高中化学等效平衡省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

等效平衡化学平衡图像题1第1页对于同一可逆反应，当外界条件一定时，对于同一可逆反应，当外界条件一定时，该反应不论从正反应开始，还是从逆反应开始，该反应不论从正反应开始，还是从逆反应开始，或是正逆反应同时进行，只要或是正逆反应同时进行，只要反应物或生成物反应物或生成物满足一定配比满足一定配比，达平衡时，达平衡时，任何相同组分百分任何相同组分百分含量含量（体积、物质量）（体积、物质量）均对应相同均对应相同，这么化学，这么化学平衡互称为等效平衡。平衡互称为等效平衡。相同温度、相同温度、相同容积相同容积相同温度、相同压强相同温度、相同压强研究等效平衡方法研究等效平衡方法是：是：等效转换等效转换等效平衡基等效平衡基本标志本标志一、等效平衡一、等效平衡概念概念 2第2页二二.等效平衡分类等效平衡分类条件条件反应特征反应特征等效标志等效标志 转化方法转化方法内在关系内在关系恒恒T、Vm+np+q各种量完全相等或成百分比(1)逆推还逆推还原法或归原法或归零法零法(2)模拟容模拟容器法器法等量等量 等效等效恒恒T、Pm+n=p+q等比等比 等等效效才才即说明说明:1.:1.各种量相等或成百分比是这些量各种量相等或成百分比是这些量:体积分数、质量分数、体积分数、质量分数、浓度、物质量、密度、平均摩尔质量；浓度、物质量、密度、平均摩尔质量；2.2.在恒温恒容条件下在恒温恒容条件下,各种量都完全相同各种量都完全相同,故也称故也称”等同平衡等同平衡”3.在恒温恒容下在恒温恒容下,若反应为等体积改变若反应为等体积改变,只要等比即等效只要等比即等效,但假如给但假如给出出标志标志是是浓度浓度相等相等,这时就必须为等量才等效这时就必须为等量才等效4.对于等体积反应对于等体积反应,不论是恒温恒容或恒温压不论是恒温恒容或恒温压,只要等比即等效只要等比即等效3第3页等效平衡中常见比较几个量等效平衡中常见比较几个量m+np+q等温等体积等温等体积等温等压等温等压 两平衡中各量关系n%(v%)浓度浓度 n密度密度M相相 等等相相 等等相相 等等相相 等等相相 等等相相 等等相相 等等相相 等等相相 等等成百分成百分比比4第4页等效平衡中常见比较几个量等效平衡中常见比较几个量m+n=p+q等温等体积等温等体积等温等压等温等压 两平衡中各量关系n%(v%)浓度浓度 n密度密度M相相 等等相相 等等相相 等等相相 等等相相 等等成百分成百分比比成百分成百分比比成百分成百分比比相等相等成百分成百分比比5第5页SO2amolO2bmolSO3cmolSO2amolO2bmolSO3cmolSO2KamolO2kbmolSO3kcmol平衡状态平衡状态()()平衡状态平衡状态()()平衡状态平衡状态()()等同平衡等同平衡2SO2(g)+O2(g)2SO3（g）倍比平衡倍比平衡6第6页起始起始(mol)210平衡平衡(mol)(mol)x y z起始起始(mol)420平衡平衡(mol)2x?2y?2z?2SO2(g)+O2(g)2SO3（g）问题一问题一:恒温恒压条件下恒温恒压条件下等效平衡等效平衡恒温恒温恒压恒压7第7页SO2 xmolO2 ymolSO3 zmolSO2 xmolO2 ymolSO3 zmol恒温、恒压下按倍数加料起始起始平衡平衡平衡平衡SO2 2 molO2 1 molSO3 0 mol起始起始V2VSO2 xmolO2 ymolSO3 zmol2SO2(g)+O2(g)2SO3（g）SO2 2 molO2 1 molSO3 0 molSO2 2 molO2 1 molSO3 0 molSO2 2x molO2 2y molSO3 2z mol8第8页起始起始(mol)210平衡平衡(mol)(mol)x y z起始起始(mol)420平衡平衡(mol)2x?2y?2z?2SO2(g)+O2(g)2SO3（g）问题二问题二:恒温恒容条件下恒温恒容条件下等效平衡等效平衡恒温恒温恒压恒压9第9页缩积方缩积方向移动向移动起始起始?2SO2(g)+O2(g)2SO3（g）恒温、恒容下按倍数加料恒温、恒容下按倍数加料起始起始SO2 x mol O2 y molSO3 z mol平衡状态平衡状态SO2 2 mol O2 1 mol SO3 0 molSO2 2 mol O2 1 mol SO3 0 molSO2 x mol O2 y molSO3 z molSO2 x mol O2 y molSO3 z mol充入充入SO2 2x mol O2 2y molSO3 2z mol相当相当于加压于加压平衡状态平衡状态SO2 2 mol O2 1 mol SO3 0 mol充入瞬时态充入瞬时态10第10页思索思索在恒温恒容下在恒温恒容下，按不一样投料方式进行反应，按不一样投料方式进行反应，平衡后各体系内相同组分浓度是否对应相同平衡后各体系内相同组分浓度是否对应相同？三条路径最终达同一平衡三条路径最终达同一平衡1、N2+3H22NH3(1)1mol4mol0mol(2)0mol1mol2mol(3)0.5mol2.5mol1mol1mol(3+1)mol0mol(0.5+0.5)mol(2.5+1.5)mol0mol11第11页2、CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(1)1mol1mol0mol0mol(2)0mol0mol2mol2mol“一边倒一边倒”2mol2mol0mol0mol(3)0mol1mol1mol1mol“一边倒一边倒”1mol2mol0mol0mol12第12页在定温定容条件下，对于在定温定容条件下，对于反应前后反应前后气体分子数气体分子数改变改变可逆反应，只改变起始可逆反应，只改变起始加入物质物质量，如经过可逆反应化学加入物质物质量，如经过可逆反应化学计量数比换算成计量数比换算成同一边同一边物质物质量与原物质物质量与原平衡相同平衡相同，则两平衡等效，则两平衡等效.1 1、定温（、定温（T T）定容（）定容（V V）条件下等效平衡）条件下等效平衡规律规律13第13页例例1在在一一个个固固定定体体积积密密闭闭容容器器中中，加加入入2molA和和2molB，发生以下反应：，发生以下反应：2A（气气）+2B（气气）3C（气气）+D（气气），到到达达平平衡衡时时，C浓浓度度为为Wmol/L,若若维维持持容容器器体体积积和和温温度度不不变变,按按以以下下配配比比作作为为起起始始物物质质到到达达平平衡衡后后,C浓度仍为浓度仍为Wmol/L是（是（）A2molA+1molB+3molC+1molDB3molC+1molD+1molBC3molC+1molDD1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC14第14页2A（g）+2B（g）3C（g）+D（g）2mol2mol0mol0molA2mol1mol3mol1mol4mol3mol0mol0molB0mol1mol3mol1mol2mol3mol0mol0molC0mol0mol3mol1molD1mol0.5mol1.5mol0.5mol2mol1.5mol0mol0mol15第15页例例2 2：一定温度下，往一：一定温度下，往一固定容积固定容积密闭容器中，密闭容器中，通入通入1molNO1molNO2 2发生以下反应：发生以下反应：2NO2NO2 2(g)N(g)N2 2O O4 4(g)(g)，达平衡时，再向容，达平衡时，再向容器内通入器内通入1molNO1molNO2 2，重新达平衡后，与第一，重新达平衡后，与第一次平衡时相比，次平衡时相比，NONO2 2体积分数（）体积分数（）A A、不变、不变 B B、增大、增大C C、减小、减小 D D、无法判断、无法判断C思索思索:假如假如达平衡时，再向容器内通入达平衡时，再向容器内通入是是1mol 1mol N N2 2OO4 4(g),(g),结论又怎样呢结论又怎样呢?16第16页例例3在一固定容积密闭容器中充入在一固定容积密闭容器中充入2molA和和1molB，发生反应：，发生反应：2A(气气)+B(气气)xC(气气),到达平衡后，到达平衡后，C体积分体积分数为数为W%。若维持容器体积和温度不变，。若维持容器体积和温度不变，按按0.6molA、0.3molB和和1.4molC为起始为起始物质，到达平衡后，物质，到达平衡后，C体积分数仍为体积分数仍为W%，则，则x值为（值为（）A、1B、2C、3D、4B C17第17页例例4在在一一定定温温度度下下，把把2molSO2和和1molO2通通入入一一个个一一定容积密闭容器中，发生以下反应：定容积密闭容器中，发生以下反应：2SO2+O22SO3，当当此此反反应应进进行行到到一一定定程程度度时时，反反应应混混合合物物就就处处于于化化学学平平衡衡状状态态。现现维维持持该该温温度度不不变变，令令a、b、c分分别别代代表表初初始始加加入入SO2、O2和和SO3物物质质量量(mol)，假假如如a、b、c取取不不一一样样数数值值，它它们们必必须须满满足足一一定定相相互互关关系系，才才能能确确保保到到达达平平衡衡时时反反应应混混合合物物中中三三种种气气体体含含量量仍仍跟跟上上述述平平衡衡时时完完全相同。请填写以下空白：全相同。请填写以下空白：(1)若若a=0，b=0，则，则c=。(2)若若a=0.5，则，则b=，c=。(3)a、b、c取取值值必必须须满满足足普普通通条条件件是是(请请用用两两个个方方程程式式表表示示，其其 中中 一一 个个 只只 含含 a和和 c，另另 一一 个个 只只 含含 b和和 c)：，。20.251.5a+c=2b+c/2=118第18页例例5将将2molSO2和和2molSO3气体混合于固定气体混合于固定体积密闭容器中，在一定条件下发生反应：体积密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2(气气)+O2(气气)2SO3（气），平衡时（气），平衡时SO3为为nmol。相同温度下，分别按以下配比。相同温度下，分别按以下配比在相同体积密闭容器中加入起始物质，平衡在相同体积密闭容器中加入起始物质，平衡时时SO3物质量大于物质量大于nmol是（是（）A.2molSO2+1molO2B.4molSO2+1molO2C.2molSO2+1molO2+2molSO3D.3molSO2+1molO2+1molSO3CD19第19页2 2、定温（、定温（T T）定压（）定压（P P）条件下等效平衡）条件下等效平衡在定温定容条件下，对于在定温定容条件下，对于反应前后反应前后气体分子数气体分子数不变不变可逆反应，只改变起始可逆反应，只改变起始加入物质物质量，如经过可逆反应化学加入物质物质量，如经过可逆反应化学计量数比换算成同一边物质物质量计量数比换算成同一边物质物质量百分百分比比与原平衡相同，则两平衡等效与原平衡相同，则两平衡等效.规律规律20第20页2体积体积N26体积体积H2大气大气例例6 6、在一定温度下，把、在一定温度下，把2 2体积体积N N2 2和和6 6体积体积H H2 2通入一通入一个带活塞体积可变容器中，活塞一端与大气相通个带活塞体积可变容器中，活塞一端与大气相通（如图所表示）。容器中发生以下反应：（如图所表示）。容器中发生以下反应：N N2 2+3H+3H2 2 2NH2NH3 3（放热），若到达平衡后，测得混（放热），若到达平衡后，测得混合气体体积为合气体体积为7 7体积。据此回答以下问题：体积。据此回答以下问题：（1 1）保持上述反应温度不变，设）保持上述反应温度不变，设a a、b b、c c分别代表分别代表初始加入初始加入N N2 2、H H2 2和和NHNH3 3体积，假如反应到达平衡时，体积，假如反应到达平衡时，各物质百分含量和体积与上述平衡时完全相同，那各物质百分含量和体积与上述平衡时完全相同，那么么 若若a=1a=1，c=2c=2，则，则b=b=。在此情况下，反应。在此情况下，反应起始时将向起始时将向_方向进行。方向进行。3 3逆反应逆反应21第21页2体积体积N26体积体积H2大气大气例例6 6、在一定温度下，把、在一定温度下，把2 2体积体积N N2 2和和6 6体积体积H H2 2通入一个带活塞体积通入一个带活塞体积可变容器中，活塞一端与大气相通（如图所表示）。容器中发生可变容器中，活塞一端与大气相通（如图所表示）。容器中发生以下反应：以下反应：N N2 2+3H+3H2 2 2NH2NH3 3（放热），若到达平衡后，测得混合（放热），若到达平衡后，测得混合气体体积为气体体积为7 7体积。据此回答以下问题：体积。据此回答以下问题：（1 1）保持上述反应温度不变，设）保持上述反应温度不变，设a a、b b、c c分别代表初始加入分别代表初始加入N N2 2、H H2 2和和NHNH3 3体积，假如反应到达平衡时，各物质百分含量和体积与体积，假如反应到达平衡时，各物质百分含量和体积与上述平衡时完全相同，那么上述平衡时完全相同，那么若需要求起始反应向逆方向进行，则若需要求起始反应向逆方向进行，则C C范围是范围是 。（2 2）在上述装置中，若需控制平衡后混合气体为）在上述装置中，若需控制平衡后混合气体为6.56.5体积，则可体积，则可采取办法是采取办法是_理由是理由是 。1C(c)10，到达平衡到达平衡时时，VA=1.2aL。则则：(1)反反应应开开始始时时，B容容器器中中化化学学反反应应速速率率_A容容器器中中化化学学反反应应速速率率(填填“大大于于”、“小于小于”或或“等于等于”)；大于大于23第23页例例7 7：如如图图所所表表示示，向向A中中充充入入1molX和和lmo1Y，向向B中中充充入入2molX和和2molY，起起始始Va=Vb=aL，在在相相同同温温度度和和有有催催化化剂剂条条件件下下，两两容容器器中中各各自自发发生生以以下下反反应应：X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)；H0，到达平衡到达平衡时时，VA=1.2aL。则则：(2)A容器中容器中X转转化率为化率为_，且且A容容器器中中X转转化化率率_B容容器器中中X转转化化率率；(填填“大大于于”、“小小于于”或或“等于等于”)；40大于大于24第24页(3)打开打开K一段时间一段时间到达新平衡时到达新平衡时，A体积为体积为_(连通管中气体体积不计连通管中气体体积不计)。例例7 7：如如图图所所表表示示，向向A中中充充入入1molX和和lmo1Y，向向B中中充充入入2molX和和2molY，起起始始Va=Vb=aL，在在相相同同温温度度和和有有催催化化剂剂条条件件下下，两两容容器器中中各各自自发发生生以以下下反反应应：X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)；H0，到达平衡到达平衡时时，VA=1.2aL。则则：25第25页ABX(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)；H0，起始：起始：1molX，1molY2molX，2molY平衡：平衡：AB3.6aL(3)打打开开K一一段段时时间间到到达达新新平平衡衡时时，A体体积积为为_(连通管中气体体积不计连通管中气体体积不计)。2.6aL26第26页二、相关平衡图像二、相关平衡图像 分析方法和技巧分析方法和技巧 做到三看做到三看:一看一看:坐标含义坐标含义二看二看:曲线形状和走向曲线形状和走向三看三看:曲线起点、拐点和终点曲线起点、拐点和终点图像类别图像类别时间与速率、浓度、物质百分含量、混合气体时间与速率、浓度、物质百分含量、混合气体密度、混合气体平均摩尔质量、物质物质量等等密度、混合气体平均摩尔质量、物质物质量等等温度与物质平衡浓度、反应物转化率等温度与物质平衡浓度、反应物转化率等压强与物质平衡浓度、反应物转化率等压强与物质平衡浓度、反应物转化率等27第27页V正正V逆逆看图：化学平衡向什么方向移动？看图：化学平衡向什么方向移动？V时间时间答：逆反应答：逆反应开始。开始。平衡向正平衡向正反应方向移反应方向移动。动。答：答：平衡向平衡向正反应方向移正反应方向移动。动。28第28页2A(g)+B(g)2C(g)T2P1T1P2T1P1C%tP1P2正反应是 热反应.0吸吸29第29页0浓度平衡时间曲线A或或BC时间时间浓度t1t2t3此图在t2时，时，假如是加热，那么Q值是大于0，还是小于0？假如是减压，那么m+n与p+q关系怎样？mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)+Q30第30页练习1 1、下列图是在其它条件一定时，反应、下列图是在其它条件一定时，反应2NO+O22NO2+Q（Q0)中中NO 最大转化率与温度关系曲最大转化率与温度关系曲线。图中坐标有线。图中坐标有A A、B B、C C、D D、E 5E 5点，其中表示未点，其中表示未达平衡状态且达平衡状态且V V正正VV逆逆点是点是 。ABCEDC点点NO转化率T031第31页 2 2、如图所表示，图中、如图所表示，图中a a曲线表示曲线表示X(g)+Y(g)2Z(g)+W(s)+Q反应过程，若使反应过程，若使a曲线变为曲线变为b曲曲线，可采取办法是（线，可采取办法是（）0Z%tabA.加入催化剂加入催化剂B.增大增大Y浓度浓度C.降低温度降低温度D.增大致系压强增大致系压强0AD32第32页图像题：图像题：3 3对于放热反应对于放热反应2A(g)+B(g)2C(g)以下图像正确是（）以下图像正确是（）AC C100100500500t tA Av逆v正vPBc(C)c(C)t t有催化剂有催化剂无催化剂无催化剂C C1001001010A A转化率转化率PD33第33页图象题图象题B4对于到达平衡可逆反应对于到达平衡可逆反应:X+YW+Z增大增大压强则反应速率改变图象如右下列图所表示。压强则反应速率改变图象如右下列图所表示。据此分析据此分析X、Y、W、Z聚集状态是聚集状态是（）A.Z、W均为气态，均为气态，X、Y中有一个为气体中有一个为气体B.B.Z、W中有一个为气体，中有一个为气体，X、Y均为气体均为气体C.X、Y、Z均为非气体，均为非气体，W为气体为气体D.X、Y均为气体，均为气体，Z、W皆为非气体皆为非气体vV（正）V（正）V（逆）V（逆）时间时间t34第34页图象题图象题5已知某可逆反应：已知某可逆反应：mA(气气)+nB(气气)pC(气气)+Q在密闭容器中进行，右图表示在不一样反应在密闭容器中进行，右图表示在不一样反应时间时间t时时，温度，温度T和压强和压强p和反应物和反应物B在混合气在混合气体中百分含量体中百分含量B%关系曲线。由曲线分析，以下关系曲线。由曲线分析，以下判断正确是（判断正确是（）A.T1 T2p1p2m+npQ0B.T1T2p1p2m+npQ0C.T1T2p1p2m+npQ 0D.T1T2p1p2m+npQ0 0 t1 t2 t3 tB%T1P2T2P2T2P1C35第35页图象题图象题6已知反应已知反应:3A(g)+B(g)C(s)+4D(g)+Q下列图中下列图中a、b表示一定条件下，表示一定条件下，D体积分数随时间体积分数随时间t改变情况，若要使曲线改变情况，若要使曲线b变为曲线变为曲线a，可采取办法，可采取办法是（是（）增大增大B浓度浓度升高反应温度升高反应温度缩小反应容器体积缩小反应容器体积加入催化剂加入催化剂A.B.C.D.D%ab时间时间tD36第36页图象题图象题7、mA(固固)+nB（气）（气）pC（气）（气）+Q上述可逆反应在一定条件下反应，上述可逆反应在一定条件下反应，B体积分数体积分数B%与压强关系如右图所表示，相关叙述正确是（与压强关系如右图所表示，相关叙述正确是（）A.m+npB.npC.x点状态时混合体系中点状态时混合体系中v正正v逆逆D.x点状态比点状态比y点状态点状态混合体系中反应速率快混合体系中反应速率快xy压强压强B%npC37第37页