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1、等效平衡2021/8/9 星期一1一、等效平衡的概念一、等效平衡的概念在相同的条件下，对同一个可逆反应，反应无论从正反应方向开在相同的条件下，对同一个可逆反应，反应无论从正反应方向开始进行还是从逆方向开始进行，始进行还是从逆方向开始进行，只要起始时加入物质的只要起始时加入物质的物质的量物质的量不同不同，而达到，而达到相同的平衡状态相同的平衡状态，这样的平衡称为，这样的平衡称为等效平衡等效平衡。概念的理解：概念的理解：（1）相同的条件）相同的条件：通常指：通常指：同同T同同V，同同T同同P（2）相同的平衡状态）相同的平衡状态：通常是指平衡混合物各组分的：通常是指平衡混合物各组分的百分含量百分含量
2、（指质量、体积、物质的量等）（指质量、体积、物质的量等）相同相同，但，但各组分的物质的量、浓各组分的物质的量、浓度可能不同度可能不同。2021/8/9 星期一2 化学平衡状态与条件息息相关，而与建立平衡的化学平衡状态与条件息息相关，而与建立平衡的途径无关。对于同一可逆反应，在一定条件（恒途径无关。对于同一可逆反应，在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，以不同投料方式（即从温恒容或恒温恒压）下，以不同投料方式（即从正反应、逆反应或从中间状态开始）进行反应，正反应、逆反应或从中间状态开始）进行反应，只要达到平衡时相同组分在各混合物中的百分数只要达到平衡时相同组分在各混合物中的百分数（体积、物质的量或
3、质量分数）相等，这样的化（体积、物质的量或质量分数）相等，这样的化学平衡即互称为等效平衡。学平衡即互称为等效平衡。切记的是组分的百分切记的是组分的百分数相同，包括体积分数、物质的量分数或质量百数相同，包括体积分数、物质的量分数或质量百分数，而不仅仅是指浓度相同，因为同一组分百分数，而不仅仅是指浓度相同，因为同一组分百分数相同时其浓度不一定相等。分数相同时其浓度不一定相等。2021/8/9 星期一3（3）建立平衡）建立平衡状态的途径：状态的途径：可加入反应物，从正反应方向开始可加入反应物，从正反应方向开始可加入生成物，从逆反应方向开始可加入生成物，从逆反应方向开始也可从加入反应物和生成物，从正、
4、逆反也可从加入反应物和生成物，从正、逆反应方向同时开始应方向同时开始2021/8/9 星期一4二、等效平衡的分类和判断方法二、等效平衡的分类和判断方法1 1、定温、定容定温、定容条件下的等效平衡条件下的等效平衡 判断方法：判断方法：若改变起始加入情况，只要通过可逆反应的若改变起始加入情况，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边同一边物质的物质的量物质的物质的量与原平衡与原平衡相同相同，则两平衡等，则两平衡等效。效。（1 1）对于反应前后气体分子数）对于反应前后气体分子数发生变化发生变化的可逆反应的可逆反应特点：特点：两次平衡时各组分百分含量、两
5、次平衡时各组分百分含量、n n、c c均相同均相同2021/8/9 星期一5例例题题1、在在一一个个1L的的密密闭闭容容器器中中，加加入入2molA和和1molB，发生下述反应：发生下述反应：达到平衡时，达到平衡时，C的浓度为的浓度为1.2mol/L,C的体积分数为的体积分数为a%。（1）维维持持容容器器的的体体积积和和温温度度不不变变，按按下下列列配配比比作作为为起起始始物质，达到平衡后，物质，达到平衡后，C的浓度仍是的浓度仍是1.2mol/L的是（的是（）A、3molC+1molDB、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC、1molA+0.5molB+1.5molCD
6、、4molA+2molBA、B2021/8/9 星期一6（2）对于反应前后气体分子数对于反应前后气体分子数不变不变的可逆反应的可逆反应特点：特点：两次平衡时各组分百分含量相同，两次平衡时各组分百分含量相同，n、c同同比例比例变化变化判断方法：判断方法：只要只要反应物（或生成物）的物质的反应物（或生成物）的物质的量的比量的比与原平衡相同，则两平衡等与原平衡相同，则两平衡等效。效。2021/8/9 星期一72、在一个固定体积的密闭容器中，保持一定温度，进、在一个固定体积的密闭容器中，保持一定温度，进行以下反应，行以下反应，H2(气气)+Br2(气气)2HBr(气气)，已知加入，已知加入1molH2
7、和和2molBr2时，达到平衡后生成时，达到平衡后生成amolHBr(见下见下表已知项表已知项)，在相同条件下，且保持平衡时各组分的百，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（分含量不变，对下列编号（1）（）（3）的状态，填写表）的状态，填写表中空白：中空白：2a00.52(n-2m)(n-m)a2021/8/9 星期一83、在一固定容积的密闭容器中充入、在一固定容积的密闭容器中充入2molA和和1molB，发生反应：，发生反应：2A(气气)+B(气气)xC(气气),达到平衡后，达到平衡后，C的体积分数为的体积分数为W%。若维持容器体积和温。若维持容器体积和温度不变，按度不
8、变，按0.6molA、0.3molB和和1.4molC为起始物质，达到平衡后，为起始物质，达到平衡后，C的体积分数的体积分数仍为仍为W%，则，则x值为（值为（）A、1B、2C、3D、4BC2021/8/9 星期一9解析：若反应前后气体体积不变，则解析：若反应前后气体体积不变，则x=3，要保持，要保持C的的体积分数不变，只需要起始状态的物质的量之比不变，体积分数不变，只需要起始状态的物质的量之比不变，反应物的系数比为反应物的系数比为n（A）：）：n（B）=2：1，而，而0.6：0.3=2：1，C完全转化成完全转化成A和和B生成的量之比总等于生成的量之比总等于2：1，所以，所以x=3成立。此种情况
9、是等效平衡而不等同。成立。此种情况是等效平衡而不等同。若反应前后气体体积不相等，要保持若反应前后气体体积不相等，要保持C的体积分数不的体积分数不变，两种情况的起始量必须相等，变，两种情况的起始量必须相等，1.4molC必须转化必须转化为为1.4molA和和0.7molB，所以，所以x=2成立。此种情况是等成立。此种情况是等同平衡，也一定等效。本题正确答案为同平衡，也一定等效。本题正确答案为B、C。2021/8/9 星期一102、等温、等压等温、等压条件下的等效平衡条件下的等效平衡 特点：特点：两次平衡时各组分百分含量、两次平衡时各组分百分含量、c 相同，相同，n同比例变同比例变化化判断方法：判
10、断方法：若改变起始加入情况，只要通过可逆反应若改变起始加入情况，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量之比相同。一边物质的物质的量之比相同。2021/8/9 星期一114、在一个盛有催化剂的容积可变的密闭容器中，保持一定温度、在一个盛有催化剂的容积可变的密闭容器中，保持一定温度压强，进行以下反应，压强，进行以下反应，N2(气气)+3H2(气气)2NH3(气气)，已知加入，已知加入1molN2和和4molH2时，达时，达到平衡后生成到平衡后生成amolNH3，在相同条件下，且保持平衡时各组分的，在相同条件下，且保持平衡时各组分的
11、百分含量不变，填写表中空白：百分含量不变，填写表中空白：1.5a 0 0.24(n-4m)2021/8/9 星期一12总结总结等效平衡的条件（等效平衡的条件（xA(g)+yB(g)pC(g)+qD(g)）二、等温等容：二、等温等容：一、等温等压一、等温等压A、x+yp+qB B、x+y x+y =p+q p+q所投的料的所投的料的物质的量之比物质的量之比相等相等所投的料的所投的料的物质的量物质的量相等相等所投的料的所投的料的物质的量之比物质的量之比相等相等2021/8/9 星期一13A、B、D5、在在一一个个1L的的密密闭闭容容器器中中，加加入入2molA和和1molB，发发生下述反应：生下述
12、反应：达达到到平平衡衡时时，C的的浓浓度度为为1.2mol/L,C的的体体积积分分数数为为a%。（2）维持容器的压强和温度不变，按下列配比作为起）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，始物质，达到平衡后，C的浓度仍是的浓度仍是1.2mol/L（或（或C的体的体积分数仍是积分数仍是a%）的是（）的是（）A、3mol C+1mol D B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol DC、1mol A+0.5mol B+1.5mol C D、4mol A+2mol B2021/8/9 星期一14三、利用等效平衡的方法解决三、利用等效平衡的方法解决不等效不
13、等效平衡的问题平衡的问题1：在相同的：在相同的A、B密闭容器中分别充入密闭容器中分别充入2mol的的SO2和和1molO2，使它们在一定温度下反应，并达新平衡：使它们在一定温度下反应，并达新平衡：2SO2+O22SO3（g）。若）。若A容器保持体积不变容器保持体积不变，B容器保持容器保持压强不变压强不变。当。当A中中SO2的转化率为的转化率为25%时，时，B中中SO2的转化率为：的转化率为：A、25%B、大于、大于25%C、小于、小于25%D、无法判断、无法判断由于A、B两个密闭容器体积相同，反应开始前它们的压强相等，该反应是体积减小的反应，达到平衡后B中的压强大于A，压强对该平衡正向移动有利
14、。B2021/8/9 星期一15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(g)A(g)B(g)C(g)B(g)C(g)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amolCamolC，这时这时A的物质的量为的物质的量为_mol。若开始时放入若开始时放入3 3molA和和3 3molB，到达平衡后，生成，到达平衡后，生成C C的物质的物质的量为的量为_molmol。若开始时放入若开始时放入x xmolA、2 2molB和和1molC，到达平衡后，到达平衡后，A和和C的物质的量分别是的物质的量分别
15、是ymolymol和和3amol3amol，则，则x x_mol，y y_ _ molmol。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)。(A A)大于大于2mol 2mol(B B)等于等于2mol 2mol(C C)小于小于2mol 2mol (D D)以上都有可能以上都有可能 做出此判断的理由是做出此判断的理由是_若在若在的平衡混合物中再加入的平衡混合物中再加入3molC3molC，待再次到达平衡后，待再次到达平衡后，C的物质的量分数是的物质的量分数是_。1-a3a23(1-a)D达到平衡的过程中反应的方向不能确定。达到平衡的过程中反应的方向不能确定。a/(2-a)2021/8/9 星期一16