1、第第2 2章章化学反应的方向、限度与速率化学反应的方向、限度与速率单元复习单元复习第第2 2课时课时 化学平衡的等效问题及应用化学平衡的等效问题及应用 化学平衡的建立与反应途径无关，化学平衡的建立与反应途径无关， 可逆反应在相同状况下，不论从正反应开始还是从逆反应开可逆反应在相同状况下，不论从正反应开始还是从逆反应开始，或者正逆反应同时进行，只要初始时有关物质的量浓度始，或者正逆反应同时进行，只要初始时有关物质的量浓度“相相同或相当同或相当”，它们可以达到相同，它们可以达到相同( (或等效或等效) )的平衡状态，称为的平衡状态，称为“等等效平衡效平衡”。等效平衡中各物质的百分含量相等。等效平衡
2、中各物质的百分含量相等。1 1、等效平衡及、等效平衡及定义：定义：(1)(1)分析分析a：于可逆反应：于可逆反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),在相同温度下，按照在相同温度下，按照以下方式建立平衡，试判断平衡是否等效？以下方式建立平衡，试判断平衡是否等效？ （SO3的含量是否相的含量是否相同）同）恒容下恒容下:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)状态状态 2mol 1mol 0mol (1L容器容器) 状态状态 0mol 0mol 2mol (1L容器容器) 状态状态 1mol 0.5mol 1mol (1L容器容器) 状态状态 2mol 1mol 2mol (2L容器容器)
3、达平衡后，各达平衡后，各SO3浓度及物质的量是否都相同？浓度及物质的量是否都相同？结论如何？结论如何？极值转换极值转换(一边倒一边倒)(2)分析分析b：于可逆反应：于可逆反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),在相同温度下，按照在相同温度下，按照以下方式建立平衡，试判断平衡是否等效？以下方式建立平衡，试判断平衡是否等效？恒压下：恒压下：2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)状态状态 2mol 1mol 0 状态状态 0 0 2mol 状态状态 1mol 0.5mol 1mol 状态状态 2mol 1mol 2mol 状态状态 4mol 2mol 0 状态状态 2n mol n m
4、ol 0状态状态 0 0 n mol极值转换极值转换(一边倒一边倒)达平衡后，各达平衡后，各SO3浓度及物质的量是否都相同？结论如何？浓度及物质的量是否都相同？结论如何？总结总结1(相同的条件下相同的条件下)对于可逆反应对于可逆反应:mA(g) nB(g) pC(g) qD(g) 在在相同的条件下相同的条件下发生的反应，如果发生的反应，如果使用使用极限转化极限转化的方法可以将的方法可以将各种状态转化成同一状态（一边倒），那么达到的平衡状态各种状态转化成同一状态（一边倒），那么达到的平衡状态完全完全相同相同。这样的平衡称为。这样的平衡称为等同平衡等同平衡。等同平衡是等效平衡的一种特。等同平衡是等
5、效平衡的一种特殊形式。在这种平衡状态中：殊形式。在这种平衡状态中：各物质浓度、百分含量、物质的量、各物质浓度、百分含量、物质的量、转化率都相同转化率都相同。对于可逆反应对于可逆反应 mA(g)nB(g) pC(g)qD(g) m+n = p+q 在恒温在恒温T、恒容、恒容V的条件下：的条件下：使用使用极限转化极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，若若有关物质的有关物质的物质的量比物质的量比相等，达到的平衡状态是等效的。在相等，达到的平衡状态是等效的。在平衡状态中：平衡状态中：各组分百分量相同，转化率相同各组分百分量相同，转化率相同n、c同比
6、例变化。同比例变化。总结总结2(恒温恒温T、恒容、恒容V的条件下的条件下)总结总结3(恒温恒温T、恒压、恒压P的条件下的条件下)对于可逆反应对于可逆反应 mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)恒温恒温T、恒压、恒压P的条件下的条件下:使用使用极限转化极限转化的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，有关物质的有关物质的物质的量物质的量比值比值相等，相等，达到的平衡状态是等效的，达到的平衡状态是等效的，与与可逆反应气态物质的化学可逆反应气态物质的化学计量数计量数无关。无关。在平衡状态中：在平衡状态中：各组分各组分百分量、百分量、c相同，相同，n同比例
7、同比例变化。变化。恒温恒压条件下：恒温恒压条件下：当起始状态对应成比例时，达到的平衡是等效的当起始状态对应成比例时，达到的平衡是等效的(c%、c、相同，相同，n对应成比例对应成比例)恒温恒容且恒温恒容且(g)=0时时:当起始状态对应成比例时，达到的平衡是等效的当起始状态对应成比例时，达到的平衡是等效的(c%、相同，相同，c、n对应成比例对应成比例)对于反应对于反应:mA(g)nB(g) pC(g) qD(g)2、等效平衡的分类、等效平衡的分类相同条件下相同条件下(恒温恒压或恒温恒压或恒温恒容恒温恒容)：当各起始状态可化为同一状态时，达到的平衡是等同的当各起始状态可化为同一状态时，达到的平衡是等
8、同的(等同平等同平衡衡:c%、n、c、均相同均相同) 例例1、某温度下，向某密闭容器中加入、某温度下，向某密闭容器中加入1mol N2和和3molH2,使之反应使之反应合成合成NH3，平衡后测得，平衡后测得NH3的体积分数为的体积分数为m。若。若T不变，只改变起不变，只改变起始加入量，使之反应平衡后始加入量，使之反应平衡后NH3的体积分数仍为的体积分数仍为m，若，若N2、H2、NH3的加入量用的加入量用X、Y、Z表示应满足：表示应满足：恒定恒定T、V：若若X=0，Y=0，则，则Z= 。若若X= ，Y= ，Z=1。若若X=0.75，Y= ，Z= 。X、Y、Z应满足的一般条件是应满足的一般条件是
9、。2mol2.25mol0.5molX+Z/2=1 , Y+3Z/2=30.5mol1.5mol恒定恒定T、P：若若X=0、Y=0，则，则Z 。若若X=0.75,则则Y Z 。X、Y、Z应满足的一般条件是应满足的一般条件是 。0=2.25mol0Y=3X，Z0例例2、恒温恒压下，一个容积可变的密闭容器中发生如下反应：、恒温恒压下，一个容积可变的密闭容器中发生如下反应： A(g) + B(g) C(g)(1)若开始时放入若开始时放入1mol A 和和1mol B 达平衡时，生成达平衡时，生成a molC,则则 此时此时A的物质的量为的物质的量为 mol 。(2)若开始时放入若开始时放入3mol
10、A 和和3mol B 达平衡后，达平衡后，生成生成Cmol。(3)若开始时放入若开始时放入Xmol A ， 2mol B和和1mol C， 达平衡后，达平衡后， A、C的物质的量分别为的物质的量分别为Ymol和和3a mol，则，则X= mol，Y= mol。 平衡时平衡时,B的物质的量的物质的量 。 2 mol = 2 mol 2 mol 以上均有可能以上均有可能(1-a)a 2 3(1-a) (4)若在（若在（3）的平衡混合物中再加入）的平衡混合物中再加入3 mol C，待再次达到平衡后，待再次达到平衡后，C的物质的量分数为的物质的量分数为_。.若维持温度不变，在一个与若维持温度不变，在一
11、个与反应前起始体积相同、且容积反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应固定的容器中发生上述反应 开始时放入开始时放入1molA和和1molB达到平衡后，生成达到平衡后，生成bmolC。将。将b与与小题中的小题中的a进行比较进行比较。 A、abC、a=b D、不能比较、不能比较a和和b的大小的大小作出此判断的理由是作出此判断的理由是 . a/(2-a)容积固定容积固定, ,达平衡后压强小达平衡后压强小, ,转化率低转化率低,ab,ab B例例3、在一个体积固定的、在一个体积固定的 密闭容器中进行如下反应密闭容器中进行如下反应2SO2+O2 2SO3，SO2和和O2起始时分别为起始时分别
12、为20mol和和10mol，达到平衡时，达到平衡时，SO2的转化率为的转化率为80%。若从。若从SO3开始进行反应，在相同的条件下，欲开始进行反应，在相同的条件下，欲使平衡时各成分的体积分数相同，则起始时使平衡时各成分的体积分数相同，则起始时SO3的物质的量及转的物质的量及转化率为（化率为（ ） A、10mol和和10% B、20mol 和和20% C、20mol和和40% D、30mol和和80%B例例4、已知某温度下的热化学方程式：、已知某温度下的热化学方程式：2SO2(g)+O2(g) 2SO3 (g) H=-197 KJ/mol，在同温同压下，向密闭容器中起始通入，在同温同压下，向密闭
13、容器中起始通入2molSO2和和1molO2，达平衡时放出热量，达平衡时放出热量Q1KJ；如果起始通入；如果起始通入1.5mol SO2，0.75molO2和和0.5molSO3，达平衡时放出热量，达平衡时放出热量Q2KJ。下列关系正确的是（下列关系正确的是（ ） A.Q1Q2197 B.Q1=Q2197 C.Q1Q2197 D.Q2Q1 乙乙 丙丙 丁丁方法小结：方法小结：先建立等效平衡（等值），再通过压缩容器容积等，利用平衡先建立等效平衡（等值），再通过压缩容器容积等，利用平衡移动，判断出相关量的大小或变化情况。移动，判断出相关量的大小或变化情况。例例7、恒温恒容下、恒温恒容下,在容积不变
14、的密闭容器中发生如下反应在容积不变的密闭容器中发生如下反应, 2NO2(g) N2O4(g) 达到平衡后达到平衡后,(1)再在向容器中通入一定量的再在向容器中通入一定量的NO2，平衡如何移动，平衡如何移动?重新达到平衡重新达到平衡后，与第一次平衡相比较，后，与第一次平衡相比较， NO2的体积分数如何变化的体积分数如何变化?(2)若将条件改为恒温恒压，容积可变，若将条件改为恒温恒压，容积可变，NO2的体积分数如何变化的体积分数如何变化?(3)若将条件改为恒温恒压，再充入若将条件改为恒温恒压，再充入N2O4，NO2的体积分数如何变的体积分数如何变化化?NO2的体积分数变小的体积分数变小NO2的体积
15、分数不变的体积分数不变NO2的体积分数不变的体积分数不变向正方向移动向正方向移动1、将、将1molPCl3和和1molCl2充入一容积不变的密闭容器中充入一容积不变的密闭容器中,在一定条在一定条件下：件下：PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g)达到平衡时达到平衡时,PCl5为为0.4mol,那么，那么，在同体积容器中充入在同体积容器中充入0.5molPCl3和和0.5molCl2，在相同温度下，在相同温度下:(1)达平衡时达平衡时PCl5的物质的量是的物质的量是( ) A. 0.2mol B. 小于小于0.2mol C. 大于大于0.2mol而小于而小于0.4mol D. 0.4mol
16、(2)若若PCl3(g) + Cl2 (g) PCl5(g)达到平衡后，再充入少量的达到平衡后，再充入少量的PCl5，恒温恒容下，平衡会恒温恒容下，平衡会_ 移动，新的平衡时，移动，新的平衡时，PCl3的体积分的体积分数将数将 (减少、增大或不变减少、增大或不变)B逆向逆向减少减少练习：练习：2、体积相同的甲、乙两容器中，分别都充有等物质的量的、体积相同的甲、乙两容器中，分别都充有等物质的量的SO2和和O2，在相同温度下发生反应：，在相同温度下发生反应：2SO2+O2 2SO3并达到平衡。并达到平衡。在这过程中甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容在这过程中甲容器保持体积不变，乙容器保
17、持压强不变，若甲容器中器中SO2的转化率为的转化率为p%，则乙容器中，则乙容器中SO2的转化率的转化率( ) A、等于、等于p% B、小于、小于p% C、大于、大于p% D、无法判断、无法判断C3.在温度、容积相同的在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下（已知保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下（已知 N2 +3H2 2NH3 H=-92.4kJmol-1）下列说法正确的是）下列说法正确的是( )容器容器甲甲乙乙丙丙反应物投入量反应物投入量1mol N2、3mol H22mol N
18、H34mol NH3NH3的浓度的浓度c1c2c3反应能量变化反应能量变化放出放出akJ吸收吸收bkJ吸收吸收ckJ体系压强（体系压强（Pa）p1p2p3反应物转化率反应物转化率a1 a2 a3A:2c1c3 B:a+b=92.4 C:2p2p3 D:a1+a31BD4、如图所示如图所示,当关闭阀门当关闭阀门K时时,向甲中充入向甲中充入1.5 mol A、3.5 mol B,向向乙中充入乙中充入3 mol A、7 mol B，起始时，起始时,甲、乙体积均为甲、乙体积均为V L。在相。在相同温度和有催化剂存在的条件下同温度和有催化剂存在的条件下,两容器中各自发生下列反应：两容器中各自发生下列反应： 3A(g)2B(g) C(g)2D(g)；H0达到平衡（达到平衡（）时，）时，V(乙乙) =0.86V L。请回答。请回答（1）乙中）乙中B的转化率为的转化率为 ；（2）甲中）甲中D和乙中和乙中C的物质的量比较：的物质的量比较： （“相相等等”、“前者大前者大”、“后者大后者大”）；）；（3）打开）打开K，过一段时间重新达平衡（，过一段时间重新达平衡（）时，）时，乙的体积为乙的体积为 （用含（用含V的代数式表的代数式表 200.29V后者大后者大
