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1、化学平衡之2021/8/8 星期日1思考：在相同条件下，有两个容积相思考：在相同条件下，有两个容积相等的密闭容器等的密闭容器a和和b。现在往容器现在往容器a中充中充入入2molSO2、1molO2，往容器往容器b中充入中充入2molSO3，两容器中的反应最终能否达两容器中的反应最终能否达到同一平衡状态？即平衡状态后各物质到同一平衡状态？即平衡状态后各物质的浓度或百分含量是否相等？的浓度或百分含量是否相等？我对等效平衡的初认识我对等效平衡的初认识给我多点时间，让给我多点时间，让我想想我想想？2021/8/8 星期日2在一定条件下，可逆在一定条件下，可逆反应只要起始浓度反应只要起始浓度相当相当，无
2、论，无论经过何种途径，经过何种途径，但达到化学平衡时，只要同种物质但达到化学平衡时，只要同种物质的的体积分数体积分数相同，这样的平衡称为相同，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：（2 2）平衡状态（终态）只与始态有关，而与途径无）平衡状态（终态）只与始态有关，而与途径无关，（如：关，（如：无论反应从什么方向开始无论反应从什么方向开始投料是一次投料是一次还是分成几次，扩大还是分成几次，扩大缩小或缩小缩小或缩小扩大的过程，）扩大的过程，）只要起始浓度只要起始浓度相当相当，就达到等效平衡状态。，就达到等效平衡状态。（3 3）体积分数相同：体积分数相同：即平衡混合物各组分的即平衡混
3、合物各组分的百分含量百分含量对应对应相同，但各组分的物质的量、浓度可能不同。相同，但各组分的物质的量、浓度可能不同。（1 1）一定条件下一定条件下：通常可以是通常可以是同同T T同同V V，同同T T同同P P一、等效平衡的概念一、等效平衡的概念2021/8/8 星期日3例例1将将2molSO2和和2molSO3 气体混合气体混合于固定体积的密闭容器中，在一定条件于固定体积的密闭容器中，在一定条件下下发生反应：发生反应：2SO2(气气)+O2(气气)2SO3（气）（气），平衡时，平衡时SO3为为n mol。相同温度下，分别。相同温度下，分别按下列配比在相同体积的密闭容器中加入按下列配比在相同体
4、积的密闭容器中加入起始物质，平衡时起始物质，平衡时SO3的物质的量大于的物质的量大于n mol的是（的是（）C DA A、2mol SO2mol SO2 2+1 molO+1 molO2 2 B B、4mol SO4mol SO2 2+1molO+1molO2 2 C C、2mol SO2mol SO2 2+1molO+1molO2 2+2molSO+2molSO3 3 D D、3mol SO3mol SO2 2+1molO+1molO2 2+1molSO+1molSO3 32021/8/8 星期日4定温、定容条件下的等效平衡同一定温、定容条件下的等效平衡同一可逆反应，不同的起始状态，达平衡可
5、逆反应，不同的起始状态，达平衡时，就要求起始物质满足质量守恒，时，就要求起始物质满足质量守恒，即所含元素种类和物质的量都相同即所含元素种类和物质的量都相同(用用原平衡状态做标准原平衡状态做标准)。体系中各同种组。体系中各同种组分的分的_相同。（同种组分的相同。（同种组分的_和和_均相同）均相同）物质的量物质的量浓度浓度百分含量百分含量二、等效平衡的类型二、等效平衡的类型类型一类型一2021/8/8 星期日5在在定温定容定温定容的条件下，对于的条件下，对于反应前后气反应前后气体分子数不等体分子数不等的可逆反应，只改变起始加入的可逆反应，只改变起始加入物质的物质的量，如物质的物质的量，如通过可逆反
6、应的化学计通过可逆反应的化学计量数比换算量数比换算成成同一边物质的物质的量与原平同一边物质的物质的量与原平衡相同衡相同，则两平衡等效，则两平衡等效.让我来我来总结一下一下2021/8/8 星期日6ABCD平衡时平衡时D的体积分数的体积分数起始起始充入充入2mol1mol00a%003mol1mola%1mol0.5mol1.5mol0.5mola%4mol2mol00b%(ab)在一定温度下，一个容积固定的密闭容器中发生反应：在一定温度下，一个容积固定的密闭容器中发生反应：2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，根据下表有关数据分析根据下表有关数据分析恒温、恒温、恒容恒容下等效平衡建成的条件
7、。下等效平衡建成的条件。具体一具体一点点要做难题，小看我2021/8/8 星期日7ABC例例2同温、同体积的三个密闭容器进同温、同体积的三个密闭容器进行如下反应行如下反应：高温、高压高温、高压高温、高压高温、高压催化剂催化剂催化剂催化剂N2+3H2 2NH31molN N2 23molHH2 22molNHNH3 31.51.5molHmolH2 2 0.5molN0.5molN2 2 _NH_NH3 3三者互为等效平衡三者互为等效平衡,达到平衡时达到平衡时,三容器中三容器中NHNH3 3、HH2 2、N N2 2，1mol物质的量物质的量浓度浓度百分含量百分含量2021/8/8 星期日8 例
8、例33在一定条件下，把在一定条件下，把2 2molSOmolSO2 2和和1 1molOmolO2 2通入通入一个定容密闭容器里，发生如下反应：一个定容密闭容器里，发生如下反应：2 2SOSO2 2(g)+O(g)+O2 2(g)2SO(g)2SO3 3(g)(g)达到平衡状态。现在达到平衡状态。现在维持温度不变，令维持温度不变，令a a、b b、c c分别代表初始加入的分别代表初始加入的SOSO2 2、O O2 2、SOSO3 3的物质的量。如的物质的量。如a a、b b、c c取不同的取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反
9、应混合物中三种气体的体积分数达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时完全相同。仍跟上述平衡时完全相同。催化剂催化剂催化剂催化剂（1 1）若）若a=0,b=0,a=0,b=0,则则c=_c=_(2)(2)若若a=0.5,a=0.5,则则b=_,c=_b=_,c=_（3)a3)a、b b、c c必须满足的一般条件是（请用两必须满足的一般条件是（请用两个方程式表示，其中一个只含个方程式表示，其中一个只含a a和和c c，另一个只另一个只含含b b和和c c）:_,_.:_,_.20.251.5a+c=22b+c=22021/8/8 星期日9练练习习1：在在一一个个1L的的密密闭闭容容
10、器器中中，加加入入2molA和和1molB，发生下述反应：发生下述反应：达达到到平平衡衡时时，C的的体体积积分分数数为为a%。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物质质，达达到到平平衡衡后后，C的体积分数为的体积分数为a%是（是（）A、3mol C+1mol D B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D C、1mol A+0.5mol B+1.5mol C D、4mol A+2mol BA、B 2021/8/8 星期日10练习练习2在一个固定容积的密闭容器中，加入在一个固定容积的密闭容器中，加入m molA,n
11、molB发生下列反应：发生下列反应：mA(气）气）+n B(气）气）pC（气）（气）平衡时平衡时C的浓度为的浓度为Wmol/L,若容器体积和温度不变，起始时若容器体积和温度不变，起始时放入放入amolA,bmolB,c molC,若要平衡后若要平衡后C的的浓度仍为浓度仍为Wmol/L,则则a、b、c可以满足的关可以满足的关系是（系是（）。）。A.a:b:c=m:n:p B.a:b=m:n,ap/m+c=pB.C.mc/p+a=m,nc/p+b=n D.a=m/3,b=n/3,c=2p/3B C2021/8/8 星期日11还有其它情况吗还有其它情况吗？在定温定容的条件下，对于在定温定容的条件下，
12、对于反应前后气体反应前后气体分子数相等分子数相等的可逆反应，只改变起始加入物的可逆反应，只改变起始加入物质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一边数比换算成同一边物质的物质的量比例与原物质的物质的量比例与原平衡相同平衡相同，则两平衡等效，则两平衡等效2021/8/8 星期日121mol H2 1mol I2开始开始恒温恒容H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态2mol H2 2mol I2 H2(g)+I2(g)2HI(g)1mol H2 1mol I2 1mol H2 1mol I2 H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态H2
13、 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态?为什么会这样为什么会这样2021/8/8 星期日13H2(g)+I2(g)2HI(g)1mol H2 1molI2开始开始H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态讨论讨论：在恒温恒在恒温恒容时下列能与容时下列能与右图达到等效右图达到等效平衡的是（平衡的是（）A.2 mol HI B.2 mol H2+2 mol I2C.1 mol H2+1 mol I2+2 mol HI D.0.5 mol H2+0.5 mol I2+1 mol HI（1 1 0）（2 2 0）（2 2 0）（1 1 0）ABCD
14、极端转化极端转化2021/8/8 星期日14例例4、在一个固定体积的密闭容器中，保持一定温度，、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，进行以下反应，H2(气气)+Br2(气气)2HBr(气气)，已知加，已知加入入1mol H2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)a2021/8/8 星期日15定温、定压
15、条件下的处于定温、定压条件下的处于等效平衡的同一可逆反应，不同等效平衡的同一可逆反应，不同的起始状态，达平衡时，各体系的起始状态，达平衡时，各体系中同种组分百分含量相同，但物中同种组分百分含量相同，但物质的量不相同。质的量不相同。类型三类型三2021/8/8 星期日164mol SO2 2mol O2 2mol SO2 1mol O22mol SO2 1mol O22mol SO2 1mol O2开始开始恒温恒压恒温恒压SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态SO2 a%O2 b%SO3 c%2SO2 +O2 2SO3 SO2 a%O
16、2 b%SO3 c%让我来分析让我来分析2021/8/8 星期日17在定在定T、V情况下，下列情况等效的是情况下，下列情况等效的是:例：例：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)A 2mol 2mol 0mol 0molB 0mol 0mol 4mol 4molC 1mol 1mol 1mol 1molD 4mol 4mol 2mol 2mol 2021/8/8 星期日18例例4.在一个在一个1L的密闭容器中，加的密闭容器中，加2molA1molB，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的体积分的体积分数为数为a%。维持容器的压强
17、和温度不变，按下列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，配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍是的浓度仍是1.2mol/L（或或C的体积分数仍是的体积分数仍是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 BA、B、D2021/8/8 星期日19例例5 恒温恒压下，在一个可变容积的容器中发生如恒温恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：下反应：A(g)+B(g)C(g)若开始时放入若开始时放入1molA和和1m
18、olB，达到平衡后，生成达到平衡后，生成amolC。(1)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的物质的量为的物质的量为mol(2)若开始时放入若开始时放入xmolA、2molB和和1molC，到达平衡后，到达平衡后，C C的物质的量是的物质的量是3amol，x=mol.(3)若在若在(2)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的物质的量是的物质的量是 mol.3a26a2021/8/8 星期日20来吧来吧你想挑战吗？过关过关1、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
19、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度不变，按若维持容器体积和温度不变，按0.6molA、0.3molB和和1.4molC为起始物质，达到平衡为起始物质，达到平衡后，后，C的体积分数仍为的体积分数仍为W%，则，则x值为（值为（）A、1 B、2 C、3 D、4B C2021/8/8 星期日21过过关关2在在一一定定温温度度下下，一一定定体体积积的的密密闭闭容容器中有如下平衡：器中有如下平衡：H2(g)+I2(g)2HI(g)已已知知H2和和I2的的起起始始浓浓度度均均为为0.10mo
20、lL1时时，达达平平衡衡时时HI的的浓浓度度为为0.16molL1。若若H2和和I2的的起起始始浓浓度度均均变变为为0.20molL1，则则平平衡时衡时HI的浓度（的浓度（molL1）是是A.0.16 B.0.08 C.0.32 D.0.02（C）2021/8/8 星期日22过关过关3、某温度下，向某密闭容器中加入、某温度下，向某密闭容器中加入1molN2和和3molH2,使使之反应合成之反应合成NH3，平衡后测得平衡后测得NH3的体积分数为的体积分数为m。若若T不变，不变，只改变起始加入量，使之反应平衡后只改变起始加入量，使之反应平衡后NH3的体积分数仍为的体积分数仍为m，若若N2、H2、N
21、H3的加入量用的加入量用X、Y、Z表示应满足：表示应满足：（1）恒定）恒定T、V：1若若X=0，Y=0，则则Z=-。2若若X=0.75，Y=-，Z=-。3X、Y、Z应满足的一般条件是应满足的一般条件是-。（2）恒定）恒定T、P：1若若X=0、Y=0，则则Z-。2若若X=0.75,则则Y-，Z-。3X、Y、Z应满足的一般条件是应满足的一般条件是-。2mol2.25mol0.5mol0=2.25mol0Y=3X，Z0X+Z/2=1,Y+3Z/2=32021/8/8 星期日23过关过关4、在一个盛有催化剂的容积可变的密闭容器中，、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
22、，保持一定温度压强，进行以下反应，N2(气气)+3H2(气气)2NH3(气气)，已知加入，已知加入1mol N2和和4molH2时，达到平衡后生成时，达到平衡后生成amolNH3，在相同条件下，且在相同条件下，且保持平衡时各组分的百分含量不变，填写表中空白：保持平衡时各组分的百分含量不变，填写表中空白：1.5a00.52(n-4m)(n-3m)a2021/8/8 星期日24过关过关5一个真空密闭恒容容器中盛有一个真空密闭恒容容器中盛有1molPCl5，加加热到热到200发生如下反应：发生如下反应：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)反应达到平衡时，混合气体中反应达到平衡时，混合气体中PC
23、l5，所占体积分数为所占体积分数为M%，。，。若同一温度的同一容器中，最初投入若同一温度的同一容器中，最初投入2molPCl5，反应达平衡时，混合气体中反应达平衡时，混合气体中PCl5，所占体所占体积分数为积分数为N%。则则M和和N的关系是的关系是()(A)MN (B)M=N (C)M N (D)无法确定无法确定C 若是恒温恒压呢？（若是恒温恒压呢？（）B若是反应若是反应2NO2 N2O4呢？呢？若是反应若是反应2HI H2+I2 呢？呢？2021/8/8 星期日25过关过关6有甲、乙两容器，甲的容积固定，乙有甲、乙两容器，甲的容积固定，乙的容积可变。在一定温度下，向甲中通入的容积可变。在一定
24、温度下，向甲中通入3molN2和和4molH2，反应达到平衡时，生成反应达到平衡时，生成NH3物质的量为物质的量为amol。（1）相同温度下，若乙中通入相同温度下，若乙中通入6molN2和和8molH2，且保持压强与甲相同，反应达到平且保持压强与甲相同，反应达到平衡时，生成衡时，生成NH3物质的量为物质的量为bmol，则则b与与a的的关系可表示为关系可表示为_（2)若（若（1）中乙与甲的容积始终相等，达到）中乙与甲的容积始终相等，达到平衡时，生成平衡时，生成NH3物质的量为物质的量为Cmol，则则C与与a的关系可表示为的关系可表示为_。b=2ac2a2021/8/8 星期日26迷惑时我们来总结
25、一下吧迷惑时我们来总结一下吧：你说说看你说说看 1、等效平衡有多小种？使用时首先注意什么？2、哪些等效平衡与气体分子数变化有关？哪些等效平衡成比例，哪些对应物质相等？3、不同方式建立等效平衡在物质的量、物质的量浓度、质量百分数之间有何联系？4、反应有固体参与反应的气体平衡又应注意什么？2021/8/8 星期日27对于有对于有固体参加的可逆反应：固体参加的可逆反应：处处理理方方法法：不不考考虑虑固固体体物物质质，先先进进行行等等效效转转化化，应该符合上述的规律。应该符合上述的规律。根根据据题题意意计计算算出出达达到到平平衡衡时时选选定定物物质质的的物物质质的的量量，以以及及所所需需的的固固体体物
26、物质质的的最最小小量量，那那么么，只只要要固固体体物物质质的的起起始始投投料料大大于于这这个个最最小小量量即即可可保保证证达达到到同同一一平平衡衡状状态态（因因为为固固体体物物质质的的量量多多与与少少不不影影响化学反应速率或化学平衡）响化学反应速率或化学平衡）2021/8/8 星期日28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，发发生生下下述述反反应：应：2A(g)+B(g)3C(g)+D(s)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
27、作作为为起起始始物物质质，达到平衡后，达到平衡后，C的浓度仍是的浓度仍是1.2mol/L的是（的是（）A、3mol C+xmol D(x0.6)B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+xmol D(x0.1)C、2mol A+1mol B+xmolD(x0)D、1mol A+0.5mol B+4.5mol C+xmol D(x0.7)A、B、C2021/8/8 星期日29（2）在定）在定T、V情况下，下列情况水的转化情况下，下列情况水的转化率由大到小的顺序为率由大到小的顺序为()例：例：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)A 1mol 1mol 0mol 0molB 2mol 1mol 0mol 0molC 2mol 2mol 0mol 0molD 3mol 1mol 0mol 0mol DBA=C2021/8/8 星期日302021/8/8 星期日312021/8/8 星期日32