(2014最新)高二选修4—2.3 化学平衡(2)等效平衡、转化率和平衡图像专题

可逆反应达到平衡状态的途径：
①可加入反应物，从正反应方向开 始 ②可加入生成物，从逆反应方向开始
③也可以同时加入反应物和生成物， 从正、逆反应方向同时开始
一、等效平衡的概念
在相同的条件（等温等容或等温等压） 下，对同一个可逆反应，反应无论从正反 应方向开始还是从逆方向开始，或从正、 逆两个方向同时开始，在达到同一化学平 衡状态时，同一种组分的百分含量（体积 分数、物质的量分数等）均相同，这样的 平衡互称为等效平衡。
探究
开始 2mol SO2 1mol O2 开始 2mol SO3
恒温恒容过程
催化剂 加热
2SO2 + O2
2SO3
平衡状态
SO2 a%
相当于开始 加入 1molSO2、 0.5molO2和 1molSO3
O2 b%
SO3 c% 平衡状态 SO2 a% O2 b% 平衡状态 SO2 a% O2 b% SO3 c%
恒温恒容条件下
1、对于反应前后气体分子数不变的可逆反应, 若改变起始加入情况，只要通过可逆反应的化学 计量数换算成同一边物质的物质的量之比与原平 衡相同，则二平衡等效。
2、对于反应前后气体分子数发生变化的可逆 反应,若改变起始加入情况，通过可逆反应的化 学计量数换算成同一边物质的物质的量与原平 衡相同，则二平衡等效。
在一定的温度下，把2molSO2和1molO2通入一 定容积的密闭容器里，发生如下反应： 催化剂 当反应化学平衡状态时,平衡混合物中，SO2 、 O2、SO3的物质的量分数分别为a%、b%、c%。
开始 2mol SO2 1mol O2 平衡状态 SO2 a% O2 b% SO3 c% 平衡状态 SO2 a% O2 b% SO3 c% 开始
2
H (g) + I H (g) I22(g) (g) 22
催化剂 催化剂 加热 加热
2HI(g) 2HI(g)
0 z 0 c% z 0 c% 4 0 0
平衡状态
1mol H2 1mol I2
H2 a% I2 b% HI c%
H2 a% I2 b% HI c%
H2 a% I2 b% HI c%
探究一
有一个固定体积的密闭容器中，加入 2molA和1molB发生反应，2A(g) + B(g) 3C(g) + D(g) 达到平衡时， C 的浓度为 Wmol/L ，若维持容器体积和温 度不变，按下列四种方法改变起始物质，达平衡时C的浓 度仍为Wmol/L的是（ DE ） A．4mol A + 2mol B B．2mol A + 1mol B + 3mol C + 1mol D (2+2)molA+(1+1)molB C．3mol C + 1mol D +1mol B 2molA +(1+1)molB D．3mol C + 1mol D 2molA+1molB
恒温恒容条件下等效平衡的条件
请总结恒温恒容条件下（△n(g)=0）等效平 1衡的条件。 、反应前后气体计量数之和相等（△n(g)=0） 的可逆反应的等效平衡的条件 相同物质的起始物质的量之比相等。
判断方法 把不同的起始状态，通过化学方程
式中的计量数，换算成同一边物质（反应物一 边或生成物一边），如果各反应物或生成物的 物质的量之比 相等，则是等效平衡。 _______________
开始
4mol SO2
2mol O2 2mol SO2 1mol O2 2mol SO2 1mol O2
0
SO2 a% O2 b% SO3 c%
SO2 a SO <a% 2 O2 b% O2 <b% SO3 c% SO3 >c%
探究
恒温恒容过程
1mol 0.5mol 0 0 >a%
起 始 充 入
探究三
恒温恒压条件下等效平衡的条件
3、恒温恒压下， 按倍数加料形成相似平衡
2SO2 + O2
起始(mol) ： 2SO 2mol SO 2 平衡 (mol) ：x O SO 1mol O 2 平衡时体积分数： a% 若起始(mol)： 4
2
催化剂 加热
SO3 c%
科学探索
开始
恒温恒容过程
催化剂 加热
2SO2 + O2
平衡状态
2SO3
相当于开始 加0.5molSO2、 0.25molO2和 1.5molSO3
2mol SO2 1mol O2
SO2 a%
O2 b% SO3 c%
开始 2mol SO3
平衡状态 SO2 a% O2 b% SO3 c%
平衡状态 SO2 a% O2 b% SO3 c%
等效平衡
如何理解“等效平衡”？ 相同效果的平衡状态。 相同效果指的是什么？ 达到平衡时，反应混合物中各组成成分的含量 （体积分数、物质的量分数等）相等。 但各组分的物质的量、物质的量浓度可能不同。
探究一
恒温恒容条件下等效平衡的条件
1 、反应前后气体分子数不变的可逆反应 也就是△n(g)=0的可逆反应
1、恒温恒容下， △n(g)=0按倍数加料形成等效平衡
开始 起始 (mol)： 1平衡状态 1 平衡时 (mol) ： 起始 (mol) ：x1H2 a% y 1 1mol H 2 平衡时体积分数： 平衡时 (mol) ：a% xI2 b% b% y 1mol I2 ： 2 若起始 ( mol) 平衡时体积分数： a% HI c% 2b% 若起始(mol) ： 0 0 若起始(mol) ： 2 2 相当于: 2 2 H a% 2 开始 1mol H2 I2 b% 1mol I2 HI c% 2mol H 2mol I2
2mol SO3
平衡状态
SO2 a%
O2 b%
SO3 c%
1mol SO2 0.5mol O2 1mol SO3
0.5mol SO2 0.25mol O2
1.5mol SO3
• 结论（心得体会）
• 同一可逆反应，当外界条件不变 时（恒温恒容或恒温恒压），化 学平衡状态（终态）只与 始态 有关，而与建立平衡的途径无关。
平衡时HBr的 物质的量 n/mol a 2a 0.5a
（ 1） （ 2）
2
0
4
0.5
0 1
应用一
恒温恒容
在固定体积的密闭容器内，加入2mol A、 1mol B，发生反应： A(g)+B(g) 2C(g)达 到平衡时，C的质量 分数为W%。在相同(T、V)条件下，按下列情况 充入物质达到平衡时C的质量分数仍为W%的是 A.2mol C B.3mol C CD C.4mol A、2mol B D.1mol A、2mol C
应用二
恒温恒容
E、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD (1+1)molA+ (0.5+0.5)molB
在一定温度下，一个容积固定的密闭容器中 发生反应：2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)，根据下表 有关数据分析恒温、恒容下等效平衡建成的条件。 平衡时D的 A B C D 体积分数 2mol 1mol 0 0 a% 0 0 3mol 1mol a% 1mol 0.5mol 1.5mol 0.5mol a% 4mol 2mol 0 0 <a%
1.00 0.21 0.00
HI
H2或I2
从正反应开始 1molH2＋1mol I2
相当于
从逆反应开始 2mol HI
t2
时间/s
各物质的平衡浓度分别相同，平 衡时各物质的百分含量分别相同，
与反应的途径无关。
在恒温恒容过程
2SO2 + O2
开始
2molSO2 1mol O2
催化剂 加热
2SO3
开始
探究二
恒温恒容条件下等效平衡的条件
请总结恒温恒容条件下（ △n(g)≠0 ）等效平 2、反应前后气体计量数之和不等（ △n(g)≠0 ） 衡的条件。 的可逆反应的等效平衡的条件 相同物质的起始物质的量相等。
判断方法 把不同的起始状态，通过化学方程
式中的计量数，换算成同一边物质（反应物一 边或生成物一边），如果各反应物或生成物的 物质的量 _______________ 相等，则是等效平衡。
一边倒
例题1
恒温恒容
在一个体积固定的密闭容器中，保持一定温度，进行如下反应： H2（g）+Br2（g） 2HBr（g）；已知加入1mol H2和2mol Br2时，达到平衡后生成a mol HBr（见下表已知项）。在相同条件 下，且保持平衡时各组分的体积分数不变。填写表中空白：
编号
已知
起始状态物质的量n/mol H2 Br2 HBr 1 2 0
请总结恒温恒压条件下的可逆反应等效平衡 3、恒温恒压条件下等效平衡的条件 的条件。 相同物质的起始物质的量之比相等
判断方法 把不同的起始状态，通过化学方
程式中的计量数，换算成同一边物质（反应 物一边或生成物一边），如果各反应物或生 成物的物质的量之比 _____________相等，则是等效平衡。
例题3
第三节
化学平衡
——等效平衡
在425℃时，在1L密闭容器中进行反应： H2+I2 2HI, 达到平衡，分别说明下列各图所示的涵义。由图中的事 实可以说明化学平衡具有哪些特征？
浓度/mol· L-1 浓度/mol· L-1
2.00 1.58
1.00 0.21 0.00
HI H2或I2 t1 时间/s
2.00 1.58
平衡时NH3的物 质的量（mol）
a
1.5a
0.5a (g-3m)a
（2） （3）