高中化学等效平衡

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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（ B C） A、 1 B、2 C、3 D、 4
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例6、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： （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
2.5mol
0mol
1mol
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(0.5+0.5)mol (2.5+1.5)mol 0mol 三条途径最终达同一平衡
2、
(1)
CO(g) + H2O(g)
1mol 1mol
CO2(g) + H2(g)
0 mol 0 mol
(2)
0 mol
0 mol
2 mol
2 mol
0 mol
2 mol
0 mol
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例4 在一定温度下，把 2molSO2和1molO2通入一个一 定容积的密闭容器中，发生以下反应： 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。现维持该温度不变，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含量仍 跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白： (1)若a=0，b=0，则c= 2 。 (2)若a=0.5，则b= 0.25 ，c= 1.5 。
①若a=1，c=2，则b= 3 。在此情况下，反 逆反应 应起始时将向 _______方向进行。
2体积N2 6体积H2
大气
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例6、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： （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 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为6.5体积，则 可采取的措施是_____________ 理由是 。 降温 降温平衡正向移动
5
2SO2 (g)+O2 (g) SO2 a mol
2SO3（g） SO2 K a mol
SO2 a mol O2 b mol
O2
b mol
O2
kb mol
SO3 c mol
SO3 c mol
SO3 kc mol
平衡状态(Ⅰ)
平衡状态(Ⅱ)
平衡状态(Ⅲ)
等同平衡
倍比平衡
6
问题一:恒温恒压条件下等效平衡
研究等效平衡的方 法是：等效转换 等效平衡的 基本标志
2
二.等效平衡的分类
条件 恒T、 V 恒T、 P 反应特征 等效标志 转化方法 内在关系
m+n≠p+q
各种量完 (1)逆推还 等量 等效 才 全相等或 原法或归 零法 等比 等 m +n=p+q 成比例 (2)模拟容 效 即 器法
说明:1.各种量相等或成比例是这些量:体积分数、质量分数、浓 度、物质的量、密度、平均摩尔质量； 2.在恒温恒容条件下,各种量都完全相同,故也称”等同平衡” 3.在恒温恒容下,若反应为等体积变化,只要等比即等效,但如果给 出的 是 相等,这时就必须为等量才等效 4.对于等体积反应,不管是恒温恒容或恒温压,只要等比即等效
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例 1 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（气）+ 2B（气） 3C（气）+ D（气）， 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 衡后,C的浓度仍为Wmol/L的是（ C ） A 2molA+1molB+3molC+1molD B C 3molC+1molD+1molB 3molC+1molD
0mol
1mol 0mol 1mol 0mol 1mol 0.5mol 0mol
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例2：一定温度下，往一固定容积密闭容器中， 通入1molNO2发生如下反应： 2NO2(g) N2O4(g)，达平衡时，再向容 器内通入1mol的NO2，重新达平衡后，与第 一次平衡时相比，NO2的体积分数（ C ） A、不变 B、增大 C、减小 D、无法判断 思考:如果达平衡时，再向容器内通入的是 1mol N2O4(g),结论又如何呢?
等效平衡 化学平衡图像题
1
一、等效平衡的概念
相同温度、 相同容积 相同温度、相同压强
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。
标志 浓度
3
等效平衡中常见比较的几个量 m+n≠p+q 等温等体积 等温等压 两平衡中各量的关系 n%(v%) 相 等 相 等 相 等 相 等 浓度 n 成比例 相 等 相 等 相 等 密度 相 等 M 相 等
4
等效平衡中常见比较的几个量
m +n=p+q 等温等体积 等温等压 两平衡中各量的关系 n%(v%) 相等 相 等 成比例 相 等 浓度 n 成比例 成比例 成比例 相 等 密度 相 等 M 相 等
2体积N2 6体积H2
大气
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例 7 ： 如图所示，向 A 中充入 1mol X 和 lmo1 Y，向B中充入2mol X和2mol Y，起 始 Va=Vb=a L ，在相同温度和有催化剂的 条件下，两容器中各自发生下列反应： X(g)+Y(g) 2Z(g)+W (g)； △H >0， 达到平衡时，VA=1.2aL。则：
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例 7 ： 如图所示，向 A 中充入 1mol X 和 lmo1 Y，向B中充入2mol X和2mol Y，起 始 Va=Vb=a L ，在相同温度和有催化剂的 条件下，两容器中各自发生下列反应： X(g)+Y(g) 2Z(g)+W (g)； △H >0， 达到平衡时，VA=1.2aL。则： (3)打开K一段时间 达到新平衡时 ，A的体积为____________ (连通管中气体体积不计) 。
平衡②
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问题二:恒温恒容条件下等效平衡
恒温 恒压
2SO2 (g)+O2 (g)
2SO3（g）
起始①(mol) 平衡①(mol) 起始②(mol)
2 x 4
1 y 2 2y ?
0 z 0 2z ?
平衡②(mol) 2x?
9
恒温、恒容下按倍数加料
2SO2 (g)+O2 (g)
起始①
SO2 2 mol O2 1 mol SO3 0 mol
V
起始②
平衡①
SO2 2 mol O2 1 mol SO3 0 mol SO2 2 mol O2 1 mol SO3 0 mol
2V
SO2 xmol SO SO 2 xmol 2 2x mol O2 ymol O2 O2 ymol 2y mol SO3 zmol SO SO 3 zmol 3 2z mol
恒温 恒压
2SO2 (g)+O2 (g)
2SO3（g）
起始①(mol) 平衡①(mol) 起始②(mol)
2 x 4
1 y 2 2y ?
0 z 0 2z ?
平衡②(mol) 2x?
7
起始①
恒温、恒压下按倍数加料 2SO2 (g)+O2 (g) 2SO3（g）
SO2 2 mol O2 1 mol SO3 0 mol SO2 xmol O2 ymol SO3 zmol
(1) 反应开始时， B 容器中化学反应速率 大于 _______A 容器中的化学反应速率 ( 填“大 于”、“小于”或“等于”)；
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例 7 ： 如图所示，向 A 中充入 1mol X 和 lmo1 Y，向B中充入2mol X和2mol Y，起 始 Va=Vb=a L ，在相同温度和有催化剂的 条件下，两容器中各自发生下列反应： X(g)+Y(g) 2Z(g)+W (g)； △H >0， 达到平衡时，VA=1.2aL。则： (2)A容器中X的转 40％ 化率为________ ， 大于 且 A 容器中 X 的转化率 ________B 容器 中X的转化率；(填“大于”、“小于” 或“等于”)；
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X(g)+Y(g)
2Z(g)+W (g)； △H >0，
起始： 1molX，1molY A 平衡： A
2molX，2molY B
B
3.6aL (3) 打开 K 一段时间达到新平衡时， A 的体积为 2.6aL ____________( 连通管中气体体积不计) 。
26
二、有关平衡的图像 ⑴分析方法和技巧
做到三看: 一看:坐标的含义 二看:曲线的形状和走向 三看:曲线的起点、拐点和终点 ⑵图像的类别
①时间与速率、浓度、物质的百分含量、混合气 体的密度、混合气体的平均摩尔质量、物质的物 质的量等等 ②温度与物质的平衡浓度、反应物的转化率等
来自百度文库
③压强与物质的平衡浓度、反应物的转化率等
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看图：化学平衡向什么方向移动？
“一边倒” 2 mol
(3)
0 mol
1 mol 2 mol
1 mol 0 mol
1 mol 0
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“一边倒” 1mol mol
规律
1、定温（T）定容（V）条件下的等效平衡 在定温定容的条件下，对于反应前 后气体分子数改变的可逆反应，只改变 起始加入物质的物质的量，如通过可逆 反应的化学计量数比换算成同一边物质 的物质的量与原平衡相同，则两平衡等 效.
充入
相当 于加压
缩积方 向移动
平衡状态②
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SO3 z mol
[思考]在恒温恒容下，按不同的投料方式进行反应 平衡后各体系内相同组分浓度是否对应相同 ？
1、 (1) (2)
N2 + 1mol 0mol
3H2 4mol 1mol
2NH3 0mol 2mol
1mol
(3) 0.5mol
(3+1)mol
(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式 表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和 c)： a+c=2 ， b+c/2=1 。 18
C D A. 2mol SO +1 molO
2
例5 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（ ）
2SO3（g）
平衡状态① 充入瞬时态
SO2 2x mol O2 2y mol
SO3 2z mol
SO2 x mol O2 y mol
SO3 z mol
SO2 2 mol O2 1 mol SO3 0 mol
SO2 x mol O2 y mol
SO3 z mol
?
起始②
SO2 2 mol O2 1 mol SO3 0 mol SO2 x mol O2 y mol
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D 1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD
2A（g）+ 2B（g）
3C（g）+ D（g）
2mol
A 2mol 4mol B 0mol 2mol C D 0mol 1mol 2mol
2mol
1mol 3mol 1mol 3mol 0mol 0.5mol 1.5mol
0mol
3mol 0mol 3mol 0mol 3mol 1.5mol 0mol
2
B. 4molSO2+1molO2 C. 2molSO2+1molO2+2molSO3 D. 3molSO2+1molO2+1molSO3
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规律
2、定温（T）定压（P）条件下的等效平衡 在定温定容的条件下，对于反应前 后气体分子数不变的可逆反应，只改变 起始加入物质的物质的量，如通过可逆 反应的化学计量数比换算成同一边物质 的物质的量比例与原平衡相同，则两平 衡等效.