第二节化学反应的限度

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1、第二节第二节 化学反应的限度化学反应的限度（第四课时）（第四课时）选修选修4 第二章第二章一、等效平衡状态观念等效平衡状态观念 1、等效平衡状态涵义、等效平衡状态涵义 某一可逆反应，在一定条件（某一可逆反应，在一定条件（T、c、p）下，）下，经过不同的途径建立平衡时，各组分的百分经过不同的途径建立平衡时，各组分的百分含量（质量百分含量、体积分数、物质的量含量（质量百分含量、体积分数、物质的量分数）对应相等的状态互称为分数）对应相等的状态互称为等效平衡状态等效平衡状态（简称等效平衡）。（简称等效平衡）。2.2.概念的理解：概念的理解：（1 1）一定条件下：一定条件下：通常可以是通常可以是 同同T

2、 T同同V V，同同T T同同P P（2 2）平衡状态（终态）的建立只与始态有关，而与途）平衡状态（终态）的建立只与始态有关，而与途径关。径关。（如：（如：无论反应从什么方向开始无论反应从什么方向开始投料是一次还是投料是一次还是分成几次，只要起始浓度分成几次，只要起始浓度相当相当，就达到等效平衡状，就达到等效平衡状态。态。（3）体积分数相同：即平衡混合物各组分的）体积分数相同：即平衡混合物各组分的百分含量百分含量对应相同，但各组分的对应相同，但各组分的物质的量、浓度物质的量、浓度可能不同。可能不同。二、等效平衡的分类二、等效平衡的分类:1.定温定容：定温定容：反应前后气体不相等反应前后气体不相

3、等m+np+q (v(gv(g)0)反应前后气体相等反应前后气体相等 m+np+q (v(gv(g)0)0)2定温定压：定温定压：反应前后气体系数不相等反应前后气体系数不相等m+np+q (v(gv(g)0)反应前后气体系数相等反应前后气体系数相等 m+np+q(v v(g)0)对于化学反应：对于化学反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)可分四种情况讨论可分四种情况讨论1、定温（、定温（T）定容）定容(V)条件：条件：对于对于mA(气气)+nB(气气)pC(气气)+qD(气气)（1）若）若m+np+q，(v(gv(g)0)若建立等效平衡状态若建立等效平衡状态，必须满足什么条件？必须

4、满足什么条件？探究探究1定温（定温（T）定容）定容(V)在一定温度下，一个在一定温度下，一个容积固定容积固定的密闭容器中发生反的密闭容器中发生反 应：应：2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，根据下表有关数据分，根据下表有关数据分 析析恒温、恒容恒温、恒容下等效平衡建成的条件。下等效平衡建成的条件。ABCD平衡时平衡时D的体积数的体积数起始充起始充入各物入各物质的物质的物质的量质的量2mol1mol00a%003mol1mola%1mol0.5mol 1.5mol0.5mola%1 1、恒温、恒容、恒温、恒容下对于下对于气态物质反应前后分子数变化气态物质反应前后分子数变化的可逆反应的可逆反

5、应等效平衡的等效平衡的判断方法是判断方法是: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的方法，将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的物或生成物，然后观察有关物质的物质的量物质的量是否对是否对应相等。应相等。等效平衡的建成条件、判断方法及产生结果：等效平衡的建成条件、判断方法及产生结果：归纳总结归纳总结产生结果：产生结果：各组分百分量、各组分百分量、n、c均相同。均相同。平衡状态平衡状态D a%恒温恒容2mol A1mol B2mol A1mol B平衡状态平衡状态D a%D a%平衡状态平衡状态D?%思考：若起始充入思考：若起始充入4molA,2molB平衡时平衡

6、时D的体积分数的体积分数是大于是大于a%、小于、小于a%还是等于还是等于a%？2mol A1mol B开始开始开始开始4mol A 2mol B 例题例题1:在一定在一定温度温度下，一个固定下，一个固定容积容积的密闭容器中，的密闭容器中，加入加入2molA和和1molB，发生如下反应：，发生如下反应：2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，达到平衡时，达到平衡时，C的浓的浓 度为度为wmol/L。若维持容器容积和温度不变，按下列。若维持容器容积和温度不变，按下列 四种方法改变起始物质的用量，达到平衡后，四种方法改变起始物质的用量，达到平衡后，C的浓的浓度仍为度仍为wmol/L的是的是()A4

7、molA+2molB B1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD C3molC+1molD+1molB D3molC+1molDB、D练习练习1、某温度下，向恒容密闭容器中加入、某温度下，向恒容密闭容器中加入1molN2和和3molH2,使之反应合成使之反应合成NH3，平衡后测得，平衡后测得NH3的体积分的体积分数为数为m。若维持。若维持温度和体积温度和体积不变，只改变起始加入量，不变，只改变起始加入量，使之反应平衡后使之反应平衡后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：1若若X=0，Y=0，则，则Z

8、=-。2若若X=0.75，Y=-，Z=-。3X、Y、Z应满足的一般条件是：应满足的一般条件是：-。2mol2.25mol0.5molX+Z/2=1,Y+3Z/2=3练习练习2、将将2molSO2和和2molSO3 气体混合于固气体混合于固定体积密闭容器中，在一定条件下发生反应：定体积密闭容器中，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n mol。相同温度下，分别按下列配比。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，平衡在相同体积的密闭容器中加入起始物质，平衡时时SO3的物质的量大于的物质的量大于n mol的是（的是（

9、）A.2mol SO2+1 molO2 B.4molSO2+1molO2C.2molSO2+1molO2+2molSO3D.3molSO2+1molO2+1molSO3C D1、定温（、定温（T）定容）定容(V)条件：条件：对于对于mA(气气)+nB(气气)pC(气气)+qD(气气)（2）若）若m+n=p+q，若建立等效平衡状态若建立等效平衡状态，必须满足什么条件？必须满足什么条件？探究探究2定温（定温（T）定容）定容(V)在一定温度下，一个在一定温度下，一个容积固定容积固定的密闭容器中发生反的密闭容器中发生反 应：应：H2(g)+I2(g)2HI(g)，根据下表有关数据，根据下表有关数据分析

10、分析恒温、恒容恒温、恒容下等效平衡建成的条件。下等效平衡建成的条件。H2 I2HI平衡时氢气的体积分数平衡时氢气的体积分数起始起始充入充入各物各物质的质的物质物质的量的量2mol1mol0a%4mol2mol0a%1mol0.5mol0a%5mol2mol2mola%2mol H2 1mol I2开始开始恒温恒容H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态4mol H2 2mol I2 H2(g)+I2(g)2HI(g)2mol H2 1mol I2 2mol H2 1mol I2 H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态H2 a%I2 b

11、%HI c%平衡状态平衡状态?1 1、恒温、恒容、恒温、恒容下对于下对于气态物质反应前后分子数气态物质反应前后分子数不变化的可逆反应不变化的可逆反应等效平衡的等效平衡的判断方法是判断方法是: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的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的反应物或生成物，然后观察有关物质的物质物质的量之比的量之比是否相等。是否相等。归纳总结归纳总结产生结果：产生结果：各组分百分量相同，各组分百分量相同，n、c同比例变化同比例变化 等效平衡的建成条件、判断方法及产生结果：等效平衡的建成条件、判断方法及产生结果：C.D练习练习3.在固定体积的密闭容器内，

12、加入在固定体积的密闭容器内，加入2mol A、1mol B，发生反应：，发生反应：A(气气)+B(气气)2C(气气)达到平衡达到平衡时，时，C的质量分数为的质量分数为W。在相同条件下，按下列。在相同条件下，按下列情况充入物质达到平衡时情况充入物质达到平衡时C的质量分数仍为的质量分数仍为W的的是（是（）A.2mol C B.3mol CC.4mol A、2mol B D.1mol A、2mol C练习练习4：在一个：在一个1L的密闭容器中，加入的密闭容器中，加入2molA和和1molB，发生下述反应：，发生下述反应：达到平衡时，达到平衡时，C的浓度为的浓度为1.2mol/L。维持容器。维持容器的

13、体积和温度不变，按下列配比作为起始物质，的体积和温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，达到平衡后，C的浓度仍为的浓度仍为1.2mol/L的是的是 A、0.3mol C+0.1mol D B、1.6mol A+0.8mol B+0.6mol C+0.2mol D C、3mol C+1mol D+1mol B D、4mol A+2mol BB 2、定温（、定温（T）定压）定压(p)条件：条件：对于对于mA(气气)+nB(气气)pC(气气)+qD(气气)（1）若）若m+np+q，若建立等效平衡状若建立等效平衡状态态，必须满足什么条件？必须满足什么条件？ABCD平衡时平衡时D的体积数的体积数起

14、始充起始充入各物入各物质的物质的物质的量质的量2mol1mol00a%4mol2mol00a%1mol0.5mol00a%1mol0.5mol3mol1mola%在一定温度下，一个在一定温度下，一个压强恒定压强恒定的密闭容中发生的密闭容中发生反应反应2A(g)+B(g)2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)3C(g)+D(g)，根据下表有，根据下表有关数据分析关数据分析恒温、恒压恒温、恒压下等效平衡建成的条件。下等效平衡建成的条件。探究探究32、定温（、定温（T）定压）定压(p)下等效平衡的下等效平衡的条件：条件：2SO2 +O2 2SO3 开始开始SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态

15、平衡状态SO2 a%O2 b%SO3 c%SO2 a%O2 b%SO3 c%恒温恒温恒压恒压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的方法将各种情况变换成同一反应物或生成物，然后观察有关物质的反应物或生成物，然后观察有关物质的物质物质的量之比的量之比是否相等。是否相等。2 2、恒温、恒压、恒温、恒压下等效平衡的下等效平衡的判断方法是判断方法是:归纳总结归纳总结产生结果：产生结果：各组分百分量、各组分百分量、c相同，相同，n同比例同比例变化变化 等效平衡的建成条件、判断方法及产生结果：等效平衡的建成条件、判断方法及产生结果：ABD练习练习5、在一个、在一个1L的密闭容器中，加的密闭容器

16、中，加2molA 1molB，发生下述反应：发生下述反应：达到平衡时，达到平衡时，C的浓度为的浓度为1.2mol/L,C的体积分数为的体积分数为a%。维持容器的。维持容器的压强和温度压强和温度不变，按下列配比作不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍是的浓度仍是1.2mol/L（或（或C的体积分数仍是的体积分数仍是a%）的是）的是 A、3mol C+1mol D B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D C、1mol A+0.5mol B+1.5mol C D、4mol A+2mol B2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)练

17、习练习6、在一定温度下保持压强相等的密闭容器、在一定温度下保持压强相等的密闭容器中，充入中，充入1molA、2molB发生发生A+B 2C+D，达，达到平衡时到平衡时A的含量为的含量为w，下列物质组合充入该容，下列物质组合充入该容器中，器中，A的含量仍为的含量仍为w的是（的是（）A.2molC+1molDB.1molB+2molC+1molDC.1molA+1molBD.1molA+4molB+4molC+2molDBD4、定温（、定温（T）定压）定压(p)条件：条件：对于对于mA(气气)+nB(气气)pC(气气)+qD(气气)（2）若）若m+np+q，若建立等效平衡态若建立等效平衡态，必须满

18、足什么条件？必须满足什么条件？2mol H2 1mol I2开始开始恒温恒压恒温恒压H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态H2(g)+I2(g)2HI(g)2mol H2 1mol I2 2mol H2 1mol I2 H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态H2 a%I2 b%HI c%平衡状态平衡状态4mol H2 2mol I2 练习练习7、恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发 生如下发应：生如下发应：A（气）（气）B（气）（气）C（气）（气）（1）若开始时放入）若开始时放入1molA和和

19、1molB，到达平衡后，生，到达平衡后，生成成a molC，这时，这时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3molA和和3molB，到达平衡后，生，到达平衡后，生成成C物质的量为物质的量为 mol。（3）若开始时放入）若开始时放入x molA，2molB和和1molC，到达平，到达平衡后，衡后，A和和C的物质的量分别是的物质的量分别是ymol和和3a mol，则则x mol，y mol。3a（1a）23-3a练习练习8.某温度下，在一容积可变的容器中，反某温度下，在一容积可变的容器中，反应应2A(g)B(g)2C(g)达到平衡时，达到平衡时，A、B和和C的物质的

20、量分别为的物质的量分别为4mol、2mol和和4mol。保。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是质的量做如下调整，可使平衡右移的是A均减半均减半B均加倍均加倍C均增加均增加1molD均减少均减少1mol C条件条件等效条件等效条件结果结果恒温恒容恒温恒容(v v(g)0)恒温恒容恒温恒容(v v(g)=0)恒温恒压恒温恒压 等效平衡小结等效平衡小结投料换算成投料换算成相同物质表相同物质表示时示时量相同量相同两次平衡时各组分百分两次平衡时各组分百分量、量、n、c均相同均相同 投料换算成投料换算成相同物质表相同物质表示

21、时示时等比例等比例两次平衡时各组分百分两次平衡时各组分百分量相同，量相同，n、c同比例变同比例变化化 投料换算成相投料换算成相同物质表示时同物质表示时等比例等比例两次平衡时各组分百两次平衡时各组分百分量、分量、c相同，相同，n同比同比例变化例变化 判断“等效平衡等效平衡”的方法的方法（1）使用极限转化）使用极限转化的方法，将各体系变换成同一反应物的方法，将各体系变换成同一反应物或生成物，或生成物，（2）观察）观察有关物质的量是否相等或成例。有关物质的量是否相等或成例。探究探究2定温（定温（T）定容）定容(V)在定在定T、V情况下，下列情况等效的是情况下，下列情况等效的是:例：例：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)A 2mol 2mol 0mol 0molB 1mol 1mol 0mol 0molC 1mol 1mol 1mol 1molD 4mol 4mol 2mol 2mol 开始开始1molH2O1molCO1molH2O1molCO1molH2O1molCO平衡状态平衡状态CO a%H2Ob%CO2c%H2 d%CO a%H2Ob%CO2c%H2 d%CO a%H2Ob%CO2c%H2 d%2molH2O2molCO平衡状态平衡状态CO a%H2Ob%CO2c%H2 d%CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)恒温恒容