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1、等效平衡专题超级详细本讲稿第一页，共三十四页起始起始C(mol/L)210平衡平衡C(mol/L)0.80.41.2例：例：2SO2+O22SO32SO2+O22SO30020.80.41.2以上两个平衡，有什么异同？以上两个平衡，有什么异同？本讲稿第二页，共三十四页 一定条件（温度体积一定或温度压强一定条件（温度体积一定或温度压强一定）下的同一可逆反应，一定）下的同一可逆反应，只要只要起始组起始组分分的量的量相当相当，无论经过何种，无论经过何种途径途径，达到平，达到平衡后，任何衡后，任何相同组分相同组分的百分含量（的百分含量（体积体积分数、物质的量分数、质量分数等分数、物质的量分数、质量分数
2、等）均）均相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。一、等效平衡的含义一、等效平衡的含义本讲稿第三页，共三十四页概念的理解：概念的理解：（2 2）平衡状态（终态）只与始态有关，而与途径无关，）平衡状态（终态）只与始态有关，而与途径无关，（如：（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还是分成几投料是一次还是分成几次，扩大次，扩大缩小或缩小缩小或缩小扩大的过程，）只要起始浓度扩大的过程，）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合物各组分的百分含量百分含量对应对
3、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,反应的速率、反应的速率、（内）压强等可以不同（内）压强等可以不同.（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本讲稿第四页，共三十四页二、等效平衡的分类1、完全等同相同组分的百分含量、物质的量、物质的量浓度都相同（等量等效）2、比例相同相同组分的百分含量相同，但物质的量、物质的量浓度不等（等比等效）本讲稿第五页，共三十四页无论平衡从哪个方向建立，在判断时无论平衡从哪个方向建立，在判断时都可根据题给条件和反应计量系数把生成都可根据题给条件和反应计量系数把生成物全部推算
4、为反应物或把反应物全部推算物全部推算为反应物或把反应物全部推算成生成物成生成物再与原平衡加入的物质的量相再与原平衡加入的物质的量相比较，比较，若物质的量若物质的量“相当相当”，则为等效平，则为等效平衡衡.等效平衡的解法等效平衡的解法极值转换法极值转换法（一边倒）（一边倒）本讲稿第六页，共三十四页三、等效平衡建立的规律1、恒温恒容条件下I类：对于反应前后气体分子数不等的可逆反应，只改变起始加入情况，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一边物质的物质的量与原平衡相同，则二平衡等效。（一边倒、投料量相同）极极 值值 等等 量量 等等 效效本讲稿第七页，共三十四页同：化学平衡状态只与条
5、件有关，而与反同：化学平衡状态只与条件有关，而与反应途径无关。应途径无关。N2+3H22NH3（mol/L）起始浓度起始浓度130-002-起始浓度起始浓度1/314/3-本讲稿第八页，共三十四页在恒温恒容下在恒温恒容下，按不面同的投料方式进行反应，按不面同的投料方式进行反应平衡后各体系内相同组分浓度是否对应相同平衡后各体系内相同组分浓度是否对应相同三条途径最终达同一平衡三条途径最终达同一平衡N2+3H22NH3(1)1mol4mol0mol(2)0mol1mol2mol(3)0.5mol2.5mol1mol1mol(3+1)mol0mol(0.5+0.5)mol(2.5+1.5)mol0mo
6、l本讲稿第九页，共三十四页例例1在在一一个个固固定定体体积积的的密密闭闭容容器器中中，加加入入2molA和和2molB，发生如下反应：，发生如下反应：2A（气气）+2B（气气）3C（气气）+D（气气），达达到到平平衡衡时时，C的的浓浓度度为为Wmol/L,若若维维持持容容器器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的的浓浓度度仍为仍为Wmol/L的是（的是（）A2molA+1molB+3molC+1molDB3molC+1molD+1molBC3molC+1molDD1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC本讲稿第十
7、页，共三十四页例例2在在一一定定温温度度下下，把把2molSO2和和1molO2通通入入一一个个一一定定容容积积的密闭容器中，发生以下反应：的密闭容器中，发生以下反应：2SO2+O22SO3，当当此此反反应应进进行行到到一一定定程程度度时时，反反应应混混合合物物就就处处于于化化学学平平衡衡状状态态。现现维维持持该该温温度度不不变变，令令a、b、c分分别别代代表表初初始始加加入入的的SO2、O2和和SO3的的物物质质的的量量(mol)，如如果果a、b、c取取不不同同的的数数值值，它它们们必必须须满满足足一一定定的的相相互互关关系系，才才能能保保证证达达到到平平衡衡时时反反应应混混合合物物中中三三
8、种种气气体体的的含含量量仍仍跟跟上上述述平平衡衡时时的的完完全全相同。请填写下列空白：相同。请填写下列空白：(1)若若a=0，b=0，则，则c=。(2)若若a=0.5，则，则b=，c=。(3)a、b、c取取值值必必须须满满足足的的一一般般条条件件是是(请请用用两两个个方方程程式式表表示示，其其中中一一个个只只含含a和和c，另另一一个个只只含含b和和c)：，。20.251.5a+c=2b+c/2=1本讲稿第十一页，共三十四页例例3、在一定温度下，将、在一定温度下，将2molN2和和6molH2充入充入固定容积的密闭容器中，发生固定容积的密闭容器中，发生N2(g)3H2(g)2NH3(g)，达到化
9、学平衡后，若保持，达到化学平衡后，若保持温度不变，令温度不变，令a、b、c分别为分别为N2、H2、NH3的物的物质的量，重新建立平衡，混合物中个物质的质的量，重新建立平衡，混合物中个物质的量仍和上述平衡相同，填空量仍和上述平衡相同，填空、若、若a=0，b=0，则，则c=、若、若a=1，c=2，则，则b=、若、若a、b、c取值必须满足的一般条件为取值必须满足的一般条件为（用两个式子表示，一个只含（用两个式子表示，一个只含a和和c，一个只含，一个只含b和和c、43a+c/2=2b+3c/2=6本讲稿第十二页，共三十四页一）恒温恒容一）恒温恒容2：(n(g)0)4molSO22molO2B方法方法:
10、放大缩小法放大缩小法极限转换法或极限转换法或一边倒法一边倒法2SO2+O22SO3 SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态SO2 a%O2 b%SO3 c%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 O2 SO3 平衡状态平衡状态?2molSO21molO2A2molSO21molO2B2molSO21molO2B4molSO22molO2B若平衡不移动若平衡不移动 若平衡移动若平衡移动本讲稿第十三页，共三十四页恒温恒容恒温恒容(n(g)0)SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态2mol SO2 1mol
11、O2A2mol SO2 1mol O2B2mol SO2 1mol O2B4mol SO2 2mol O2B2mol SO2 1mol O2B2mol SO2 1mol O2B4mol SO2 2mol O2B非等效平衡！非等效平衡！2SO2+O22SO3 方法方法:放大缩小法放大缩小法本讲稿第十四页，共三十四页二、等效平衡的建成条件、判断方法及产生二、等效平衡的建成条件、判断方法及产生结果：结果：一）一）恒温、恒容：恒温、恒容：2 2、对于气态物质反应前后对于气态物质反应前后分子数变化分子数变化的可逆反应等效平衡的可逆反应等效平衡的的判断方法是判断方法是:使用使用极限转化极限转化的方法将各种
12、情况变换成同一反应物或的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的生成物，然后观察有关物质的物质的量物质的量是否对应是否对应相等相等。若若相等相等产生结果：产生结果：各组分百分量、各组分百分量、n、c均相同，均相同，则为等效则为等效平衡（绝对等效平衡（绝对等效等同平衡等同平衡）mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)m+np+q(n(g)0)(n(g)0)本讲稿第十五页，共三十四页1、恒温恒容条件下类：对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡相同，则二平衡等效。（一边倒、投料比相同）等等比比等等效效本讲稿第十六页，共三十四页一）恒温恒
13、容一）恒温恒容1：(n(g)=0)H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态H2(g)+I2(g)2HI(g)H2 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H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态?1mol H2 1mol I2A1mol H2 1mol I2B1mol H2 1mol I2B2mol H2 2mol I2B方法方法:放大缩小法放大缩小法本讲稿第十七页，共三十四页H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态H2(g)+I2(g)2HI(g)1mol H2 1mol I2A1mol H2 1mol I2B1mol H2 1
14、mol I2B2mol H2 2mol I2B等效平衡等效平衡1mol H2 1mol I2B1mol H2 1mol I2B二）恒温恒压二）恒温恒压 2：(n(g)=0)本讲稿第十八页，共三十四页例例1 1、恒温恒容时对于反应：恒温恒容时对于反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)下列条件能与下图达到等效平衡的是（下列条件能与下图达到等效平衡的是（）1mol H2 1molI2开始开始H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态A.2molHIB.2molH2+2molI2C.1molH2+1molI2+2molHID.0.5molH2+0.5molI2+1molHI（110 ）（220）
15、（220）（110）ABCD极限转化或极限转化或一边倒一边倒本讲稿第十九页，共三十四页二、等效平衡的建成条件、判断方法二、等效平衡的建成条件、判断方法及产生结果：及产生结果：1：对于：对于气态物质反应前后气态物质反应前后分子数不变化分子数不变化的可逆反应的可逆反应等效等效平衡的平衡的判断方法是判断方法是:使用使用极限转化极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的或生成物，然后观察有关物质的物质的量物质的量比比是否相等。是否相等。若相等若相等产生结果：产生结果：各组分百分量相同，各组分百分量相同，n、c同比例变化，同比例变化，则为等则为等
16、效平衡。效平衡。mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)m+n=p+q一）一）恒温、恒容：恒温、恒容：(n(g)=0)(n(g)=0)本讲稿第二十页，共三十四页例例1.在一定温度下，把在一定温度下，把1molCO和和2molH2O通入一通入一个密闭容器中，发生如下反应：个密闭容器中，发生如下反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，一定时间后达到平衡，此时，一定时间后达到平衡，此时，CO的含量为的含量为p%，若维持温度不变，改变起始加入物质，若维持温度不变，改变起始加入物质的物质的量，平衡时的物质的量，平衡时CO的含量仍为的含量仍为p%的是（）的是（）A.1molCO、2molH
17、B.0.2molCO、0.2molH、0.8molCO、1.8molH2OC.1molCO、1molH2OD.1molCO、1molH、1molH2OBD本讲稿第二十一页，共三十四页2、恒温恒压条件下改变起始加入情况，只要按化学计量数换算成平衡式左右两边中同一边物质的物质的量之比与原平衡相同，则达平衡后与原平衡等效。（一边倒、投料比相同）等等比比等等效效本讲稿第二十二页，共三十四页H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态H2(g)+I2(g)2HI(g)H2 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1mol H2 1mol I2A1mol H
18、2 1mol I2B1mol H2 1mol I2B2mol H2 2mol I2BH2 a%I2 b%HI c%二）恒温恒压二）恒温恒压2：(n(g)=0)本讲稿第二十三页，共三十四页H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态H2(g)+I2(g)2HI(g)1mol H2 1mol I2A1mol H2 1mol I2B1mol H2 1mol I2B2mol H2 2mol I2B等效平衡等效平衡1mol H2 1mol I2B1mol H2 1mol I2B二）恒温恒压二）恒温恒压 2：(n(g)=0)本讲稿第二十四页，共三十四页SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态S
19、O2 a%O2 b%SO3 c%2SO2+O22SO3 SO2 a%O2 b%SO3 c%2molSO21molO2B2molSO21molO2B4molSO22molO2B方法方法:放大放大或或缩小法缩小法SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态2molSO21molO2A二）恒温恒压二）恒温恒压1：(n(g)0)本讲稿第二十五页，共三十四页2mol SO2 1mol O2B2mol SO2 1mol O2B4mol SO2 2mol O2B等效平衡等效平衡2mol SO2 1mol O2B2mol SO2 1mol O2B二）恒温恒压二）恒温恒压1：(n(g)0)2SO2+O22
20、SO3 SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态平衡状态2molSO21molO2A本讲稿第二十六页，共三十四页二、等效平衡的建成条件、判断方法及产二、等效平衡的建成条件、判断方法及产生结果：生结果：与可逆反应气态物质的化学与可逆反应气态物质的化学计量数计量数无关无关,使用使用极极限转化限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的然后观察有关物质的物质的量物质的量比比是否相等。是否相等。若相等，若相等，二）二）恒温、恒压恒温、恒压下等效平衡的下等效平衡的判断方法是判断方法是:产生结果：产生结果：各组分百分量、各组分百分量、c相同
21、，相同，n同比例同比例变化变化 本讲稿第二十七页，共三十四页 在一定温度下，一个压强恒定的密闭容器中在一定温度下，一个压强恒定的密闭容器中发生反应发生反应2A(g)+B(g)2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)3C(g)+D(g)，根据下表，根据下表有关数据分析有关数据分析恒温、恒压恒温、恒压达平衡时达平衡时D D的体积分数的体积分数（分别选填（分别选填a%或b%ab）。ABCD平衡时平衡时D的体积分数的体积分数起起始始充充入入2mol1mol001mol0.5mol1.5mol0.5mol4mol2mol002mol2mol00a%a%a%b%(ab)本讲稿第二十八页，共三十四页例例1、
22、温度压强不变时，将温度压强不变时，将1molN2和和4molH2充充入一个装有催化剂容积可变的密闭容器中，入一个装有催化剂容积可变的密闭容器中，发生发生N2(g)3H2(g)2NH3(g)，达到化学平，达到化学平衡后生成衡后生成amol的的NH3，在相同温度和压强下，在相同温度和压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变，填表：保持平衡时各组分的体积分数不变，填表：已知已知 编号编号起始物质的量（起始物质的量（mol）平衡时平衡时NH3的量的量 molN2H2NH3140a1.56010.5a m n(n4m)1.5a00.52(n-4m)(n-3m)a本讲稿第二十九页，共三十四页例例2：在一定温
23、度、压强下，在容积可变的密闭：在一定温度、压强下，在容积可变的密闭容器内充有容器内充有1molA和和1molB，此时容积为，此时容积为VL，保持恒温恒压，使反应：，保持恒温恒压，使反应：A(g)+B(g)C(g)达到平衡时，达到平衡时，C的体积分数为的体积分数为40%，试回答，试回答下列问题：下列问题：欲使温度和压强在上述条件下恒定不变，在欲使温度和压强在上述条件下恒定不变，在密闭容器内充入密闭容器内充入2molA和和2molB，则反应达，则反应达到平衡时容器的容积为到平衡时容器的容积为，C的体积的体积分数为分数为。2V40%本讲稿第三十页，共三十四页例例3：在恒温恒压条件下，向可变的密闭容器
24、中充：在恒温恒压条件下，向可变的密闭容器中充入入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%。若维持温度不变，将。若维持温度不变，将0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作为起始物质充入密闭容器中，达到平衡时作为起始物质充入密闭容器中，达到平衡时C的体积分数仍为的体积分数仍为m%。则。则x、y的值可能为（）的值可能为（）A、x=3、y=1B、x=4、y=1 C、x=5、y=1D、x=2、y=3C本讲稿第三十一页，共三十四页 在一定条件下在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆
25、反应，起始时加入，对同一可逆反应，起始时加入物质的物质的量不同，达平衡时的状态规律如下表：物质的物质的量不同，达平衡时的状态规律如下表：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量相同（等量等效）（等量等效）两次平衡时各组分百各组分百分量、分量、n、c均相同均相同恒温恒容(n(g)=0)投料换算成相同物质表示时等比例等比例（等比等效）（等比等效）两次平衡时各组分百各组分百分量相同，分量相同，n、c同同比例变化比例变化恒温恒压投料换算成相同物质表示时等比例等比例（等比等效）（等比等效）两次平衡时各组分百各组分百分量、分量、c相同相同，n同同比例变化比例变化本讲稿第三十二
26、页，共三十四页 等效平衡等效平衡规规律律:恒温恒容条件下的等效平衡恒温恒容条件下的等效平衡 ：对对反反应应前前后后气气体体分分子子数数不不变变的的可可逆逆反反应应，只只要要换换算算成成反反应应物物（或或生生成成物物）的的物物质质的的量量的的比比值值与与原原平平衡相同，衡相同，则则二平衡等效。二平衡等效。IIII：对对反反应应前前后后气气体体分分子子数数改改变变的的可可逆逆反反应应，只只改改变变起起始始加加入入量量，只只要要通通过过可可逆逆反反应应的的化化学学计计量量数数比比换换算算成成平平衡衡式式左左或或右右边边同同一一半半边边的的物物质质的的量量与与原原平衡相同，平衡相同，则则二平衡等效。二
27、平衡等效。恒温恒恒温恒压压下的等效平衡下的等效平衡 IIIIII：改变起始加入情况，只要按化学计量数换算改变起始加入情况，只要按化学计量数换算成平衡式左或右边同一半边的成平衡式左或右边同一半边的物质的量物质的量的比的比值值与原与原平衡相同，则平衡相同，则二平衡等效。二平衡等效。注注:I:I、IIIIII为相对等效；为相对等效；II II 为绝对等效为绝对等效.本讲稿第三十三页，共三十四页1.某温度下，在一容积可变的容器中，反应某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)B(g)2C(g)达到平衡时，达到平衡时，A、B和和C的物质的量分别为的物质的量分别为4mol、2mol和和4mol。保。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是物质的量做如下调整，可使平衡右移的是()A均减半均减半B均加倍均加倍C均增加均增加1mol D均减少均减少1molC练习练习本讲稿第三十四页，共三十四页