 5、在一定温度下，把2体积N2和6体积H2通入一个带活塞的体积可变的容器中，活塞的一端与大气相通（如图所示）。容器中发生以下反应： N2(g) + 3H2(g) ⇋2NH3(g)（△H ＜ 0），若达到平衡后，测得混合气体的体积为7体积。据此回答下列问题： （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，如果反应达到平衡时，各物质的百分含量和体积与上述平衡时完全相同，那么： ① 若a = 1，c = 2，则b = 。在此情况下，反应起始时将向 反应方向进行。 ② 若需规定起始反应向逆方向进行，则C的范围是 。 （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 ，理由是 。 2体积N2 6体积H2 大气 3 逆 降温 降温，平衡正向移动 1 < c(C) ≤ 4 【例】N2(g) + 3H2(g) ⇋2NH3(g)（恒T、V） n起始 / mol 1 3 0 达到平衡状态1 n起始 / mol 增加 1 达到平衡状态2 n起始 / mol 增加 1 3 达到平衡状态3 问：平衡状态3与平衡状态1比较：H2的转化率 ，N2的转化率 。（填“增大”“减小”或“不变”） 增大 增大 1 L 加入 1 mol N2 3 mol H2 达平衡状态1 1 L 再加入 1 mol N2 3 mol H2 达平衡状态3 虚拟状态 2 L 加压 ★ 恒容条件下，在可逆反应中，若气态反应物的浓度均按比例改变，视为加压或减压 1、在一密闭恒容容器中充入1 mol NO2，建立如下平衡：2NO2(g) ⇌ N2O4(g)，测得NO2的转化率为a%。在该条件下，再充入1 mol NO2，待新平衡建立时，又测得NO2的转化率为b%。 a、b的大小关系为 。 a% < b% 2、已知反应：N2(g) + 3H2(g) ⇋2NH3(g) △H = -92 kJ/mol，在恒温恒容的4个相同容器中，投入不同的物质发生反应，测的反应达到平衡状态时的有关数据如下，下列选项正确的是（ ） 容器1 容器2 容器3 容器4 起始投入量 1 mol N2 3 mol H2 2 mol NH3 0.5 mol N2 1.5 mol H2 1 mol NH3 2 mol N2 6 mol H2 N2的浓度 c1 c2 c3 c4 体系压强 p1 p2 p3 p4 N2转化率 w1 w2 w3 w4 反应的能量变化 放出a kJ能量 吸收b kJ能量 A. c4 = 2c1 B. w1 = w4 C. p1 ＞ p3 D. a + b = 92 D $