课件8：2.3.5 化学平衡图像、等效平衡

相当于增大压强。
起始
平衡
V
V
新平衡
叠加
压缩
2V
V
V
V
练习4：把晶体N2O4放入固定容积的密闭容器中气化并建 立N2O4(g) 2NO2(g)平衡后，保持温度不变，再通入与 起 始 时 等 量 的 N2O4气 体 ， 反应再次达平衡 ， 则新平衡 N2O4的转化率与原平衡比( B )
A. 增大
B. 减少
第5课时 化学平衡图像、等效平衡 ——等效平衡
学习目标 知道等效平衡的含义，学会等效平衡的分 析判断方法。
一、概念 在相同条件下(恒温恒容或恒温恒压)下，同一可逆反应体系， 不管是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，还是正、 逆反应同时投料，在达到化学平衡状态时，任何相同组分的 百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同， 这样的化学平衡互称为等效平衡。
A. 3 mol N2 + 3 mol H2 B. 2 mol N2 + 2.5 mol H2 C. 1 mol N2 + 3 mol H2 D. 6 mol N2 + 4 mol H2 恒温恒压条件下建立的等效平衡条件是“极值等比则等 效”，D项极限转化后n(N2):n(H2)=3:2，比例相等，正确。 答案：D
1. 恒温恒容 (1) Δn(g)≠0，极值等量则等效
2SO2(g)+O2(g) 起始1 4 mol 2 mol
2SO3(g) 0
起始2 0
0
4 mol
起始3 2 mol 1 mol 2 mol
起始4 a mol b mol c mol
上述三种投料，按方程式的化学计量数关系一边倒均转化为
反应物，对应量相等，即SO2都是4 mol、O2都是2 mol，三 者的平衡状态完全相同。
解析： 将备选项中O2极限转化后得如下数据： A. 1.0 mol SO2 + 1.0 mol SO3 B. 2.0 mol SO2 + 2.0 mol SO3 C. 4.0 mol SO3 D. 1.0 mol SO2 + 3.0 mol SO3 气体分子数不相等的反应，恒温恒容条件下建立的等效平衡条
体积分数仍为a%，则下列起始投料组合中正确的是( D )
A. 2 mol N2 + 2 mol NH3 B. 1.5 mol N2 + 1 mol H2 + 1 mol NH3 C. 2 mol NH3 D. 5 mol N2 + 1 mol H2 + 2 mol NH3
解析：将备选项极限向左转化后得如下数据：
解析：将备选项极限向左转化后得如下数据： A. 2 mol A(g) + 1 mol B(g) B. 6 mol A(g) + 2 mol B(g) + 1 mol D(s) C. 3 mol A(g) + 1 mol B(g) D. 2 mol A(g) + 2 mol B(g) 气体分子数相等的反应建立等效平衡的条件是“极值等比则 等效”，B、C两项极限转化后(固体D不影响)n(A):n(B)=3:1， 比例相等，正确。 答案：BC
练习5：一真空密闭容器中盛有1 mol PCl5，加热到200℃时发生
如下反应：PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(g)，反应达平衡时，PCl5所
占体积分数为M%。若在同一温度和同一容器中最初投入的是2
mol PCl5，反应达到平衡时，PCl5所占的体积分数为N%，则M 和N的关系是( B )
A．M>N C．M=N
解析：由题给条件和等效平衡条件可知，应对方程式中 的化学计量数分x=3和x≠3两种情况进行分析。 若x=3，是气体分子数相等的反应，用“一边倒，极值 等比”符合题意； 若x≠3，是气体分子数不相等的反应，恒温恒容“一边 倒，极值等量”，则可求出x=2。 答案：2或3
三、应用
虚拟“中间态”法构建等效平衡
练习7：向密闭的容器中充入2 mol A和1 mol B，发生反应： 2A(g) + B(g) xC(g)，达到平衡后，C的体积分数为w%； 若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量0.6 mol A、 0.3 mol B和1.4 mol C充入容器，达到平衡后，C的体积分数 仍为w%，则x值为___2_或__3___。
概念理解：
化学平衡状态只与条件有关，而与建立平衡的 途径无关。
二、判断方法
第一步，看：观察可逆反应的特点(物质状态、气体分子数)，判断 反应前后是气体分子数不变的反应还是分子数改变的反应； 第二步，挖：挖掘反应条件，是恒温恒容还是恒温恒压，注意密闭 容器不等于恒容容器； 第三步，倒：用一边倒法，将起始物质按可逆反应化学计量数之比 转化成同一边的物质； 第四步，联：联系等效平衡的判断依据，结合题目条件判断是否达 到等效平衡。
B．M<N D．无法判断
练习6：相同的两个固定容积的密闭容器中，保持温度恒定一 致，同时向A、B两容器分别加入1 mol、2 mol HI，待反应 2HI(g) H2(g)+I2(g)达到平衡后，下列说法正确的是( C )
A. 从反应开始到达到平衡所需时间：tA<tB B. 平衡时I2浓度：c(I2)A=c(I2)B C. HI的平衡分解率相等 D. 平衡时I2蒸气在混合气体中的体积分数：A%>B%
C. 不变
D. 无法确定
解析:
【虚拟构建】
T、V
N2O4 1 mol
平衡后
平衡
加压 逆移
T、V
N2O4 1 mol
第①步
T、2V
第②步
压缩
T、V
第③步
第①步 两容器平衡后状态一模一样。
第②步 撤去隔板没有任何变化。
第③步 压缩时平衡逆向移动，故N2O4的转化率减少。 注意：加入N2O4，该平衡正向移动，这是真实存在的；运用虚拟“中间 态”法构建等效平衡，推导平衡逆向移动是虚拟的，不是真实存在的。
A．不变
B．增大
C．减少
D．无法判断
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2. 恒温恒压 任何可逆反应，极值等比则等效
起始1 起始2 起始3 起始4
2SO2(g)+O2(g) 2 mol 3 mol 0 mol 2 mol 2 mol 5 mol a mol b mol
2SO3(g) 0 2 mol 2 mol c mol
上述三种投料，按方程式的化学计量数关系一边倒均转化为
等效平衡小结 条件
等效条件
恒 Δn(g)≠0 温 恒 容 Δn(g)=0
恒温恒压
极值等量 极值等比
结果
%、n、c、ρ、p 完全相同
%相同 n、c、ρ、p成比例
%、c、ρ、p相同 n、V成比例
三、应用
虚拟“中间态”法构建等效平衡
(1)构建恒温恒容平衡思维模式 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，
件是“极值等量则等效”，B项极限转化后对应量相等，正确。 答案：B
1. 恒温恒容 (2) Δn(g)=0，极值等比则等效
H2(g) + I2(g) 2HI(g) 起始1 1 mol 1 mol 0
起始2 0
0
4 mol
起始3 2 mol 2 mol 1 mol
起始4 a mol b mol c mol
练习1：将2.0 mol SO2(g)和2.0 mol SO3(g)混合于固定容积的密闭
容器中，在一定条件下发生反应：2SO2(g) + O2(g)
2SO3(g)，
达到平衡时SO3为 n mol。在相同温度下，分别按下列配比在相
同密闭容器中放入起始物质，平衡时SO3等于 n mol的是( B )
A. 1.6 mol SO2 + 0.3 mol O2 + 0.4 mol SO3 B. 4.0 mol SO2 + 1.0 mol O2 C. 2.0 mol SO2 + 1.0 mol O2 + 2.0 mol SO3 D. 3.0 mol SO2 + 1.0 mol O2 + 1.0 mol SO3
(2)构建恒温恒压平衡思维模式
新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不
变，平衡不移动。
起始 P
平衡 P
新平衡
叠加
P (以气体分子数增加的反应为例)
P
P
练习8：恒温恒压下，在容积可变的密闭容器中，反应
2NO2(g) N2O4(g)达到平衡后，再向容器内通入一定 量NO2，又达到平衡时，则N2O4的体积分数( A )
上述三种投料，按方程式的化学计量数关系一边倒均转化为反
应物，各物质的物质的量比值相等，即n(H2):n(I2)=1:1，三者 的平衡状态等效。
练习2：(双选)在一个固定容积的密闭容器中，加入3 mol A和1 mol B，发生反应2A(g) + B(g) 3C(g) + D(s)，达到平衡时，C的 浓度为c mol·L-1。若维持容器的体积和温度不变，按下列四种配 比作为起始物质，达到平衡时C的浓度仍为c mol·L-1的是( BC ) A. 2 mol A + 1 mol B B. 4 mol A &2 mol D C. 1 mol A + 3 mol C + 1 mol D D. 1 mol B + 3 mol C + 1 mol D
反应物，各物质的物质的量比值相等，即n(SO2):n(O2)=2:3， 三者的平衡状态等效。
练习3：在一定温度下，将3 mol N2和2 mol H2充入一个压强恒定
的密闭容器中发生反应：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)，达到平衡时
NH3体积分数为a%。在与上述完全相同的容器中，若平衡时NH3