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1、等效平衡概念的建立与进阶第1页，本讲稿共37页一、化学平衡状态：一、化学平衡状态：1、一定条件下、一定条件下2、可逆反应、可逆反应3、正反应速率等于逆反应速率、正反应速率等于逆反应速率4、各组分的浓度保持不变、各组分的浓度保持不变二、化学平衡二、化学平衡 状态建立的途径：状态建立的途径：1、先加入反应物，从正反应方向开始。、先加入反应物，从正反应方向开始。2、先加入生成物，从逆反应方向开始。、先加入生成物，从逆反应方向开始。第2页，本讲稿共37页2mol SO2 1mol O2开始开始2mol SO3开始开始SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态2SO2 +O2 2SO3 SO2
2、a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态第3页，本讲稿共37页2mol SO2 1mol O2开始开始2mol SO3开始开始SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态1mol SO2 0.5mol O2 1mol SO3?2SO2 +O2 2SO3 第4页，本讲稿共37页2mol SO2 1mol O2开始开始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2mol SO3开始开始SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态相当于开始加相当于开始加入入1molSO2、0.5molO2和和1molSO32SO2 +O2 2SO
3、3 第5页，本讲稿共37页2mol SO2 1mol O2开始开始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2mol SO3开始开始SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态相当于开始加入相当于开始加入0.5molSO2、0.25molO2和和1.5molSO32SO2 +O2 2SO3 第6页，本讲稿共37页2mol SO2 1mol O2开始开始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2mol SO3开始开始SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态相当于开
4、始加入相当于开始加入0.25molSO2、0.125molO2和和1.75molSO32SO2 +O2 2SO3 第7页，本讲稿共37页三、建立等效平衡三、建立等效平衡 的途径：的途径：1、先加入反应物，从正反应方向开始，可以建、先加入反应物，从正反应方向开始，可以建立化学平衡。立化学平衡。2、若先加入生成物，从逆反应方向开始，也可、若先加入生成物，从逆反应方向开始，也可以建立等效的化学平衡。以建立等效的化学平衡。3、若同时加入反应物与生成物，从中间状态开、若同时加入反应物与生成物，从中间状态开始，同样可以建立等效的化学平衡。始，同样可以建立等效的化学平衡。第8页，本讲稿共37页例例1、在一定
5、的温度下，把、在一定的温度下，把2molSO2和和1molO2通入一定容积的通入一定容积的密闭容器里，发生如下反应：密闭容器里，发生如下反应：2SO2+O2 2SO3 当此反应进行到一定的程度时，反应混合物就处于化学平衡状当此反应进行到一定的程度时，反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中，维持温度不变，令态。现在该容器中，维持温度不变，令a、b、c分别代表初始加分别代表初始加入的入的SO2、O2、和、和SO3的物质的量的物质的量(mol)。如果。如果a、b、c取不同的取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时反应数值，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合
6、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。请填写下列空白：写下列空白：(1)若若a=0、b=0，则，则c=，(2)若若a=0.5，则，则b=，c=，(3)a、b、c取值必须满足一般的条件是取值必须满足一般的条件是(用两个方程式表示，其用两个方程式表示，其中一个只含中一个只含a和和c，另一个只含，另一个只含b和和c)，。20.25 1.5 a+c=2 b+c/2=1第9页，本讲稿共37页2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始（起始（mol）:a SO2，b O2，c SO32SO2(g)+O2(g)2SO3(g)abc0b+c/
7、2a+c21 2 1 0第10页，本讲稿共37页等等 效效 平平 衡衡 的的 判判 断断第11页，本讲稿共37页对于同一可逆反应，在一定条件下，以对于同一可逆反应，在一定条件下，以不同投料方式进行反应，只要达到平衡不同投料方式进行反应，只要达到平衡时时相同组分在各混合物中的百分数相同组分在各混合物中的百分数（体积、物质的量或质量分数）（体积、物质的量或质量分数）相等相等，这样的化学平衡即互称为这样的化学平衡即互称为等效平衡等效平衡。组分的百分数相同，包括组分的百分数相同，包括体积分数、物体积分数、物质的量分数或质量百分数质的量分数或质量百分数，而不一定是指，而不一定是指浓度相同，因为同一组分浓
8、度相同，因为同一组分百分数百分数相同时其相同时其浓度不一定相等浓度不一定相等。第12页，本讲稿共37页2SO2 +O2 2SO3 2mol SO2 1mol O2开始开始SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态 讨论讨论1 1（恒温恒（恒温恒容容）A.2 mol SO3 B.4 mol SO2+2 mol O2(2 1 0)(4 2 0)规律规律：对于反应前后：对于反应前后气体分子数有变化气体分子数有变化的可逆反应的可逆反应第13页，本讲稿共37页2molSO2 1mol O2恒温恒容4mol SO2 2molO2 2mol SO2 1mol O22SO2 +O2 2SO3 2mol
9、 SO2 1mol O2开始开始SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态第14页，本讲稿共37页2SO2 +O2 2SO3 2mol SO2 1mol O2开始开始SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态 讨论讨论1 1（恒温恒（恒温恒容容）D.1 mol SO2+0.5 mol O2+1 mol SO3（A、D）A.2 mol SO3 B.4 mol SO2+2 mol O2C.2 mol SO2+1 mol O2+2 mol SO3(2 1 0)(4 2 0)(4 2 0)(2 1 0)第15页，本讲稿共37页此例计算的关键是换算到同一边后各组分要完全相同。第16页，本
10、讲稿共37页2SO2 +O2 2SO3 2mol SO2 1mol O2开始开始SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态 讨论讨论2 2（恒温恒（恒温恒压压）A.2 mol SO3 B.4 mol SO2+2 mol O2C.2 mol SO2+1 mol O2+2 mol SO3 D.1 mol SO2+0.5 mol O2+1 mol SO3（2 1 0）（4 2 0）（4 2 0）（2 1 0）第17页，本讲稿共37页4mol SO2 2mol O2 2mol SO2 1mol O22mol SO2 1mol O22mol SO2 1mol O2开始开始恒温恒压SO2 a%O2
11、 b%SO3 c%平衡状态平衡状态SO2 a%O2 b%SO3 c%第18页，本讲稿共37页对于反应前后对于反应前后气体分子数气体分子数有变化的可逆反应有变化的可逆反应:恒温恒容恒温恒容(进行等效转化后进行等效转化后)投料量与原平衡起始量对应物质完全投料量与原平衡起始量对应物质完全相同，相同，则两平衡等效。则两平衡等效。恒温恒压恒温恒压(进行等效转化后进行等效转化后)投料量与原平衡起始量对应物质投料量与原平衡起始量对应物质成比例，成比例，则两平衡等效。则两平衡等效。规律规律：第19页，本讲稿共37页练习练习1 A、B两容器，两容器，A容器容积固定，容器容积固定，B容器容积可变。一定温度下，在容
12、器容积可变。一定温度下，在A中中加入加入2molN2和和3molH2，当，当 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应达平反应达平衡时，生成的衡时，生成的NH3的物质的量为的物质的量为m。相。相同温度下，保持同温度下，保持B的容积为的容积为A的一半，的一半，并加入并加入1molNH3，当，当B中反应达平衡时中反应达平衡时要使要使B中各物质的质量分数与上述中各物质的质量分数与上述A容器容器中达到平衡时相同，则起始时应加入中达到平衡时相同，则起始时应加入 molN2 和和 molH2AB第20页，本讲稿共37页2molN23molH21molN21.5molH2ABN2(g)+3H2(g)2NH
13、3(g)X Y 1X+0.5 Y+1.5 0 1 1.5X=0.5 Y=0第21页，本讲稿共37页H2 +I2 2HI 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3 3（恒温恒容）（恒温恒容）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）规律规律：对于反应前后：对于反应前后气体分子数气体分子数不变的可逆反应不变的可逆反应第22页，本讲稿共37页1mol H
14、2 1mol I21mol 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 1mol H2 1mol I2H2 +I2 2HI 第23页，本讲稿共37页H2 +I2 2HI 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3 3（恒温恒容）（恒温恒容）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）
15、A B C D第24页，本讲稿共37页1mol H2 1mol I2开始开始恒温恒压H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态1mol H2 1mol I21mol H2 1mol I2H2 +I2 2HI 2mol H2 2mol I2 讨论讨论4第25页，本讲稿共37页对于反应前后对于反应前后气体分子数气体分子数不变的可逆反应不变的可逆反应:恒温恒容、恒温恒压恒温恒容、恒温恒压(进行等效转化进行等效转化后后)投料量与原平衡起始量对应物质投料量与原平衡起始量对应物质成比成比例，例，则两平衡等效。则两平衡等效。规律规律计算的关键是换算到同一边后，各组分物质的量之比相同即可。第26页，本讲稿
16、共37页恒温恒压恒温恒压呢？呢？ADD 练习练习2 将将3molA和和1molB放入放入恒温恒容恒温恒容的密闭容的密闭容器中器中,发生如下反应：发生如下反应：3A(g)+B(g)2C(g)+D(g)，达到平衡后，达到平衡后C的含量为的含量为 w%，若维持温度和体，若维持温度和体积不变，按下列积不变，按下列4种配比投料，平衡后种配比投料，平衡后C的含量仍的含量仍为为 w%的是的是 A.6mol A+2mol B B.3mol A+1mol B+2mol C C.1mol B+2mol C+1mol D D.2mol C+1mol D（6 2 0 0）（3 1 2 0）（3 2 0 0）（3 1
17、0 0）第27页，本讲稿共37页练习练习3 恒温恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下恒温恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：反应：A(g)+B(g)C(g)若开始时放入若开始时放入1molA和和1molB，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的物的物质的量为质的量为 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3mol
18、C，待再次到达平衡，待再次到达平衡后，后，C的物质的量是的物质的量是 mol.3a26a第28页，本讲稿共37页n(A)=1n(B)=1等温（等温（T）等压（等压（p）n(A)=1-an(B)=1-an(C)=a起始起始平衡平衡n(A)=3n(B)=3n(A)=3-3an(B)=3-3an(C)=3a等温（等温（T）等压（等压（p）起始起始平衡平衡A(g)+B(g)C(g)第29页，本讲稿共37页4mol SO2 2mol O2 2mol SO2 1mol O2开始开始恒温恒压SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态SO2 a%O2 b%SO3 c%第30页，本讲稿共37页1mol
19、H2 1mol I21mol 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 1mol H2 1mol I2H2 +I2 2HI 第31页，本讲稿共37页等效平衡特征：等效平衡特征：任何相同组分的百分含量任何相同组分的百分含量相同。相同。等效平衡的情况小结：等效平衡的情况小结：1、反应前后气体、反应前后气体分子数不等分子数不等的可逆反应的可逆反应恒温恒容时恒温恒容时，等效平衡间相同物质的物质的量、等效平衡间相同物质的物质的量、浓度和百分含量一定相同；浓度和百分含量一定相同；恒温恒压时，恒温恒压时，浓度和百分含量一定相同浓度和百分
20、含量一定相同。第32页，本讲稿共37页2、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的可逆反应恒温恒容时，等效平衡间恒温恒容时，等效平衡间相同物质百分含量相同物质百分含量一定相同一定相同；恒温恒压时，恒温恒压时，浓度和百分含量浓度和百分含量一定相同。一定相同。第33页，本讲稿共37页等效平衡规律比较烦琐，因此是高考中的等效平衡规律比较烦琐，因此是高考中的一个一个难点难点。准确掌握的准确掌握的关键关键一是看反应的条件一是看反应的条件,即是即是恒温恒容恒温恒容还是还是恒温恒温恒压恒压；二是看该条件下的；二是看该条件下的可逆反应前后气可逆反应前后气体分子数有无变化体分子数有无变化。计算
21、计算等式的确立等式的确立只有两种方式：只有两种方式：一是一是换算到同一边后各组分物质的量与起换算到同一边后各组分物质的量与起始量相同始量相同，二是，二是换算到同一边后只需要各换算到同一边后只需要各组分物质的量之比与起始量相同组分物质的量之比与起始量相同。理清这。理清这种思路，即可突破平衡规律的难点。种思路，即可突破平衡规律的难点。第34页，本讲稿共37页练练习习3 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0.10 molL1时时，达平衡时达平衡时HI的浓度为的浓度
22、为0.16 molL1。若若H2和和I2的的起起始始浓浓度度均均变变为为0.20 molL1，则平衡时则平衡时HI的浓度（的浓度（molL1）是）是 A.0.16 B.0.08 C.0.32 D.0.02（C）第35页，本讲稿共37页练习练习4 一个真空密闭一个真空密闭恒容恒容容器中盛有容器中盛有1mol PCl5，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PCl5，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2 molPCl5，反应
23、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第36页，本讲稿共37页1mol PCl51mol PCl5PCl5 a%PCl3 b%Cl2 c%PCl5 a%PCl3 b%Cl2 c%1mol PCl5开始开始PCl5 a%PCl3 b%Cl2 c%平衡状态平衡状态2mol PCl5PCl5?%PCl3?%Cl2?%若再充入若再充入若再充入若再充入1mol PCl1mol PCl5 5第37页，本讲稿共37页