化学

第二章第二节 化学平衡

等效平衡

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学习目标： 1.理解和掌握等效平衡的概念， 2.理解几种类型的等效平衡及分析方法

3.提高分析问题和解决问题的能力

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例： 2SO2+ O2 起始C(mol/L) 2 1 0.4

2SO3 0 1.2

2SO2+ O2 0 0.8 0 0.4

2SO3 2 1.2

平衡C(mol/L) 0.8

以上两个平衡，有什么异同？

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一、化学平衡状态建立的途径：催化剂加热

2SO2 + O2起始(1) 2 mol 起始(2) 0 起始(3) 1mol

2SO30 2mol 1mol

1mol 0 0.5mol

在同温同体积，请问这三种不同起始情况下，达到 平衡时，它们的状态是否相同？1、先加入反应物，从正反应方向开始，可以建立化 学平衡。 2、若先加入生成物，从逆反应方向开始，也可以建 立等效的化学平衡。 3、若同时加入反应物与生成物，从中间状态开始， 同样可以建立等效的化学平衡。

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等效平衡浓度/mol· -1 L

浓度/mol· -1 L 2.00 1.58H2或I2 t1 时间/s 1.00 0.21 0.00 H2或I2 t2 从逆反应开始 时间/s HI

2.00 1.581.00 0.21 0.00

HI

从正反应开始

相当于

1molH2+1molI2

2molHI

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催化剂

2SO2 + O2

加热平衡2

2SO3平衡3 kamol SO2 kbmol O2 kcmol SO3

在同温同压下达到下述三个平衡平衡1

amol SO2 bmol O2 cmol SO3

amol SO2 bmol O2 cmol SO3

同一平衡(等同等效)

等效平衡 (等比等效)

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二、等效平衡的概念同一个可逆反应，在相同的条件下，无论反应从 正反应方向开始，还是从逆方向开始，都可以达到 相同的平衡状态，即两种状态各组分的百分含量均 分别相等，这样的平衡称为等效平衡。

概念的理解：(1)相同的条件：通常指：①同T 同V,②同T 同P (2)相同的平衡状态：通常是指平衡混合物各组分 的百分含量(指质量、体积、物质的量等)相同，但 各组分的物质的量、浓度可能不同。

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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发生变化的可逆反应 也就是△n(g)≠0的可逆反应

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1、恒温恒容下，△n(g)≠0不等效加料建立不等效平衡

2 平衡状态 1 平衡时(mol):x SO2 a% y 2mol SO2 O 平衡时体积分数： a% 2 b% b% 1mol O2SO3 c%

开始 起始(mol):

2SO2 + O2

催化剂 加热

2SO30 zc% (此为放缩法) 0平衡状态

若起始(mol) :4开始4mol SO2 2mol O2 2mol SO2 1mol O2 2mol SO2

2SO2 a% O2 b% SO3 c% SO2 a% O2 b% SO3 c%

1mol O2

SO2 a% 加压 SO2 <a% O2 b% O2 <b% SO3 c% SO3 >c%

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2SO2 + O2开始 2mol SO2 1mol O2 平衡状态 SO2 a% O2 b%

催化剂 加热

2SO3

相当于开始加 入1molSO2、 0.5molO2和 1molSO3

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%

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催化剂

2SO2 + O2

加热

2SO3 0 2amol 2amol zmol

起始： 2mol 1mol Δt内改变：2amol amol t时后： (2-2a)mol (1-a)mol t1时刻后平衡：xmol ymol

分析：在同温同体积密闭容

器中，起始时加入 (1)2molSO2+1molO2

(2) (2-2a)molSO2+(1-a)molO2+2amolSO3 达到平衡时 所建立平衡全等，即等同等效

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探究一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、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。

一边倒

处理方法 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。

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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 )

练习1

A.4mol A + 2mol B

恒温恒容

B.2mol A + 1mol B + 3mol C + 1mol D (2+2)molA+(1+1)molB C.3mol C + 1mol D +1mol B D.3mol C + 1mol D 2molA +(1+1)molBE、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD

2molA+1molB

(1+1)molA+ (0.5+0.5)molB

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例2、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 加热 当此反应进行到一定的程度时，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：

2SO2 + O2

2SO3

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 取值必须满足一般的条件是(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) , b+c/2=1 。 a+c=2

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探究二

恒温恒压条件下等效平衡的条件

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2、恒温恒压下，开始

按倍数加料形成相似平衡催化剂 加热

2SO2 + O2起始(mol) : 2 SO 2mol SO2 平衡(mol) :x O SO 1mol O2 平衡时体积分数： a% 若起始(mol): 4平衡状态 a% 2 b% 3 c%2

2SO30 zc%

1 yb%

2SO2 a% O2 b% SO3 c%

0SO2 a% O2 b% SO3 c%

2mol SO2 1mol O2

4mol SO2 2mol O22mol SO2

1mol O2

SO2 a% O2 b% SO3 c%