高考化学总复习 第7章 强化1节 “等效平衡”的分析精品课件 新人教版
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第五页，共22页。
(2)放大缩小思想 该方法适用于起始投入的物质的量存在一定倍数关系的 反应。它指的是将反应容器的体积扩大一定的倍数，让起始反 应物的浓度相同，则在一定的条件下，可建立相同的平衡状态。 然后在此基础上，进行压缩，使其还原为原来的浓度。分析在 压缩过程中，平衡如何移动，再根据勒夏特列原理，分析相关 量的变化情况。 如(1)对于 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，在恒温恒容下，分别 加入 1 mol N2 和 3 mol H2 与 2 mol NH3，达到平衡时，两平衡 状态相同。
实验测得起始、平衡时的有关数据如下表
容器 编号
① ② ③
起始时各物质物质的量(mol)
N2
H2
பைடு நூலகம்
NH3
1
3
0
2
3
0
2
6
0
平衡时反应中的能 量变化
放出热量a kJ 放出热量b kJ 放出热量c kJ
第十一页，共22页。
下列叙述正确的是( ) A．放出热量关系：a<b<92.4 B．三个容器内反应的平衡常数：③>①>② C．达到平衡时氨气的体积分数：①>③ D．N2 的转化率：②>①>③
(1)由反应 A(g)＋B(g) C(g)知，反应达平衡后，若有 a mol C 生成，则必有 a mol A 物质消耗，此时剩余 A 的物质的量为 (1－a) mol。
(2)在恒温、恒压下，若投放 3 mol A 和 3 mol B，则所占有 的体积为(1)中的 3 倍。由于 A、B 的投放比例与(1)相同，故平 衡时与(1)等效，而 C 的物质的量为 3a mol。
第三页，共22页。
②此类平衡等效的特点是各组分的物质(wùzhì)的量分 数、浓度、反应速率相同，但各组分的物质(wùzhì)的量、 质量成比例。
(3) 恒 温 恒 容 下 ， 对 于 反 应 前 后 气 体 体 积 相 同 的 可 逆 反 应。
①按方程式中化学计量数转化为方程式同一半边的物质 (wùzhì) ， 其 各 物 质 (wùzhì) 的 物 质 (wùzhì) 的 量 比 相 同，两平衡等效。——等比加料
第二十二页，共22页。
第十七页，共22页。
(3)若3a>1，B的物质的量小于2 mol；若3a＝1，B的物质 的量等于(děngyú)2 mol；若3a<1，B的物质的量大于2 mol。
【答案】 (1)(1－a) (2)3a (3)2 (3－3a) 丁 (4)a/(2－a)
第十八页，共22页。
————————[1个强化(qiánghuà)练] ———————— 2.在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中，保持一定温
强化一节 “等效平衡(pínghéng)”的分析
第一页，共22页。
1．等效平衡的含义 在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应体 系，起始时加入物质的物质的量不同，则达到化学平衡时，同 种物质的百分含量相同。其实质是平衡的建立与反应途径无 关。 2．等效平衡的分析前提(qiántí) 按照化学方程式的化学计量数关系，把起始物转化为化学 方程式同一边的物质，通过对比两种情况下对应组分的起始加 入量是等量加料还是等比加料，进而判断平衡是否等效。
②起始状态时，有 1 mol NH3，则相当于起始时有 N2 和 H2 分别为 0.5 mol 和 1.5 mol，按 n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)平衡＝ 1∶4∶a ， 可 得 ② 状 态 时 n(N2)∶n(H2)∶n(NH3) 平 衡 ＝ 0.5∶2∶0.5a，所以原有 N2 和 H2 分别为 0 和 0.5 mol。
mol C，这时 A 的物质的量为________mol。 (2)若开始时放入 3 mol A 和 3 mol B，到达平衡后，生成 C
的物质的量为________mol。
第十五页，共22页。
(3)若开始时放入 x mol A,2 mol B 和 1 mol C，到达平衡后， A 和 C 的物质的量分别为 y mol 和 3a mol，则 x＝______mol， y＝_____mol。平衡时，B 的物质的量_____(选填一个编号)。
第六页，共22页。
(2)对于 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)在恒温恒容条件下：
说明(1)平衡Ⅰ与平衡Ⅱ等效 (2)平衡Ⅲ与平衡Ⅰ状态比较通过平衡Ⅱ作为联系的桥梁 进行分析。
第七页，共22页。
题型一 恒温(héngwēn)恒容条件 ——————[1个示范(shìfàn)例]——————
在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度， 在一定条件下进行反应 A(g)＋2B(g) 3C(g)，已知加入 1 mol A 和 3 mol B，且达到平衡后，生成 a mol C。
第十三页，共22页。
对于反应①和反应③，反应③可以看做对反应①增大压强，对 于反应 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，增大压强，平衡向右移动， 即达平衡时氨气的体积分数：①<③，C 错误；反应②可以看 作在反应①达到平衡后再加入 1 mol N2，此时化学平衡向正反 应方向移动，但是 N2 的转化率减小，故 N2 的转化率：③>①>②， D 错误。
(甲)大于 2 mol (乙)等于 2 mol (丙)小于 2 mol (丁)可能大于、等于或小于 2 mol (4)若在(3)的平衡混合物中再加入 3 mol C，待再次达到平 衡后，C 的物质的量分数是________。
第十六页，共22页。
【解析】 根据题意知这是恒温恒压下的等效平衡问题， 又因反应前后气体的物质的量发生改变，故只要起始料的物质 的量之比相等即可。
(3)在相同实验条件下，若改为加入 2 mol A 和 8 mol B，若 要求平衡后 C 在反应混合气体中的质量分数不变，则还应加入 C________ mol。
第九页，共22页。
【解析】 (1)由于该反应是等体积反应，n 总＝n 平＝4 mol，
VV总C＝nnC平 ＝a4。
(2)物质按比例增多，相当于对体系加压，平衡不移动，故
第十二页，共22页。
【解析】 化学平衡的建立和反应的途径无关，只与反应 物的起始浓度有关，增大反应物浓度，化学平衡向正反应方向 移动，对于 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol， 表示 1 mol N2(g)和 3 mol H2(g)完全反应转化为 2 mol NH3(g)时 放出 92.4 kJ 的热量，而 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)为可逆反应， 即反应物不可能完全转化为生成物，所以 A 正确；化学平衡常 数只与反应的温度有关，与反应物的起始浓度无关，B 错误；
质量分数不变。
(3)根据等效平衡原理，设还应加入 C x mol，则
(2＋x3)∶(8＋23x)＝1∶3，
解得 x＝6。
【答案】
a (1)4
(2)2a
不变
(3)6
第十页，共22页。
————————[1个强化(qiánghuà)练] ————————
1．相同温度下，在体积相等的三个恒容密闭容器中发生 可逆反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol。
【答案(dáàn)】 A
第十四页，共22页。
题型二 恒温(héngwēn)恒压条件
————————[1个示范(shìfàn)例] ———————— 恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如
下反应：A(g)＋B(g) C(g) (1)若开始时放入 1 mol A＋1 mol B，到达平衡后，生成 a
第二页，共22页。
3．等效平衡的类型 (1)恒温恒容条件下，对于任何可逆反应(fǎnyìng)。 ①按反应(fǎnyìng)方程式中的化学计量数转化为方程式同 一半边的物质，其物质的量均相同，两平衡等效。——等量加 料 ②此类平衡等效的特点是平衡状态完全相同，包括各组分 的物质的量分数、浓度、物质的量、质量、反应(fǎnyìng)速率 均相同。 (2)恒温恒压下，对于任何可逆反应(fǎnyìng)。 ①按方程式中的化学计量数转化为方程式同一半边的物 质，其各物质的物质的量之比相同，两平衡等效。——等比加
度和压强，进行以下反应：N2＋3H2 2NH3。已知加入 1 mol N2 和 4 mol H2 时，达到平衡后生成 a mol NH3(见下表)。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，填写表中空白。
第十九页，共22页。
已知
编号 1 ① ② ③
起始状态物质的量n/mol
②此类平衡等效的特点是各组分的物质(wùzhì)的分数 相同，但各组分的浓度、物质(wùzhì)的量、质量成比例。
第四页，共22页。
4．分析等效平衡的两种方法 (1)等价转化方法 化学平衡状态的建立与反应途径无关，无论可逆反应是从 正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，或从正逆反应方向 同时(tóngshí)开始，只要起始投入的物质的量相当，则均可达 到等效平衡状态。这里所说的“相当”即“等价转化”的意 思。
N2
H2
NH3
4
0
a
1.5
6
0
1
m g(g≥4m)
平衡时NH3 的物质的量
n/mol
0.5a
第二十页，共22页。
【解析】 对于一般的可逆反应，在恒温恒压条件下，只 要按化学计量数换算成平衡式左右两边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。
①因为从题干可知 n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)平衡＝1∶4∶a，所 以①状态下 n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)平衡＝1.5∶6∶1.5a。
第二十一页，共22页。
③设起始时 n(NH3)为 x mol，则相当于 N2 和 H2 总量分别 为(m＋x2) mol 和(g＋32x) mol，则(m＋x2)∶(g＋32x)＝1∶4，即可 得 x＝2(g－4m)。
设 n(NH3)平衡为 y mol，可得： 4∶a＝(g＋32x)∶y，即：y＝(g－3m) ·a。 【答案】 ①1.5a ②0 0.5 ③2(g－4m) (g－3m)·a
(1)达到平衡时，C 在混合气体中的体积分数是________(用 字母 a 表示)。
第八页，共22页。
(2)在相同的实验条件下，若加入 2 mol A 和 6 mol B，达到 平衡后，C 的物质的量为________ mol(用字母 a 表示)，此时 C 在反应混合气体中的质量分数________(填“增大”、“减小” 或“不变”)。
(2)放大缩小思想 该方法适用于起始投入的物质的量存在一定倍数关系的 反应。它指的是将反应容器的体积扩大一定的倍数，让起始反 应物的浓度相同，则在一定的条件下，可建立相同的平衡状态。 然后在此基础上，进行压缩，使其还原为原来的浓度。分析在 压缩过程中，平衡如何移动，再根据勒夏特列原理，分析相关 量的变化情况。 如(1)对于 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，在恒温恒容下，分别 加入 1 mol N2 和 3 mol H2 与 2 mol NH3，达到平衡时，两平衡 状态相同。
实验测得起始、平衡时的有关数据如下表
容器 编号
① ② ③
起始时各物质物质的量(mol)
N2
H2
பைடு நூலகம்
NH3
1
3
0
2
3
0
2
6
0
平衡时反应中的能 量变化
放出热量a kJ 放出热量b kJ 放出热量c kJ
第十一页，共22页。
下列叙述正确的是( ) A．放出热量关系：a<b<92.4 B．三个容器内反应的平衡常数：③>①>② C．达到平衡时氨气的体积分数：①>③ D．N2 的转化率：②>①>③
(1)由反应 A(g)＋B(g) C(g)知，反应达平衡后，若有 a mol C 生成，则必有 a mol A 物质消耗，此时剩余 A 的物质的量为 (1－a) mol。
(2)在恒温、恒压下，若投放 3 mol A 和 3 mol B，则所占有 的体积为(1)中的 3 倍。由于 A、B 的投放比例与(1)相同，故平 衡时与(1)等效，而 C 的物质的量为 3a mol。
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②此类平衡等效的特点是各组分的物质(wùzhì)的量分 数、浓度、反应速率相同，但各组分的物质(wùzhì)的量、 质量成比例。
(3) 恒 温 恒 容 下 ， 对 于 反 应 前 后 气 体 体 积 相 同 的 可 逆 反 应。
①按方程式中化学计量数转化为方程式同一半边的物质 (wùzhì) ， 其 各 物 质 (wùzhì) 的 物 质 (wùzhì) 的 量 比 相 同，两平衡等效。——等比加料
第二十二页，共22页。
第十七页，共22页。
(3)若3a>1，B的物质的量小于2 mol；若3a＝1，B的物质 的量等于(děngyú)2 mol；若3a<1，B的物质的量大于2 mol。
【答案】 (1)(1－a) (2)3a (3)2 (3－3a) 丁 (4)a/(2－a)
第十八页，共22页。
————————[1个强化(qiánghuà)练] ———————— 2.在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中，保持一定温
强化一节 “等效平衡(pínghéng)”的分析
第一页，共22页。
1．等效平衡的含义 在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应体 系，起始时加入物质的物质的量不同，则达到化学平衡时，同 种物质的百分含量相同。其实质是平衡的建立与反应途径无 关。 2．等效平衡的分析前提(qiántí) 按照化学方程式的化学计量数关系，把起始物转化为化学 方程式同一边的物质，通过对比两种情况下对应组分的起始加 入量是等量加料还是等比加料，进而判断平衡是否等效。
②起始状态时，有 1 mol NH3，则相当于起始时有 N2 和 H2 分别为 0.5 mol 和 1.5 mol，按 n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)平衡＝ 1∶4∶a ， 可 得 ② 状 态 时 n(N2)∶n(H2)∶n(NH3) 平 衡 ＝ 0.5∶2∶0.5a，所以原有 N2 和 H2 分别为 0 和 0.5 mol。
mol C，这时 A 的物质的量为________mol。 (2)若开始时放入 3 mol A 和 3 mol B，到达平衡后，生成 C
的物质的量为________mol。
第十五页，共22页。
(3)若开始时放入 x mol A,2 mol B 和 1 mol C，到达平衡后， A 和 C 的物质的量分别为 y mol 和 3a mol，则 x＝______mol， y＝_____mol。平衡时，B 的物质的量_____(选填一个编号)。
第六页，共22页。
(2)对于 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)在恒温恒容条件下：
说明(1)平衡Ⅰ与平衡Ⅱ等效 (2)平衡Ⅲ与平衡Ⅰ状态比较通过平衡Ⅱ作为联系的桥梁 进行分析。
第七页，共22页。
题型一 恒温(héngwēn)恒容条件 ——————[1个示范(shìfàn)例]——————
在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度， 在一定条件下进行反应 A(g)＋2B(g) 3C(g)，已知加入 1 mol A 和 3 mol B，且达到平衡后，生成 a mol C。
第十三页，共22页。
对于反应①和反应③，反应③可以看做对反应①增大压强，对 于反应 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，增大压强，平衡向右移动， 即达平衡时氨气的体积分数：①<③，C 错误；反应②可以看 作在反应①达到平衡后再加入 1 mol N2，此时化学平衡向正反 应方向移动，但是 N2 的转化率减小，故 N2 的转化率：③>①>②， D 错误。
(甲)大于 2 mol (乙)等于 2 mol (丙)小于 2 mol (丁)可能大于、等于或小于 2 mol (4)若在(3)的平衡混合物中再加入 3 mol C，待再次达到平 衡后，C 的物质的量分数是________。
第十六页，共22页。
【解析】 根据题意知这是恒温恒压下的等效平衡问题， 又因反应前后气体的物质的量发生改变，故只要起始料的物质 的量之比相等即可。
(3)在相同实验条件下，若改为加入 2 mol A 和 8 mol B，若 要求平衡后 C 在反应混合气体中的质量分数不变，则还应加入 C________ mol。
第九页，共22页。
【解析】 (1)由于该反应是等体积反应，n 总＝n 平＝4 mol，
VV总C＝nnC平 ＝a4。
(2)物质按比例增多，相当于对体系加压，平衡不移动，故
第十二页，共22页。
【解析】 化学平衡的建立和反应的途径无关，只与反应 物的起始浓度有关，增大反应物浓度，化学平衡向正反应方向 移动，对于 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol， 表示 1 mol N2(g)和 3 mol H2(g)完全反应转化为 2 mol NH3(g)时 放出 92.4 kJ 的热量，而 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)为可逆反应， 即反应物不可能完全转化为生成物，所以 A 正确；化学平衡常 数只与反应的温度有关，与反应物的起始浓度无关，B 错误；
质量分数不变。
(3)根据等效平衡原理，设还应加入 C x mol，则
(2＋x3)∶(8＋23x)＝1∶3，
解得 x＝6。
【答案】
a (1)4
(2)2a
不变
(3)6
第十页，共22页。
————————[1个强化(qiánghuà)练] ————————
1．相同温度下，在体积相等的三个恒容密闭容器中发生 可逆反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol。
【答案(dáàn)】 A
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题型二 恒温(héngwēn)恒压条件
————————[1个示范(shìfàn)例] ———————— 恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如
下反应：A(g)＋B(g) C(g) (1)若开始时放入 1 mol A＋1 mol B，到达平衡后，生成 a
第二页，共22页。
3．等效平衡的类型 (1)恒温恒容条件下，对于任何可逆反应(fǎnyìng)。 ①按反应(fǎnyìng)方程式中的化学计量数转化为方程式同 一半边的物质，其物质的量均相同，两平衡等效。——等量加 料 ②此类平衡等效的特点是平衡状态完全相同，包括各组分 的物质的量分数、浓度、物质的量、质量、反应(fǎnyìng)速率 均相同。 (2)恒温恒压下，对于任何可逆反应(fǎnyìng)。 ①按方程式中的化学计量数转化为方程式同一半边的物 质，其各物质的物质的量之比相同，两平衡等效。——等比加
度和压强，进行以下反应：N2＋3H2 2NH3。已知加入 1 mol N2 和 4 mol H2 时，达到平衡后生成 a mol NH3(见下表)。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，填写表中空白。
第十九页，共22页。
已知
编号 1 ① ② ③
起始状态物质的量n/mol
②此类平衡等效的特点是各组分的物质(wùzhì)的分数 相同，但各组分的浓度、物质(wùzhì)的量、质量成比例。
第四页，共22页。
4．分析等效平衡的两种方法 (1)等价转化方法 化学平衡状态的建立与反应途径无关，无论可逆反应是从 正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，或从正逆反应方向 同时(tóngshí)开始，只要起始投入的物质的量相当，则均可达 到等效平衡状态。这里所说的“相当”即“等价转化”的意 思。
N2
H2
NH3
4
0
a
1.5
6
0
1
m g(g≥4m)
平衡时NH3 的物质的量
n/mol
0.5a
第二十页，共22页。
【解析】 对于一般的可逆反应，在恒温恒压条件下，只 要按化学计量数换算成平衡式左右两边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。
①因为从题干可知 n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)平衡＝1∶4∶a，所 以①状态下 n(N2)∶n(H2)∶n(NH3)平衡＝1.5∶6∶1.5a。
第二十一页，共22页。
③设起始时 n(NH3)为 x mol，则相当于 N2 和 H2 总量分别 为(m＋x2) mol 和(g＋32x) mol，则(m＋x2)∶(g＋32x)＝1∶4，即可 得 x＝2(g－4m)。
设 n(NH3)平衡为 y mol，可得： 4∶a＝(g＋32x)∶y，即：y＝(g－3m) ·a。 【答案】 ①1.5a ②0 0.5 ③2(g－4m) (g－3m)·a
(1)达到平衡时，C 在混合气体中的体积分数是________(用 字母 a 表示)。
第八页，共22页。
(2)在相同的实验条件下，若加入 2 mol A 和 6 mol B，达到 平衡后，C 的物质的量为________ mol(用字母 a 表示)，此时 C 在反应混合气体中的质量分数________(填“增大”、“减小” 或“不变”)。