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1、2 0 2 2 年年 5 月月 2 8 日 星 期 六日 星 期 六化学平衡状态化学平衡状态1、概念：化学平衡状态是指在一定条件下的、概念：化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。2、特征：、特征：逆：研究对象为可逆反应逆：研究对象为可逆反应等：等：V正正=V逆逆 判断反应是否处于平衡状态的因素判断反应是否处于平衡状态的因素动：动：V正正=V逆逆0 动态平衡动态平衡定：各组分的浓度或其百分含量为定值定：各组分的浓度或其百分含量为定值变：条件变化，化学
2、平衡状态亦发生变化变：条件变化，化学平衡状态亦发生变化例：例： 2SO2+ O2 2SO3起始起始C(mol/L) 2 1 0平衡平衡C(mol/L) 0.8 0.4 1.2 2SO2+ O2 2SO3 0 0 2 0.8 0.4 1.2以上两个平衡，有什么异同？以上两个平衡，有什么异同？等效平衡 在一定条件下（恒温恒容或恒温恒在一定条件下（恒温恒容或恒温恒压），对同一可逆反应，只是起始时加压），对同一可逆反应，只是起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，衡时，同种物质的百分含量相同，同种物质的百分含量相同，这样这样的平衡称为等效平衡。的平衡称为等效平
3、衡。等效平衡的判断方法等效平衡的判断方法 任何状态的体系，都用任何状态的体系，都用“极端极端状态状态”来比较，来比较，通过可逆反应的化通过可逆反应的化学计量数换算成同一边物质学计量数换算成同一边物质v 恒温恒容恒温恒容： 2SO2 (g) +O2(g) 2SO3 (g) v途径途径1起始起始 2mol 1mol 0v途径途径2起始起始 0 0 2molv途径途径3起始起始 1mol 0.5mol 1molv极限转化极限转化 1+1=2 0.5+0.5=1 1+1=2v途径途径4起始起始 0.5mol ? ?v途径途径5起始起始 amol bmol cmolv极限转化极限转化 a+c=2mol
4、b+0.5c=1 c+a=2【问题【问题】: : 途径途径2、 3与与1等效吗等效吗? ? 途径途径4 4中中O2(g)和和SO3(g)的起始量为多少的起始量为多少, ,到达平衡时到达平衡时可与可与途径途径1 1等效等效? ?途径途径5 5中中a a、b b、c c符合怎样的关系达到平衡状态时与符合怎样的关系达到平衡状态时与途径途径1 1等效等效? ?等效平衡建成条件探究一等效平衡建成条件探究一(1+1)mol (0.5+0.5)mol 01.5mol0.25mola+c=22b+c=2恒温恒容恒温恒容： 2SO2 (g) +O2(g) 2SO3 (g) 途径途径1起始起始 2mol 1mol
5、 0v途径途径2：05mol 05mol 05mol v途径途径2与与1等效吗等效吗?v恒温恒容：恒温恒容：N2+3H2 2NH3v途径途径1 1： 1 1mol 4 mol 0molv途径途径2： 0mol 1mol 2molv极限转化：极限转化：1 1mol （1+3） mol 0mol途径途径3： 0 05 5mol 3 mol ?mol1mol【例【例5】在一定温度下】在一定温度下,把把2摩摩SO2和和1摩摩O2通入一个一通入一个一定容积的密闭的容器里定容积的密闭的容器里,发生如下反应发生如下反应:2SO2+O2 2SO3 当此反应进行到一定程度时当此反应进行到一定程度时,反应混和物就
6、处于反应混和物就处于化学平衡状态化学平衡状态.现在该容器中现在该容器中,维持温度不变维持温度不变,令令a、b、c分别代表初始加入的分别代表初始加入的SO2、O2和和SO3的物质的量的物质的量(摩摩).如果如果a、b、c取不同的数值取不同的数值,它们必须满足一定的相互它们必须满足一定的相互关系关系,才能保证达到平衡时才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同百分含量仍跟上述平衡时的完全相同.请填写下列空请填写下列空白白:(1)若若a=0,b=0,则则c= .2(2)若a=0.5,则b= c=0.251.5(3)a、b、c取值必须满足的一般条件
7、是(请用两个方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c): a+c=2，b+c/2=1 结论结论： 恒温恒容恒温恒容条件下条件下对于对于反应前后气体分反应前后气体分子数发生子数发生变化变化的可逆反应的可逆反应, ,若改变起始加入若改变起始加入情况，通过可逆反应的化学计量数换算成同情况，通过可逆反应的化学计量数换算成同一边物质的一边物质的物质的量物质的量与原平衡与原平衡起始加入量起始加入量相相同，则二平衡等效。同，则二平衡等效。 恒温恒容：恒温恒容：等效平衡建成条件等效平衡建成条件2molH2 1molI22molH2 1molI21L1L等效平衡建成条件的探究二等效平衡建成条件的探究二
8、恒温恒容下恒温恒容下，H2 (g) I2 (g) 2HI(g)v途径途径1起始起始 2 mol 1mol 0v途径途径2起始起始 ？mol 0 2molv (1mol+ 1mol ) 1mol 0molv途径途径3起始起始 4mol 2mol 0v途径途径4起始起始 3mol 1mol 2mol2molH21molI21500 1L4molH22molI23500 1L途径途径2、3、4与与途径途径1等效吗？等效吗？4mol:2mol=2:1 结论结论： 恒温恒容恒温恒容条件下条件下对于对于反应前后气体分子反应前后气体分子数数不变不变的可逆反应的可逆反应, ,若改变起始加入情况，若改变起始加入
9、情况，只要通过可逆反应的化学计量数换算成同一只要通过可逆反应的化学计量数换算成同一边物质的边物质的物质的量之比物质的量之比与原平衡与原平衡起始加入量起始加入量相同，则二平衡等效。相同，则二平衡等效。恒温恒容：恒温恒容：等效平衡建成条件二等效平衡建成条件二 练习练习1 有一个固定体积的密闭容器中，加入有一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和和1molB发生反应，发生反应，2A(g) + B(g) 3C(g) + D(g)达到平衡达到平衡时，时，C的浓度为的浓度为Wmol/L，若维持容器体积和温度不变，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，达平衡时按下列四种方法改变起始物质，达
10、平衡时C的浓度仍为的浓度仍为Wmol/L的是（的是（ ）A4mol A + 2mol B B2mol A + 1mol B + 3mol C + 1mol D C3mol C + 1mol D +1mol B D3mol C + 1mol D E、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD (2+2)molA+(1+1)molB2molA +(1+1)molB2molA+1molB(1+1)molA+(0.5+0.5)molBDE2 2、在固定体积的密闭容器内，加入、在固定体积的密闭容器内，加入2mol A2mol A、1mol B1mol B，发生反应：，发生反应：A(A(气
11、气)+B()+B(气气) 2C() 2C(气气) )达达 到平衡时，到平衡时，C C的质量分数为的质量分数为WW。在相同。在相同(T(T、V)V)条件下，按下列情况充入物质达到平衡时条件下，按下列情况充入物质达到平衡时C C的质量分数仍为的质量分数仍为WW的是的是 A.2mol C A.2mol C B.3mol C B.3mol C C.4mol A C.4mol A、2mol B 2mol B D.1mol A D.1mol A、2mol C2mol CCD练习练习3 在一定温度下把在一定温度下把2mol SO2和和1mol O2通入通入一个定容的密闭容器里发生反应一个定容的密闭容器里发生
12、反应2SO2 + O2 2SO3，当此反应进行到一定程度时，反应混和物就处于平衡当此反应进行到一定程度时，反应混和物就处于平衡状态。现在该容器中维持温度不变，今状态。现在该容器中维持温度不变，今a、b、c分别代分别代表初始加入的表初始加入的SO2、O2和和SO3的物质的量，如果的物质的量，如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时反应混和物中三种气体的百分含量仍保证达到平衡时反应混和物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同，请填写下列空白：跟上述平衡时的完全相同，请填写下列空白：(1)若若a = 0，b = 0
13、，则，则c = 。(2)若若a = 0.5，则，则b = 和和c = 。(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是取值必须满足的一般条件是 、 。（请用两个方程式表示，其中一个只含（请用两个方程式表示，其中一个只含a、c，另一个，另一个方程中含方程中含b、c。）。） 21.50.25 a+c=22b+c=23.3.在一恒容的容器中充入在一恒容的容器中充入2 mol A2 mol A和和1 mol B1 mol B，发生反应发生反应2 A(g) + B(g2 A(g) + B(g) ) x x C(g C(g) )，达到，达到平衡后，平衡后，C C的体积分数为的体积分数为W%W%。若维持容器中。若
14、维持容器中的容积和温度不变，按起始物质的量：的容积和温度不变，按起始物质的量：A A为为0.6 mol0.6 mol，B B为为0.3 mol0.3 mol，C C为为1.4 mol1.4 mol充入容充入容器，达到平衡后，器，达到平衡后，C C的体积分数仍为的体积分数仍为W%W%，则，则x x的值为的值为 （ ） A A只能为只能为2 B2 B只能为只能为3 3 C C可能是可能是2 2，也可能是，也可能是3 3 D D无法确定无法确定C C等效平衡建成条件的探究三等效平衡建成条件的探究三 恒温恒容恒温恒容 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)v途径途径1起始起始 2mol 1mol
15、0v途径途径2起始起始 4 mol 2 mol 0压途径途径1 1和和2 2是否为等效平衡？是否为等效平衡？2molSO21molO21450 1L2molSO21molO2450 1L2molSO21molO22450 1L2molSO2 1molO22molSO2 1molO24molSO22molO22450 1L恒温恒压恒温恒压 ：H2(g) I2(g) 2HI(g)途径途径1起始起始 2 mol 1mol 0途径途径2起始起始 4mol 2mol 0途径途径1 1和和2 2是否为等效平衡？是否为等效平衡？ 结论结论： 恒温恒压恒温恒压条件下条件下若改变起始加入情况，若改变起始加入情况
16、，只要通过可逆反应的化学计量数换算成同一只要通过可逆反应的化学计量数换算成同一边物质的边物质的物质的量之比物质的量之比与与起始加入量之比起始加入量之比相相同，则两平衡等效。同，则两平衡等效。条件条件等效条件等效条件结果结果恒温恒容恒温恒容(n(g)0) 恒温恒容恒温恒容(n(g)=0) 恒温恒压恒温恒压 等效平衡小结等效平衡小结投料换算成相投料换算成相同物质表示时同物质表示时物质的物质的量量相同相同两平衡各组分百分含两平衡各组分百分含量均相同（量均相同（n、c相同）相同） 投料换算成相同投料换算成相同物质表示时物质物质表示时物质的量的量成比例成比例两平衡各组分百分两平衡各组分百分含量相同，（含
17、量相同，（n、c按比例变化按比例变化 ）投料换算成相同投料换算成相同物质表示时物质物质表示时物质的量的量成比例成比例两平衡各组分百分含两平衡各组分百分含量相同，（量相同，（c相同，相同，n按比例变化）按比例变化）例、在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中，保持一定的温度例、在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中，保持一定的温度和压强，进行以下反应：和压强，进行以下反应：N2+3H2 2NH3。已知加入。已知加入1molN2和和4mol H2时，达到平衡后生成时，达到平衡后生成amolNH3。有恒温恒压下欲保持平有恒温恒压下欲保持平衡时各组分的体积分数不变。填写下列空白：（恒温恒压）衡时各组分的体积
18、分数不变。填写下列空白：（恒温恒压）等效平衡问题等效平衡问题1.5a00.52g-8m(g-3m)aN2 + 3H2 2NH3mgxm+ x/2g +3x/20:m+ x/2g +3x/2= 1:4g +3x/2= 4m+ 2xg - 4m=x/2x=2g-8mm+ x/2= m+ x/2m+ (2g-8m)/2=g - 3m起始起始:极限转化极限转化:例题分析例题分析在一定温度下保持压强相等的密闭容器中，充入在一定温度下保持压强相等的密闭容器中，充入1molA、2molB发生发生A+B 2C+D，达到平衡时，达到平衡时A的含量为的含量为w，下列物质组合充入该容器中，下列物质组合充入该容器中，
19、A的的含量仍为含量仍为w的是（的是（ ）A. 2molC+1molDB. 1molB+2molC+1molDC. 1molA+1molBD. 1molA+4molB+4molC+2molDBD练习练习6 在恒温、恒压的条件下，向可变容积的在恒温、恒压的条件下，向可变容积的密闭容器中充入密闭容器中充入3LA和和2LB，发生如下反应：，发生如下反应： 3A（g）+2B（g） xC（g）+yD(g）达到平衡时，达到平衡时，C的体积分数为的体积分数为m%。若维持温。若维持温度压强不变，将度压强不变，将0.6LA 、0.4LB、4LC、0.8LD作为起始物质充入密闭容器中作为起始物质充入密闭容器中,达到
20、平衡时达到平衡时C的的体积分数仍为体积分数仍为m%,则则X,Y的值分别为（的值分别为（ ） A x=3 y=1 B x=4 y=1 C x=5 y =1 D x=10 y=2 CD练习练习4：、恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：、恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应： A（气）（气）+B（气）（气）C（气）（气）（1）若开始时放入）若开始时放入1molA和和1molB，到达平衡后，生成，到达平衡后，生成amolC，这，这时时A的物质的量为的物质的量为 mol。（2）若开始时放入）若开始时放入3molA和和3molB，到达平衡后，生成，到达平衡后，生成C的物质的的物质
21、的量为量为 mol。（3）若开始放入）若开始放入xmolA、2molB和和1molC，到达平衡后，到达平衡后，A和和C的的物质的量分别是物质的量分别是ymol和和3amol，则，则x= mol，y= mol。 平衡时，平衡时，B的物质的量的物质的量 （选填一个编号）（选填一个编号） （甲）大于（甲）大于2mol （乙）等于（乙）等于2mol （丙）小于（丙）小于2mol （丁）可能大于、等于或小于（丁）可能大于、等于或小于2mol 作出此判断的理由是作出此判断的理由是 （4）若在（）若在（3）的平衡混合物中再加入）的平衡混合物中再加入3molC，待再次到达，待再次到达平衡后，平衡后，C的物质的
22、量分数是的物质的量分数是 。、若维持温度不变，在一个与（、若维持温度不变，在一个与（1）反应前起始体积相同、）反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应且容积固定的容器中发生上述反应（5）开始时放入）开始时放入1molA和和1molB到达平衡后生成到达平衡后生成bmolC。将。将b与（与（1）小题中的）小题中的a进行比较进行比较 （选填一个编号）（选填一个编号）（甲）（甲）a b （乙）（乙）a b （丙）（丙）a=b （丁）不能比较（丁）不能比较a和和b的大小的大小 作出此判断的理由是作出此判断的理由是 练习练习2： 编号编号 起始状态物质的量起始状态物质的量n/mol平衡时平衡时H
23、Br的的 物质的量物质的量 n/molH2Br2HBr 已知已知 1 2 0 a （1） 2 4 0 （2） 1 0.5a （3） mg（g2m）在一个体积固定的密闭容器中，保持一定温度，进行如下反应：在一个体积固定的密闭容器中，保持一定温度，进行如下反应： H2（气）（气）+Br2（气）（气）2HBr（气）（气）已知加入已知加入1mol H2和和2mol Br2时，达到平衡后生成时，达到平衡后生成amolHBr（见下表（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，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（对下列编号（1）（）（3）的状态，填写表中空白：）的状态，填写表中空白：2a00.52(g-2m)(g-m)a