等效平衡和图像

２、在一定温度下，把2体积N2和6体积H2 通入一个带活塞的体积可变的容器中，活 塞的一端与大气相通（如图所示）。容器 中发生以下反应：N2+3H2 2NH3（放 热），若达到平衡后，测得混合气体的体 积为7体积。据此回答下列问题：
2体积N2 6体积H2
大气
（1）保持上述反应温度不变，设a、b、c分别 代表初始加入的N2、H2和NH3的体积，如果反应 达到平衡时，各物质的百分含量和体积与上述 平衡时完全相同，那么 ①若a=1，c=2，则b= 3 。在此情况下， 逆反应 方向进行。 反应起始时将向_______ ②若需规定起始反应向逆方向进行，则C的范 围是 1<c(C)≤4 。 （2）在上述装置中，若需控制平衡后混合气体 降温 为6.5体积，则可采取的措施是_____________ 理由是 降温平衡正向移动 。
（1） （2）
（3）
2
4
0 1
பைடு நூலகம்
2a
0.5a
0
m
0.5
n(n≥2m) 2(n-2m)
(n-m)a
等效平衡的应用3 考查等效平衡与平衡移动的综合问题
例１、有甲、乙两容器，甲的容积固定，乙的 容积可变。在一定温度下，向甲中通入3molN2 和4molH2，反应达到平衡时，生成NH3物质的 量为amol。 （１）相同温度下，若乙中通入6molN2和 8molH2，且保持压强与甲相同，反应达到平 衡时，生成NH3物质的量为bmol，则b与a的关 b=2a。 系可表示为_____ (２)若（１）中乙与甲的容积始终相等，达到 平衡时，生成NH3物质的量为Cmol，则C与a的 C>2a 关系可表示为___________ 。
练习
在一固定容积的密闭容器中充入2molA 和1molB，发生反应：
2A(g)+B(g) xC(g),达到平衡后，C的 浓度为cmol/L。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的浓度仍 为cmol/L ，则x值为（ B ）
A、 1 B、 2 C、 3 D、 4
对于同一可逆反应，当外界条件一定时， 该反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始， 或是正逆反应同时进行，只要反应物或生成物 满足一定的配比，达平衡时，任何相同的组分 的百分含量（体积、物质的量）均对应相同， 这样的化学平衡互称为等效平衡。
研究等效平衡的方 法是：等效转换 等效平衡的 基本标志
3
平衡状态只与始态和终态有关，而与途径无关
4
练习：1、某温度下，向某密闭容器中加入 1molN2和3molH2,使之反应合成NH3，平衡 后测得NH3的体积分数为m。若T不变，只 改变起始加入量，使之反应平衡后NH3的 体积分数仍为m，若N2、H2、NH3的加入量 用X、Y、Z表示应满足： （1）恒定T、V： 2mol ①若X=0，Y=0，则Z= 0.5mol 2.25mol ②若X=0.75，Y= Z= ③X、Y、Z应满足的一般条件是
（3）在相同的实验条件下，若在同一容 器中改为加入2 mol A和8 mol B，若要求 平衡后C在反应混合物中的含量不变，则 6 mol 还应加入C_____
（４）在相同条件下，若在同一容器中加入 xmol A、ymol B 、zmol Ｃ，达到平衡时 Ｃ在反应混合气中的体积分数不变，则 x 、 y 、 z Y=3x+ ）平衡 z之间满足的关系式为（ 3 (X+y+z)a ） 时Ｃ的物质的量为（
且n、c均相同(全等平衡)
恒温恒容
H2（g）+I2 （g）
I2 2mol H2 2mol HI 0mol
2HI（g）
I2 0mol H2 0mol HI 4mol
I2 1mol H2 1mol HI 0mol
I2 0mol H2 0mol HI 2mol
等效平衡
平衡状态
四种情况中 达到平衡后，I2、 H2、HI的质量分 数相同，c和n成 比例。
例２、有两只密闭容器Ａ和Ｂ，Ａ容器有一个 可移动的活塞能使容器内保持恒压，Ｂ容器保 持恒容，起始时向这两只容器中分别充入等量 的SO2和Ｏ２的混合气体，并使其容积相等，在 催化剂存在条件下，保持450℃时使之反应：
2SO2(g)+O2 (g) 2SO3（g）。
（１）比较两容器中的反应速率大小关系，在 反应开始时 Ａ＝Ｂ ；在建立平衡过程中Ａ＞Ｂ （２）两容器中反应达到平衡后SO2的转化 率大小关系是 Ａ＞Ｂ
恒温恒容
2SO2 (g) +O2(g)
SO2 2mol O2 1mol SO3 0mol SO2 0mol O2 0mol SO3 2mol SO2 1mol O2 0.5mol SO3 1mol
2SO3 (g)
SO2 0.5mol O2 0.25mol SO3 1.5mol
起 始 状 态
A
全
B
？
例2. 在一个固定体积的密闭容器中，加入2molA 和2molB，发生如下反应：
2A（g）+ 2B（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,按下列配比作为起始物质达到平衡 C 后,C的浓度仍为Wmol/L的是（ ） A 2molA+2molB+3molC+1molD B C D 3molC+1molD+1molB 3molC+1molD 1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD
练习１
1、在相同的A、B密闭容器中分别充入2mol的 SO2和1molO2，使它们在一定温度下反应，并 达新平衡：2SO2(g)+O2 (g) 2SO3（g）。若A 容器保持体积不变，B容器保持压强不变。当A 中SO2的转化率为25%时，B中SO2的转化率为： Ｂ A、25% B、大于25% C、小于25% D、无法判断
变式1.达到平衡后，C的体积分数 为W%,则后来要求C的体积分数 仍为W%, 则x值为( BC )
变式2.充入3molA和1molB，达 到平衡后，C的体积分数为W%, 后来按1.6molA、0.3molB和 1.4molC为起始物质, C的体积分 数仍为W%,则x值为( B )
等效平衡的应用２ 考查等效平衡中起始量与平衡量 之间和关系问题
例2、在一定容密闭容器中，保持一定的温度， 在一定条件下进行以下反应：
A(g)+2B(g) 3C(g)，已知加入1molA和 3molB，达到平衡后，生成amolC。 （1）达到平衡时，C在反应混合物中的百分 25a% 含量是______ （用字母a表示） （2）在相同的实验条件下，若在同一容器 中改为加入2molA和6molB，达到平衡后，C 2a 物质的量为______mol （用字母a表示） 。 不变 此时C在反应混合气中的百分含量_______ （填增大、减小或不变）。
X+Z/2=1 ，Y+3Z/2=3 Y=3X，X+Y+2Z=4
（2）恒定T、P： ①若X=0、Y=0，则Z >0 ②若X=0.75,则Y=2.25mol Z ≥0 ③X、Y、Z应满足的一般条件是
Y=3X , Z≥0
３、在一个固定体积的密闭容器中，保持一定温度，进行以 下反应：H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)。已知加入1 mol H2和 2 mol Br2时，达平衡后生成a mol HBr（见下表已知项），在 相同条件下，且保持平衡时各组分百分含量不变，对下列编号 （1）～（3）的状态，填写表中的空白。 编号 已知 起始状态（摩） H2 Br2 HBr 1 2 0 平衡时HBr物 质的量（摩） a
平衡状态 SO2 0.8mol O2 0.4mol SO3 1.2mol
c
D
SO2 amol O2 bmol SO3 cmol
等
平 衡
F
E
F中a、b、c符合怎样的关系达到平衡状态时与E等效?
1、恒温、恒容条件下的等效平衡
（1）对于反应前后气体分子数发生变化的 可逆反应 判断方法：极限转化法 若改变起始加入情况，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 衡相等，则二平衡等效。 特点： 两次平衡时各组分百分量、
２、已知700K时，N2+3H2 2NH3 ;△Ｈ＝ －ＱkJ/mol（Ｑ＞０），现有甲、乙两个容积 相等的密闭容器。保持700K条件下，向密闭容 器甲中通入1molN2和3molH2，达平衡时放出热 量 Q1；向密闭容器乙中通入0.5molN2和 1.5molH2，达平衡时放出热量 Q2。则Q、Q1、 Q2的大小关系是： Ｂ A、 Q = Q1 = 1/2Q2 B、 Q＞Q1 ＞2Q2 C、 Q＞ 2Q2 ＞ Q1 D 、 Q = Q1 = Q 2
等效平衡的判断（xA+yB 等温等容：
pC+qD）
A、x+y≠ p+q
相同起始物质的物质的量相等 B、x+y = p+q 相同起始物质的物质的量之比相等 等温等压： 相同起始物质的物质的量之比相等
等压比相等，等容量相等。 但若系不变，可为比相等。
等效平衡的应用１
考查等效平衡的判断问题
例１ 在一定温度下保持压强相等的密 闭容器中，充入1molA、2molB发生 A（g）+B（g） 2C（g）+D（g）， 达到平衡时A的含量为w，下列物质组 合充入该容器中，A的含量仍为w的是 （ BD） A. 2molC+1molD B. 1molB+2molC+1molD C. 1molA+1molB D. 1molA+4molB+4molC+2molD
（３）达到平衡后，向两容器内通入少量且等量 向左 的氩气，Ａ容器化学平衡 移动，Ｂ容器化 学平衡 不 移动（填向左、向右或不）。 （４）达到平衡后，若向两容器中通入等量的原 反应气体，达到新平衡时 Ａ容器的SO3体积分数 不变 Ｂ容器中的SO3体积分数 增大 （填增大、减 小或不变）
练习2
1、将2molSO2和2molSO3 气体混合于固定体 积的密闭容器中，在一定条件下发生反应： 2SO2(气)+O2(气) 2SO3 （气），平衡时 SO3为n mol。相同温度下，分别按下列配比 在相同体积的密闭容器中加入起始物质，平 衡时SO3的物质的量大于n mol的是（ CD ） Ａ、2mol SO2+1 molO2 Ｂ、4molSO2+1molO2 Ｃ、2molSO2+1molO2+2molSO3 Ｄ、3molSO2+1molO2+1molSO3
例１、在一定温度下，把2 mol SO2和1 mol O2通入一个一定容 积的密闭容器里，发生如下反应：
2SO2＋O2 2SO3 当此反应进行到一定程度时，反应混合物就 处于化学平衡状态。现在该容器中，维持温度不变，令a、b、c 分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量（mol）。如果a、 b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证 达到平衡时反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时 的完全相同。请填写下列空白： 2 （1）若a=0，b=0，则c=___________。 （2）若a=0.5，则b=_________ 0.25 ，c= _________ 1.5 。 （3）a、b、c取值必须满足的一般条件是（用两个方程式表示， 其中一个只含a和c，另一个只含b和c）： ______，_____ 。 2b+c=2 a+c=2
第三单元 化学平衡的移动 等效平衡 化学平衡图像题
一、等效平衡
例： 2SO2+ O2 起始C(mol/L) 2 1 0.4 2SO3 0 1.2 2SO2+ O2 2SO3
0
0.8
0
0.4
2
1.2
平衡C(mol/L) 0.8
以上两个平衡，有什么异同？
等效平衡的概念
相同温度、 相同容积 相同温度、相同压强
SO2 2mol O2 1mol SO3 0mol
或
SO2 0mol O2 0mol SO3 4mol
平衡状态
A、B两容器中SO2 （O2 、 SO3 ）的质量 分数相同，c相同，但n 成比例。
2、恒温、恒压条件下的等效平衡 判断方法：极限转化法 若改变起始加入情况，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之比相等，则 二平衡等效。 特点： 两次平衡时各组分百分量、 c 相同， 但n同比例变化（相似平衡）
（2）对于反应前后气体分子数不变的 可逆反应
极限转化法 判断方法：
只要反应物（或生成物）的物质的量 的比与原平衡相等，则二平衡等效。
特点： 两次平衡时各组分百分量 相同，但n、c同比例变化
（相似平衡）
恒温恒压
2SO2 (g) +O2(g)
SO2 4mol O2 2mol SO3 0mol
2SO3 (g)