江苏省高三化学《等效平衡》课件

1．在一个固定容积的密闭容器中，2 mol A 和 1 mol B 发生反 应 2A(g)＋B(g)=3C(g)＋D(g)，达到平衡时，C 的浓度为 W mol· L 1.维持容器体积和温度不变， 按下列四种配比作为起
－
始物质，达到平衡后，若 C 的浓度仍为 W mol· L－1，该配 比是 A．4 mol A＋2 mol B B．3 mol C＋1 mol D＋1 mol B＋2 mol A C．3 mol C＋1 mol D D．1 mol A＋0.5 mol B＋1.5 mol C＋0.5 mol D
E. 3molA+1molB
(
)
• (1) 达到平衡后C的浓度大于W mol· L－1______ • C、D、E • （2）将可逆反应中的 A (g)改为A (s)，则达到平衡 后C的浓度仍为W mol· L－1的是 ； • （3）若起始时加入a mol A、b mol B、c mol C、d mol D，要使平衡后C的物质的量浓度仍为W mol· L －1，则a、b、c、d之间应满足的关系 是 。
使用极限转化的方法将各种情况变 换成同一反应物或生成物，然后观 察有关物质的物质的量比是否相等。
产生结果： 各组分百分量相同，n、c同比例变化
• 【例2】在固定体积的密闭容器中，一定温度下， 加入2 mol Br2，1 mol H2，发生反应： • Br2（g）＋H2(g) =2HBr（g），达到平衡时，HBr 的质量分数为w%。在相同条件下，按下列情况充 入物质，达到平衡时，HBr的质量分数仍为w%的 是 （ ） • A、2 mol HBr B、3 mol HBr • C、4 mol Br2＋2 mol H2 • D、1 mol Br2＋2 mol HBr
极限转化
（2 2 0） 0）
C. 1 mol H2+1 mol I2+2 mol HI
D. 0.5 mol H2+0.5 mol I2+1 mol HI
（1 1
等效平衡建成条件二
恒温条件下体积不变的反应无论是恒温恒容，还是恒温恒压，
只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡
无影响． 所以：H2(g)＋I2(g)==2HI(g) ① ② 1 mol 2 mol 1 mol 2 mol 0 mol 1 mol
√
开始
2SO2 + O2
O2 b% SO3 c%
催化剂 加热
2SO3
2mol SO2 1mol O2
平衡状态 SO2 a%
恒温 恒压
平衡状态
SO2 a% O2 b% SO3 c% SO2 a%
2mol SO2 1mol O2 4mol SO2
SO2 a%
O2 b%
SO3 c%
2mol O2
2mol SO2 1mol O2
容器 反应物投入量 NH3的浓度 (mol·L－1) 反应的能量变化
甲 乙 丙 1 mol N2、 2 mol NH3 4 mol NH3 3 mol H2 c1 放出a kJ p1 α1 c2 吸收b kJ p2 α2 c3 吸收c kJ p3 α3
体系压强(Pa)
反应物转化率
下列说法正确的是( A．2c1＞c3 C．2p2＜p3
• 【例7】在一个盛有催化剂容积可变的密闭 容器中，保持一定温度和压强进行以下反 应：N2＋3H2==2NH3。已知加入1molN2和 4molH2时，达到平衡后生成amolNH3（见下 表的“已知”项）。在相同温度、压强下， 保持平衡时各组分的体积分数不变。对下 列编号（1）－（3）的状态，填学表中的 空白。
在425℃时，在1L密闭容器中进行反应： H2+I2 达到平衡，分别说明下列各图所示的涵义。
浓度/mol· L-1 2.00 1.58 浓度/mol· L-1 2.00 1.58 H2或I2
2HI,
HI
HI
1.00
1.00
H2或I2
平衡状态（终态）只与始态有关，而与途径无关， 0.21 0.21 0.00 0.00 （如：①无论反应从什么方向开始②投料是一次 t1 时间/s t2 时间/s 从正反应开始 从逆反应开始 还是分成几次，）只要起始浓度相当，就达到等 效平衡状态。 相当于
) B．a＋b＝92.4 D．α1＋α3＜1
在恒温恒容时下列能与下图达到等效平衡的是 （ ） 催化剂 ABCD H2(g) + I2(g) 加热 2HI(g)
开始 平衡状态 H2 a% I2 b% HI c% （1 1 0） （2 2 0） 1mol H2 1molI2
A. 2 mol HI
B. 2 mol H2+2 mol I2
1mol O2
4mol SO2
平衡状态 SO2 O2 SO3
2molO2
2mol SO2 1mol O2
SO2 a% O2 b% SO3 c%
?
3．分类及判断方法 下面 上述①②③三种配比，按方程式的化学计量数关系均转 等效平衡有两类反应(即 Δn＝0、Δn≠0 的反应)、两种 化为反应物，即 SO2 均为 2 mol、O2 均为 1 mol，三者建 状态(即恒温恒容、恒温恒压) 立的平衡状态完全相同．④中 a、b、c 三者的关系满足： (1)恒温恒容条件下的体积可变反应 c c 之 ( × 2)＋a＝2，( ×1)＋b＝1，即与上述平衡等效． 2 判断方法：极值等量即等效 2 例如，一定条件下的可逆反应： 2SO2(g)＋O2(g)=2SO3(g) ① ② ③ ④ 2 mol 0 0.5 mol a mol 1 mol 0 0 2 mol
0.25 mol 1.5 mol b mol c mol
归纳总结
等效平衡的建成条件、判断方法及产生 结果：
一、 、恒温、恒容下等效平衡的判断方法是: 1、对于气态物质反应前后分子数变化的可逆 反应
使用极限转化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 质的物质的量是否对应相等。
产生结果：各组分百分量、n、c均相同 ———全等平衡
编号
起始量 N2
起始量 H2 4 6

起始量 NH3 0 0 1
平衡量 NH3 a
已知 （1 ） （2 ） （3 ）
1 1.5
0.5a
m
g（g>4m）
等效平衡小结
条件
恒温恒容 (△n(g)≠0)
等效条件
结果
投料换算成 两次平衡时各组分百 相同物质表 分量、n、c均相同 示时量相同 投料换算成 两次平衡时各组分 恒温恒容 相同物质表 百分量相同，n、c (△n(g)=0) 示时等比例 同比例变化 恒温恒压 投料换算成 相同物质表 示时等比例 两次平衡时各组分 百分量、c相同，n 同比例变化
二、等效平衡的建成条件、判断方法及 产生结果： 3、恒温、恒压下等效平衡的判断方法是:
与可逆反应气态物质的化学计量数无关, 使用极限转化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 质的物质的量比是否相等。 产生结果： 各组分百分量、c相同，n同比例变化
例题5、在恒温、恒压的条件下，向可变容积的 密闭容器中充入3LA和2LB，发生如下反应： 3A（气）+2B（气） xC（气）+yD(气） 达到平衡时，C的体积分数为m%。若维持温度 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,达到平衡时C的体 积分数仍为m%,则X,Y的值分别为（ C ） A x=3 y=1 B x=4 y=1 C x=5 y =1 D x=2 y=3
• 【例4】将1 mol SO2和1 mol O2通入一体积 不变的密闭容器中，在一定温度下发生如 下反应：2SO2+O2=2SO3，反应达平衡时SO3 为0.3 mol。此时若移走0.5 mol O2和0.5 mol SO2，则反应达新平衡时SO3的物质的量是 （ ） • A、0.3 mol B、0.5 mol • C、大于0.15 mol，小于0.3 mol • D、小于0.15 mol
• 【例3】在一固定容积的密闭容器中充入 2molA和1molB，发生反应： • 2A(气)＋B(气) ==xC(气),达到平衡后，C的体积 分数为W%。若维持容器体积和温度不变，按 0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始物质，达 到平衡后，C的体积分数仍为W%，则x值为： （ ） • A、 1 B 、 2 C 、 3 D、4 •
容器 反应物投入量 NH3的浓度 (mol·L－1) 反应的能量变化 体系压强(Pa) 反应物转化率
甲 乙 丙 1 mol N2、 2 mol NH3 4 mol NH3 3 mol H2 c1 放出a kJ p1 α1 c2 吸收b kJ p2 α2 c3 吸收c kJ p3 α3
下列说法正确的是( A．2c1＞c3 C．2p2＜p3
O2 b% SO3 c%
恒温恒压条件下的体积可变反应 判断方法：极值等比即等效 例如：2SO2(g)＋O2(g) ==2SO3(g) ① ② ③ 2 mol 1 mol a mol 3 mol 3.5 mol b mol 0 mol 2 mol c mol
nSO2 ①②中 ＝2∶3，故互为等效平衡． nO2 c ×2＋a 2 2 ③中 a、b、c 三者关系满足： c ＝ ，即与①②平衡等效． 3 ×1＋b 2
) B．a＋b＝92.4 D．α1＋α3＜1
(2011· 江苏高考)
15.700℃时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和 CO2+H2(g) H2O,发生反应：CO(g)+H2O(g)
反应过程中测定的部分数据见下表（表中t1>t2）:
反应时间 /min
n(CO)/mol
H2O/ mol
下列说法正确的是 A.反应在t1min内的平均速率为
0 t1 t2
1.20 0.80
0.60 0.20
v( H 2 )
0.40 mol L1 min 1 t1
B.保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60molCO和1.20 mol H2O，到达平衡时 C.保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20molH2O，与原平衡 相比，达到新平衡时CO转化率增大，H2O的体积分数增大 D.温度升至800℃，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应
• (2010· 江苏高考)14、在温度、容积相同的3个 密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒 温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如 下(已知N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) • ΔH＝－92.4 kJ· mol－1)：
已知N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH＝－92.4 kJ· mol－1
【考点扫瞄】化学平衡知识的应用
• {化学平衡在高考中的位置}:从10年和11年 的选择题来看，平衡是高考选择题的压轴 题，也是难度较大、区分度很大的一题。
• (2010· 江苏高考)14、在温度、容积相同的3个密闭容 器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测 得反应达到平衡时的有关数据如下(已知N2(g)＋ 3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ· mol－1)：
③
a mol
b mol
c mol
①②两种情况下， n(H2)∶n(I2)＝1∶1， 故两平衡等效． ③ c c 中 a、b、c 三者关系满足：( ×1＋a)∶( ×1＋b)＝1∶1 2 2 或 a∶b＝1∶1，c≥0，即与①②等效．
归纳总结
2、恒温、恒容下对于气态物质反应前后 分子数不变化的可逆反应等效平衡的 判断方法是:
1molH2＋1mol I2 2mol HI
恒温 恒容
开始
2mol SO2 1mol O2
等效平衡建成条件一
2SO2 + O2
平衡状态
SO2 a%
催化剂 加热
2SO3
O2 b%
SO3 c% 平衡状态 平衡状态 SO2 a% O2 b% SO3 c%
2molSO2
SO2 a% O2 b% SO3 c%
﹏
【例6】恒温、恒压下，在一个可变容积的容器
中发生如下发应：A（气）＋B（气） C（气） 若开始时放入1molA和1molB，到达平衡后，生成 a molC （1）若开始时放入3molA和3molB，到达平衡后， 3a 。 生成C物质的量为 mol （2）若开始时放入x molA，2molB和1molC，到 达平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3a 3-3a 2 ，y＝ mol，则x＝ mol mol。 (3)若在(2)的平衡混合物中再加入3molC，待再次 到达平衡后，C的物质的量是 6a mol