等效平衡专题小结
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等效平衡本文中的m、n、p、q特指气体前的系数,如果遇到固体,默认为0。
1.定义:化学平衡与条件息息相关,而与建立平衡的途径无关。
对于同一可逆反应,在一定条件(一般为恒温恒容或恒温恒压)下,以不同的投料方式(即从正反应、逆反应或从中间状态开始)进行反应,只要达到平衡时相同组分在各混合物中的百分数(体积分数、物质的量分数或质量分数)相等(因),这样的化学平衡即互称为等效平衡(果)。
2.对于反应m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)①恒温恒容改变起始时加入物质的物质的量,若按可逆反应化学计量数之比换算成同一边的物质(一边倒),其物质的量对应相等或成比例,则它们互为等效平衡。
新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单地叠加并压缩而成,相当于增大压强。
图1恒温恒容模型改变起始时加入物质的物质的量,若按可逆反应化学计量数之比换算成同一边的物质(一边倒),其物质的量对应相等,则它们互为等效平衡。
也就是等量等效。
此时,平衡后的各组分的物质的量(n)、物质的量分数(n%)、质量(m)、质量分数(m%)、体积(V)、体积分数(V%)、物质的量浓度(c n)等相同。
举例:以2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)为例说明,表中单位为mol。
n)、物质的量分数、质量(m)、质量分数、体积(V)、体积分数、物质的量浓度(c n)等相同;B、C、D 和A一样,上述物理量也分别相同。
分析:一边倒之后①③⑤中的物质的量A和B分别为2mol和1mol,而且可以全部倒完,是等量等效,每一个物质的物质的量对应都相等。
自然地,对应物质的百分含量相等,那么就一定互为等效平衡。
【注意】上文“分析”中所说的“对应物质相等”指的是①中的A和③、⑤中的A相等,①中的C和③、⑤中的C相等……问题:①和②为等比等效,为什么不是等效平衡呢?解释:由定义可以知道:“达到平衡时相同组分在各混合物中的百分数相等,这样的化学平衡即互称为等效平衡。
七等效平衡1.等效平衡的含义在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压),对同一可逆反应体系,起始时加入物质的物质的量不同,而达到化学平衡时,同种物质的百分含量相同,这样的平衡称为等效平衡。
2.等效平衡的分类根据反应条件(恒温、恒压或恒温、恒容)以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否相等),可将等效平衡问题分成两类:(1)恒温、恒容条件下,反应前后气体分子数不相等的可逆反应,如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质,其物质的量与对应组分的起始加入量相同,则建立的化学平衡状态是等效的。
这种等效平衡是全等平衡(包括浓度、密度、相对分子质量等都相等)。
(2)恒温、恒容条件下,反应前后气体分子数相等的可逆反应与恒温、恒压条件下,反应前后气体分子数任意类型的可逆反应,如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质,其物质的量之比与对应组分的起始加入量之比相同,则建立的化学平衡是等效的。
这种等效平衡是相似等效,各种物质的物质的量等存在倍数关系。
3.等效平衡分析方法按照化学方程式的化学计量数关系,把起始物转化为方程式同一半边的物质,通过对比两种情况下对应组分的起始量是相等,还是等比,来判断化学平衡是否等效。
(1)对于恒温、恒容条件下,气体体积有变化的反应。
如:合成氨反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),初始充入1molN2、3molH 2从正反应开始达平衡与初始充入2molNH3从逆反应开始达平衡,两者“投料量相同”属于等效平衡。
如果初始充入a molN2、bmolH2、cmolNH3,则a+c/2=1且b+3c/2=3时,且a、b、c均>0,与原平衡仍是等效平衡。
例1.将2molSO2和2molSO3气体混合于固定容积的密闭容器中,在一定条件下发生反应 2SO2+O22SO3,平衡时,SO3为n mol,相同条件下,分别按下列配比放入起始物质,平衡时SO3的量大于n mol的是()(A)2molSO2+1molO2(B) 4molSO2+1molO2(C)2molSO2+1molO2+2molSO3(D) 3 molSO2+1molO2+1molSO3解析:可将起始物2molSO3转化为2molSO2+1molO2,则原平衡起始投料为4molSO2+1molO2,显然,与选项B投料量相同,等效平衡。
高中化学等效平衡的知识点详解相同条件下,同一可逆反应体系中,不管从正反应开始,还是从逆反应开始,达到平衡时,任何物质的百分含量(浓度、质量分数、体积分数等)都保持不变的化学平衡互称等效平衡。
判断方法:使用极限转化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数量是否相当。
在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压),对同一可逆反应,起始时加入物质的物质的量不同,达平衡时的状态规律如下:2HI的反应前后气体体积不变且方程式的一边只有一种物质的反应,只要方程式的另一边的几种反应物质的物质的量与方程式的系数成正比,无论加入多少量的生成物(在方程式的这一侧只有这种物质);或只加入这种单一反应物质(如HI),而另几种反应物的量为0,都能使反应达到平衡时,各组分的体积百分含量恒定。
⑤在恒温、定容条件下,对于类似H2+I2pC+qD。
如果两次反应投入原料物质不同,而反应达到平衡时,指定物质的浓度相同,则经过配比转化后的原料不仅完全成比例,而且物质的量完全相同。
【典型例题例1.在一定温度下,把2摩SO2和1摩O2通入一个一定容积的密闭的容器里,发生如下反应:2SO2+O2解析:本题属于:反应前后气体分子总数发生变化的可逆反应在等温、等容条件下的等效平衡,此时只改变起始加入量,只要通过可逆反应化学计量数之比换算成方程式同一半边的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。
根据反应式:2SO2+O2例2.在一个固定容积的密闭容器中,保持一定的温度进行以下反应:已知加入1molH2和2molBr2时,达到平衡后生成amolHBr。
在相同条件下,若保持达到平衡时各组分的体积分数不变,根据下列编号的状态,填写表中空白。
解析:本题属于:反应前后气体分子总数没有发生变化的可逆反应在等温、等容条件下的等效平衡,此时,只要通过可逆反应化学计量数之比换算成方程式同一半边的反应物(或生成物)的物质的量的比值与原平衡状态相同,则两平衡等效。
专题一、等效平衡问题1、定义:在相同条件下(定温定容或定温定压),对同一可逆反应,由于起始有关物质的量“相当”,无论从正反应开始还是从逆反应开始,均可达到平衡,且任何组分的含量(通常为百分含量)相同,这样的平衡互称为等效平衡。
2、等效平衡的类型及建立等效平衡的条件规律一: 恒.温.恒.容.条件下,对于任何....,如果..(无论反应前后气体分子数是否相同)可逆反应起始加入物质的物质的量不同,按化学方程式中的化学计量关系换算成同一方向的物质(即“一边倒”)后,各组分的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效,平衡时,同种组分的体积分数、物质的量浓度、物质的量均相同(也可叫全等平衡)。
如: mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)起始①mmol nmol 0 0起始②0 0 pmol qmol上述两种情况投料不同,但是将②中投料“左边倒”后,四种物质的物质的量均同①相同, 因此两种情况可达到等效平衡,平衡时,同种组分(如A)的体积分数、物质的量浓度、物质的量均相同。
例1.在一固定体积的密闭容器中通入2molA和1molB发生反应2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)反应达到平衡时,测得C的物质的量浓度为wmol/L.若维持容器的容积不变,按下列四种配比做起始浓度,达平衡后,C的浓度仍维持wmol/L的是()A、4molA+2molBB、2molA+1molB+3molC+1molDC、3molC+1molD+1molBD、3molC+1molD例2、在固定体积的密闭容器中,加入2molA,1molB,发生反应:A(g)+B(g)2C(g)达到平衡时,C的质量分数为ω%,在相同条件下按下列情况充入物质达到平衡时C的质量分数仍为ω%的是()A.2molCB.3molCC.4molA,2molBD.1mola,2molC例3、在一个固定体积的密闭容器中,保持一定浓度,进行以下反应:4A(g)+5B(g) 4C(g)+6D(g),已知加入4molA和5molB时,反应进行到一定程度时,反应混合物就处于平衡状态,现在该容器中,保持温度不变,令a,b,c,d分别代表初始加入的A,B,C,D的物质的量,如果a,b,c,d取不同的数值,它们必须满足一定关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中几种物质的百分含量仍跟上述平衡时完全相同,请填写下列空白:(1)若a=0,b=0, 则c= ,d= .(2)若a=1,则b= ,c= ,d=(3)a,b,c,d取值必须满足的一般条件是(请用方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c): , .规律二:恒温恒..(无论反应前后气体分子数是否相同)可逆反应....,如果...压.条件下,对于任何起始加入物质的物质的量不同,按化学方程式中的化学计量关系“一边倒”后, 各组分的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效,平衡时,同种组分的体积分数、物质的量浓度相同,但物质的量不同。
高中化学等效平衡的知识点详解在化学的学习中,学生会学习到很多的关于平衡的知识点,下面是店铺给大家带来的有关于等效平衡的知识点的介绍,希望能够帮助到大家。
高中化学等效平衡的知识点相同条件下,同一可逆反应体系中,不管从正反应开始,还是从逆反应开始,达到平衡时,任何物质的百分含量(浓度、质量分数、体积分数等)都保持不变的化学平衡互称等效平衡。
判断方法:使用极限转化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数量是否相当。
在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压),对同一可逆反应,起始时加入物质的物质的量不同,达平衡时的状态规律如下:2HI的反应前后气体体积不变且方程式的一边只有一种物质的反应,只要方程式的另一边的几种反应物质的物质的量与方程式的系数成正比,无论加入多少量的生成物(在方程式的这一侧只有这种物质);或只加入这种单一反应物质(如HI),而另几种反应物的量为0,都能使反应达到平衡时,各组分的体积百分含量恒定。
⑤在恒温、定容条件下,对于类似H2+I2 pC+qD。
如果两次反应投入原料物质不同,而反应达到平衡时,指定物质的浓度相同,则经过配比转化后的原料不仅完全成比例,而且物质的量完全相同。
【典型例题例1. 在一定温度下,把2摩SO2和1摩O2通入一个一定容积的密闭的容器里,发生如下反应:2SO2+O2解析:本题属于:反应前后气体分子总数发生变化的可逆反应在等温、等容条件下的等效平衡,此时只改变起始加入量,只要通过可逆反应化学计量数之比换算成方程式同一半边的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。
根据反应式:2SO2+O2例2. 在一个固定容积的密闭容器中,保持一定的温度进行以下反应:已知加入1molH2和2molBr2时,达到平衡后生成a mol HBr。
在相同条件下,若保持达到平衡时各组分的体积分数不变,根据下列编号的状态,填写表中空白。
解析:本题属于:反应前后气体分子总数没有发生变化的可逆反应在等温、等容条件下的等效平衡,此时,只要通过可逆反应化学计量数之比换算成方程式同一半边的反应物(或生成物)的物质的量的比值与原平衡状态相同,则两平衡等效。
专题5 等效平衡一、等效平衡的含义1、含义:对于同一可逆反应,在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,以不同的投料方式(即从正反应、逆反应或中间状态开始)进行的反应,若达到平衡时相同的组分在各混合物中的百分含量................(体积分数、物质的量分数或质量分数)相等..,这样的化学平衡互称等效平衡【微点拨】等效平衡只是要求相同的组分百分含量相同,不一定是物质的量或者物质的量浓度相同,因为同一组分百分数相同时其浓度不一定相等二、等效平衡的类型和特征1、恒温恒容(T、V一定)条件下,△n≠0反应的等效平衡 (量等等效)恒温恒容条件下,对于△n≠0即反应前后气体分子数改变的可逆反应(如N 2+3H22NH3),改变起始时加入物质的物质的量,要与原平衡等效,其条件是:通过化学计量系数比,全部换算成同一半边的物质后,物质的量与原平衡的起始投入量应完全相同。
若不同的起始投入量经“一边倒”全部换算为反应物或生成物后,投入量是相同的,则所形成的平衡状态是完全相同的对于T、V一定时,△n≠0的反应,形成等效平衡的条件是:起始投入量应完全相同;所形成等效平衡的特征是:平衡时各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的平均摩尔质量(M)、混合气体的密度(ρ)、压强(P)等所有物理量完全相同,即平衡状态完全相同【对点训练1】1、一定温度下,在固定容积的密闭容器中充入2mol A和1mol B发生反应2A(g)+B(g)4C(g),达到平衡后,C的体积分数为C%;在相同条件下,按下列情况充入物质达到平衡时,C的体积分数也为C%的是( )A.1molA、2molC B.4molC C.4molA、2molB D.1molA、1molB 2、在一个体积恒定的密闭容器中,加入2 molA和1 molB,发生反应:2A(g)+B(g)3C(g)+D(g),达平衡时,C的浓度为W mol/L若维持容器体积和温度不变,按下列四种配比作为起始物质,达平衡后,C的浓度仍为W mol/L的是( )A.4molA+2molB B.2molA+1molB+3molC+1molDC.3molC+1molB D.3molC+1molD3、在密闭容器中发生反应:2SO 2(g)+O2(g)2SO3(g)。
等效平衡原理及规律一、等效平衡原理在一定条件(定温、定压或定温、定容)下,对于同一可逆应,只要起始时加入物质的物质的量不同,而达到平衡时,同种物质的物质的量或物质的量分数(或体积分数)相同,这样的平衡称为等效平衡。
如,常温常压下,可逆反应:2SO2+ O2 2SO3 SO2、O2、SO2的物质的量分别为①2mol 1mol 0mol②0mol 0mol 2mol③0.5mol 0.25mol 1.5mol①从正反应开始,②从逆反应开始,③从正逆反应同时开始,由于①、②、③三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物,对应各组分的物质的量均相等(如将②、③折算为①),因此三者为等效平衡二、等效平衡规律根据反应条件(定温、定压或定温、定容)以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否相等),可将等效平衡问题分成三类:I.在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体分子数改变的可逆反应只改变起始时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半边的物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。
例1.在一固定体积的密闭容器中,加入2 mol A和1 mol B发生反应2A(g)+B(g)3C(g)+D(g),达到平衡,c的浓度为w mol/L。
若维持容器体积和温度不变,下列四种配比作为起始物质,达平衡后,c的浓度仍为w mol/L的是A. 4 mol A +2 mol BB. 1 mol A+0.5 mol B+1.5 mol C+0.5 mol DC. 3 mol C+1 mol D +1 mol BD. 3 mol C+1 mol D解析:根据题意:2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g) (反应1)<==> 2A(g)+B(g)==3C(g)+ D(g)(反应2)2mol 1mol 0 0 0 0 3mol 1mol2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g) (反应3)<==> 2A(g)+B(g)== 3C(g) + D(g)(反应4)1mol 0.5mol 0 0 0 0 1.5mol 0.5mol所以,以3 mol C+1 mol D或以1mol A+0.5 mol B+1.5mol C+0.5 mol D作为起始物质均可形成与反应(1)等效的平衡。
等效平衡详解等效平衡问题是指利用等效平衡(相同平衡或相似平衡)来进行的有关判断和计算问题,即利用与某一平衡状态等效的过渡平衡状态(相同平衡)进行有关问题的分析、判断,或利用相似平衡的相似原理进行有关量的计算。
所以等效平衡也是一种思维分析方式和解题方法。
这种方法往往用在相似平衡的计算中。
一国1概念概念是解题的基石。
只有深入理解概念的内涵和外延,才能在解题中触类旁通,游刃有余。
人教版教材对等效平衡概念是这样表述的:“实验证明,如果不是从CO^n H2O(g开始反应,而是各取0.01molC02和0.01molH2,以相同的条件进行反应,生成CO和H2O(g,当达到化学平衡状态时,反应混合物里CO H2O(g、CO2 H2各为0.005mol ,其组成与前者完全相同。
” [1]这段文字说明了,化学平衡状态的达到与化学反应途径无关。
即在相同的条件下,可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应开始, 还是从既有反应物又有生成物开始,达到的化学平衡状态是相同的, 平衡混合物中各组成物质的百分含量保持不变,也就是等效平衡。
由上叙述可知,相同平衡、相似平衡和等效平衡是不同的,相同平衡是指有关同一平衡状态的一类计算,相似平衡是指几个不同但有着比值关系的平衡的一类计算,而等效平衡则是利用平衡等效来解题的一种思维方式和解题方法。
2二二原理在相同条件下,同一可逆反应体系,不管从正反应开始,还是从逆反应开始都可以建立同一平衡状态,也就是等效平衡,还可以从中间状态(既有反应物也有生成物)开始,平衡时各物质的浓度对应相等。
由于化学平衡状态与条件有关,而与建立平衡的途径无关因而,同一可逆反应,从不同状态开始,只要达到平衡时条件(温度,浓度, 压强等)完全相同,则可形成等效平衡。
3条件建立相同平衡或相似平衡与外界条件有关,一是恒温恒容,二是恒温恒压。
在恒温、恒容下(方程式前后气体系数之和不同时)只要能使各物质的初始物质的量分别相等,就可以建立相同平衡。
等效平衡专题教案一、学习目标1. 建立等效平衡的概念;2..掌握等效平衡成立的条件;3.会应用等效平衡思想解决问题。
二、重点难点三、重点:建立等效平衡的概念,等效的平衡成立的条件,等效平衡的应用;难点:运用等效思想解决问题。
三、教学设计导入:同学们,我们已经学习过了化学平衡,相信大家已经对邓小平衡有了一定的了解,今天我们一起对化学平衡做一个更深层次的了解,我们来一起学习一下等效平衡。
那么到底什么是等效平衡呢?我们一起来看一下。
一、定义:对于同一可逆反应,当外界条件(等温等容,等温等压)一定时,该反应无论从正反应开始,或是从逆反应开始,还是从中间状态开始,达平衡时,任何相同的组分的百分含量(体积分数、物质的量分数)均对应相同,这样的化学平衡互称为等效平衡。
那么到底什么条件下等效平衡才成立呢,我们一起来探究一下二、探究等效平衡的条件(2)分别比较①、⑤,②、⑥,得出什么结论?通过总结我们的探究过程我们发现只有哪几类情况才是等效平衡?经过总结我们发现等效平衡其实并不难,那么在我们的试卷中会怎样考察大家呢,我们一起来看一看。
三、等效平衡的考查方式考点1:恒温、恒压条件(非等体反应)下的等效平衡 例1、定温度下,把2mol SO 2和1molO 2通入一个一定容积的密闭容器里,发生反应2SO 2+O 22SO 3,当此反应进行到一定程度时,就处于化学平衡状态。
若该容器中维持温度不变,令a 、b 、c 分别代表初始时SO 2、O 2和SO 3的物质的量。
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体积分数仍跟上述平衡时完全相同。
请填写下列空白:(1)若a=0,b=0,则c=。
(2)若a=0.5mol ,则b=,c=。
(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)。
例2、在一个体积固定的密闭容器中加入2 mol A 和1 mol B ,发生反应:2A(g)+B(g)3C(g)+D(g),达到平衡时C 的浓度为a mol ·L -1。
第3节化学平衡----等效平衡问题分析1.等效平衡的原理在一定条件(恒温、恒容或恒温、恒压)下,只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的物质的量分数(或体积分数)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡.2.等效平衡的建立化学平衡状态的建立与条件(如浓度、温度、压强等)有关,而与建立平衡时的途径无关,因而同一可逆反应,从不同的状态开始,只要达到平衡时的条件(浓度、温度、压强等)完全相同,则可形成等效平衡.如常温常压下,可逆反应:2SO2 +O2 ⇌2SO3①2mol 1mol 0②0 0 2mol③1mol 0.5mol 1mol①从正反应开始,②从逆反应开始,③从正、逆反应同时开始,由于①、②、③三种情况如果按方程式的化学计量数比折算成同一方向的反应物,对应各组分的物质的量均相等如将②、③折算为①],因此三者为等效平衡。
【例1】在一个固定体积的密闭容器中,保持一定温度,进行以下反应:H2(g)+I2(g)⇌2HI(g).已知起始时加入1mol H2和2mol I2(g),当达到平衡时H2的体积分数为φ.下列四种情况分别投入上述容器,且始终保持原温度,平衡时H2的体积分数也为φ的是( )A.2 mol H2(g)和1 mol I2(g) B.3 mol HI(g)C.2 mol H2(g)和2 mol I2(g) D.1 mol I2(g)和2 mol HI(g)3.等效平衡的规律(1)恒温、恒容条件下的等效平衡Ⅰ类:在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体化学计量数不相等的可逆反应,只改变起始时加入物质的物质的量,若通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量,所得反应物(或生成物)的物质的量与原起始量对应相同,则两平衡等效.简记:必须对应相同.【例2】在一密闭的容器中充入2mol A和1mol B发生反应:2A(g)+B(g)⇌xC(g),达到平衡后,C的体积分数为w%;若维持容器的容积和温度不变,按起始物质的量A:0.6mol、B:0.3mol、C:1.4mol充入容器,达到平衡后,C的体积分数仍为w%,则x的值为( )A.只能为2 B.只能为3 C.可能为2,也可能为3 D.无法确定Ⅱ类:在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体化学计量数相等的可逆反应,只改变起始时加入物质的物质的量,若通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量,所得反应物(或生成物)的物质的量之比与原起始量之比对应相同,则两平衡等效.简记:对应成比例.【例3】一定温度下,在恒容密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)⇌3C(g),若反应开始时充入2mol A和2mol B,达平衡后A的体积分数为a%.其它条件不变时,若按下列四种配比作为起始物质,平衡后A的体积分数小于a%的是( )A.2mol C B.2mol A、1mol B和1mol He(不参加反应)C.1mol B和1mol C D.2mol A、2mol B和3mol C(2)恒温、恒压条件下的等效平衡在恒温、恒压条件下,对于反应前后气体化学计量数任意性的可逆反应,只改变起始时加入物质的物质的量,若通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量,所得反应物(或生成物)的物质的量之比与原起始量之比对应相同,则两平衡等效.简记:对应成比例【例4】将3mol A和1mol B混合于一体积可变的密闭容器P中,以此时的温度、压强和体积作为起始条件,发生了如下反应:3A(g)+B(g)⇌2C(g)+D(g),达到平衡时C的浓度为wmol/L保持温度和压强不变,按下列四种配比充入容器P中,平衡后C的浓度仍为w mol/L 的是( )A.6molA+2molB B.3molA+1molB+2molCC.2molC+1molB+1molD D.1molC+2molD课堂练习:1.在恒温恒容条件下,将4molA和2molB放入一密闭容器中2A(g)+B(g)⇌2C(g)+D(s),达到平衡时,C的体积分数为a;在相同条件下,按下列配比分别投放A、B、C、D,达到平衡时,C的体积分数不等于a的是( )A.4mol、2mol、0mol、2mol B.2mol、1mol、2mol、2molC.2mol、1mol、2mol、1mol D.2mol、1mol、0mol、1mol【答案】D2.如图所示,隔板Ⅰ固定不动,活塞Ⅱ可自由移动,M、N两个容器中均发生反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-192kJ•mol-1.向 M、N 中,都通入 xmol N2 和ymol H2的混合气体,初始M、N容积相同,保持温度不变.下列说法正确的是( )A.若x:y=1;2,则平衡时,M中的转化率:N2>H2B.若x:y=1:3,当M中放出热量172.8kJ时,N2的转化率为90%C.若x=1,y=3,则达到平衡时反应物的转化率N<MD.平衡时N2气体在两容器中体积分数可能相等【答案】D3.向一固定体积的密闭容器中通入 a mol N2O4气体,在密闭容器内发生反应:N2O4(g)⇌2NO2(g),达到平衡时再通入a mol N2O4气体,再次达到平衡时,与第一次达平衡时相比,N2O4的转化率( )A.不变 B.增大 C.减小 D.无法判断【答案】C4.在一固定体积的密闭容器中加入2mol A和1mol B发生反应2A(g)+B(g)⇌3C(g)+D(g),达到平衡时C的浓度为w mol•L-1,若维持容器的体积和温度不变,按下列四种配比方案作为反应物,达平衡后,使C的浓度仍为w mol•L-1的配比是( )A.4 mol A+2 mol BB.3 mol C+1 mol D+2mol A+1 mol BC.3mol C+1 mol D+1 mol BD.3 mol C+1 mol D【答案】D5.(双选)Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g),该反应的平衡常数K=64,在1L恒容密闭容器甲和乙中,甲中加有四种物质各1mol,乙中加有Fe2O3,Fe,CO2各1mol,CO 2mol.达平衡后,两容器中不等的是( )A.用CO表示反应速率B.平衡混合气体的平均相对分子质量C.CO的转化率D.CO2的体积分数【答案】AC。
等效平衡的分类及判断方法一、定义:同一可逆反应在相同条件下,无论从正反应开始,还是从相应的可逆反应开始,或从中间某一时刻开始,经过足够长时间,反应都能达到平衡状态,任何相同组分的分数(体积、物质的量)均相等,这样的化学平衡互称为等效平衡二、分类及规律:对可逆反应m A(气)+nB(气)pC(气)+qD(气)Ⅰ类:恒温(T)、恒容(V)条件下:m+n ≠ p+q,通过化学计量数换算成同一半边对应各物质的物质的量....与原来投料相同..,则两平衡等效。
(简化:恒T、恒V,△n≠0,等价转化,投料相同)例1、在一定温度下,把2molSO2和1molO2通入一个一定容积的密闭容器里,发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)催化剂加热2SO3(g)。
当反应达到一定程度时反应混合物就处于化学平衡状态。
该容器维持温度不变,令a、b、c分别代表SO2、O2、SO3的物质的量,若a、b、c取不同的值,必须满足一定关系都能保证达到平衡时各组分体积分数不变,则:(1)a=b=0,则c=__________ (2) a=0.5,则b=________,c=_______。
(3)a与c、b与c的关系_________________________________。
II类:恒温(T)、恒容(V)条件下:m+n=p+q,通过化学计量数换算成同一半边对应各物质物.质的量的比例......与原来投料比相等,...则两平衡等效。
(简化:恒T、恒V,△n=0,等价转化,投料比相等)例2、某温度下,在一容积恒定的密闭容器中发生如下反应:CO(g)+H2O (g) CO2(g)+H2(g)△H>0。
当反应达到平衡时,测得容器中各物质均为n mol ,现欲使H2的平衡浓度增大一倍,当其他条件不变时,下列措施可行的是( )A、升高温度B、加入催化剂C、再加入n mol CO、n mol H2OD、再加入2n mol CO2、2n mol H2Ⅲ类:恒温恒压,对于气体体系等效转化后,对应各物质物质的量的比例.......与原来投料比相等..,.二者平衡等效。
等效平衡原理及规律一、等效平衡原理在一定条件(定温、定压或定温、定容)下,对于同一可逆应,只要起始时加入物质的物质的量不同,而达到平衡时,同种物质的物质的量或物质的量分数(或体积分数)相同,这样的平衡称为等效平衡。
如,常温常压下,可逆反应:2SO 2+O 22SO 3SO 2、O 2、SO 2的物质的量分别为①2mol1mol0mol②0mol0mol2mol③从正反应开始,②从逆反应开始,③从正逆反应同时开始,由于①、②、③三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物,对应各组分的物质的量均相等(如将②、③折算为①),因此三者为等效平衡 二、等效平衡规律根据反应条件(定温、定压或定温、定容)以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否相等),可将等效平衡问题分成三类:I.在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体分子数改变的可逆反应只改变起始时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半边的物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。
例1.在一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,c 的浓度为wmol/L 。
若维持容器体积和温度不变,下列四种配比作为起始物质,达平衡后,c 的浓度仍为wmol/L 的是 +++++1molD++1molD 解析:根据题意:2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g)(反应1)<==>2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g)(反应2) 2mol 1mol 0 0 0 0 3mol 1mol2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g)(反应3)<==>2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g)(反应4) 1mol 0 0 0 0所以,以3molC+1molD 或以1molA+++作为起始物质均可形成与反应(1)等效的平衡。
答案:BD解题规律:此种条件下,只要改变起始加入物质的物质的量,若通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效(此种情况下又称等同平衡,此法又称极限法)。
化学平衡系列问题化学平衡移动影响条件(一)在反应速率(v)-时间(t)图象中,在保持平衡的某时刻t1改变某一条件前后,V正、V逆的变化有两种:V正、V逆同时突变——温度、压强、催化剂的影响V正、V逆之一渐变——一种成分浓度的改变对于可逆反应:mA(g) + nB(g) pc(g) + qD(g) + (正反应放热)【总结】增大反应物浓度或减小生成物浓度,化学平衡向正反应方向移动;减小反应物浓度或增大生成物浓度,化学平衡向逆反应方向移动。
增大压强,化学平衡向系数减小的方向移动;减小压强,平衡会向系数增大的方向移动。
升高温度,平衡向着吸热反应的方向移动;降低温度,平衡向放热反应的方向移动。
催化剂不改变平衡移动(二)勒夏特列原理(平衡移动原理)如果改变影响平衡的一个条件,平衡就会向着减弱这种改变的方向移动。
具体地说就是:增大浓度,平衡就会向着浓度减小的方向移动;减小浓度,平衡就会向着浓度增大的方向移动。
增大压强,平衡就会向着压强减小的方向移动;减小压强,平衡就会向着压强增大的方向移动。
升高温度,平衡就会向着吸热反应的方向移动;降低温度,平衡就会向着放热反应的方向移动。
平衡移动原理对所有的动态平衡都适用,如对后面将要学习的电离平衡,水解平衡也适用。
(讲述:“减弱”“改变”不是“消除”,更不能使之“逆转”。
例如,当原平衡体系中气体压强为P 时,若其它条件不变,将体系压强增大到2P,当达到新的平衡时,体系压强不会减弱至P甚至小于P,而将介于P~2P之间。
)考点例析【例题1】煤制成天然气是煤气化的一种重要方法。
其工艺核心是合成过程中的甲烷化,涉及的主要反应:CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) △H<0 ①CO2(g) + 4H2(g) CH4(g) + 2H2O(g) △H<0 ②现在300℃,容积为2L的密闭容器中进行有关合成天然气的实验,相关数据记录如下:下列有关说法错误的是A. a = 30,b = 1.5B. c = 25,d = 4.5C. 前30 min内,反应①的平均反应速率v(CH4) = 0.05 mol/(L·min)D. 后40 min内,反应②的平均反应速率v(H2) = 0.025 mol/(L·min)反应速率计算时需注意以下几点:(1)浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质,不适用于固体和纯液体。
等效平衡原理及规律等效平衡原理和规律一、等效平衡原理在一定条件下(定温、定压或定温、定容),对于同一可逆反应,只要起始时加入物质的量不同,到达平衡时,同种物质的物质的量或物质的量分数(或体积分数)相等,这种平衡称为等效平衡。
例如,在常温常压下,可逆反应:2SO2 + O2 ⇌ 2SO2① 2mol 1mol 0mol② 0mol 0mol 2mol③ 0.5mol 0.25mol 1.5mol从正反应开始的①、从逆反应开始的②和从正逆反应同时开始的③,都是等效平衡,因为如果按照方程式的计量关系折算成同一方向的反应物,各组分的物质的量均相等(如将②、③折算为①)。
二、等效平衡规律根据反应条件(定温、定压或定温、定容)以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否相等),可以将等效平衡问题分为三类:I。
在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体分子数改变的可逆反应,只改变起始时加入物质的量。
如果可通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同,则两个平衡是等效的。
例如,对于反应2A(g) + B(g) ⇌ 3C(g) + D(g),在一固定体积的密闭中,加入2 mol A和1 mol B发生反应,达到平衡,C的浓度为XXX如果维持体积和温度不变,下列四种配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍为w mol/L的是B和D选项。
II。
在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,只要反应物(或生成物)的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效。
例2.在恒温恒容下,可逆反应2HI(气)⇌H2(气)+I2(气)达平衡。
下列四种投料量均能达到同一等效平衡,求起始状态物质的量n/mol。
解析:根据题干n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=1:2:n(HI)平衡=2a根据反应:2HI(气)⇌H2(气)+I2(气),起始状态1mol HI⇌0.5mol H2+0.5mol I2根据题干n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=1:2:a则n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=0.5:1:0.5a则H2和I2原有物质的量应为和1-0.5=0.5mol设起始HI为x mol,∵x mol HI⇌0.5x mol H2+0.5x mol I2 n(H2)起始=(m+0.5x) mol,n(I2)起始=(g+0.5x) mol又∵n(H2)起始:n(I2)起始=(m+0.5x):(g+0.5x)=1:2∴x=2(g-2m)设n(HI)平衡为y mol。
等效平衡专题小结
一、三类等效平衡的比较:
等效类型
I II III
条件 恒温、恒容 恒温、恒容 恒温、恒压
起始投料特征 换算为方程式同一半边物质后,其“量”相同 换算为方程式同一边物质后,其“量”符合同一比例 换算为方程式同一边物质后,其“量”符
合同一比例
对反应的要求 任何可逆反应 反应前、后气体体积相等 任何可逆反应
平
衡
特
点
百分数W%
(体积分数、
物质的量分数
或质量分数)
相同 相同 相同
浓度c 相同 成比例 相同(气体)
转化率 相同或不同 相同或不同 相同或不同
物质的量n 相同 成比例 成比例
质量m 相同 成比例 成比例
分子数N 相同 成比例 成比例
热量值 不一定相同 不一定相同 不一定相同
等效情况
完全等效 (相同等效) 不完全等效 (相似等效) 不完全等效
(相似等效)
注意事项:
1、平衡等效,转化率不一定相同
①若是从不同方向建立的等效平衡,物质的转化率一定不同。如在某温度下的密闭定容容
器中发生反应2M(g)+ N(g)=2E(g),若起始时充入2molE,达到平衡时气体的压强比起始时增大了20%,
则E的转化率是40%;若开始时充入2molM和1molN,达到平衡后,M的转化率是60%。
②若是从一个方向建立的等效平衡,物质的转化率相同。如恒温恒压容器中发生反应2E(g)
=2M(g)+ N(g),若起始时充入2molE,达到平衡时M的物质的量为0.8mol,则E的转化率是40%;
若开始时充入4molE,达到平衡后M的物质的量为1.6mol,则E的转化率仍为40%。
2、平衡等效,各组分的物质的量不一定相同
①原料一边倒后,对应量与起始量相等的等效平衡,平衡时各组分的物质的量相等。
②原料一边倒后,对应量与起始量不相等(它们的比不等于1)的等效平衡,平衡时各组分的
物质的量不相等,但各组分的物质的量分数相等。
3、平衡等效,热量不一定相同
例如:对于2SO2(g)+O2(g)→ 2SO3(g)来说,在等温等容下,起始时将①2molSO2和1molO2;②
2molSO3;③1.6molSO2;0.8mol O2和0.4molSO3等分别充入体积相等的密闭容器中,达到平衡时,混
合气体中SO2的百分含量均相等,达等效平衡。如上述的平衡2SO2(g)+O2(g)→2SO3(g)中,①是放出
热量,②是吸收热量,③无论是吸热还是放热都与①②不同。所以不同的投料方式,即使平衡等效,
放出的热量值也不同,因为放出的实际热量与物质的实际变化量多少有关,还与反应的途径有关,而
等效平衡只跟始态和终态有关。
二、充入气体化学平衡移动方向和转化率或百分数变化的问题
(一)充入气体化学平衡移动方向的问题
1、充入惰性气体情况
1.1 恒温恒容下,达到平衡后再充入惰性气体(或不参与反应的气体)时,反应体系内压强虽
然增大,但各反应气体的分压没有变,浓度没有改变,所以正反应速率没有改变,故平衡不移动。
1.2 恒温恒压下,达到平衡后再充入惰性气体(或不参与反应的气体)时,反应体系内压强瞬
间增大,为了维持体系总压是恒压,务必扩大容积,这样会导致参与反应的各气体的分压变小,浓度
改小,正反应速率均变小,如果反应是△n(g)=0类型的反应,则正反应速率同倍减小,故平衡不移动;
如果反应是△n(g)≠0类型的反应,则用减压时勒夏特列平衡移动原理来判断移动方向。
2、充入参与反应的气体(反应物气体和生成物气体)情况
(1)相同倍数增加(或减少)时
① 恒温恒容下,达到平衡后再充入(或减少)所有气体时,反应体系内各种气体按相同倍数增
加(或减少)时,改变平衡的条件看做是压强,即可用改变压强条件来判断平衡移动的方向和新、旧
平衡时反应物转化率的相对大小。
② 恒温恒压下,达到平衡后再充入(或减少)所有气体时,反应体系内各种气体按相同倍数增
加(或减少)时,平衡不移动,转化率不变,各百分含量不变。
(2)不是按相同倍数增加(减少)时
① 无论是恒温恒容或恒温恒压下,平衡后再充入(或减少)所有气体时,反应体系各种气体不
是按相同倍数增加(减少)时,先把这样的投料虚拟成二步充入(或减少),第一步先按相同倍数增
加(或减少),此时按上述(1)的方法判断平衡移动方向和转化率大小,第二步是把剩余的量当成
增加(或减少)浓度来处理,从而判断平衡移动方向。但转化率大小要看反应类型(即△n(g)等于0
或不等于0)来决定。
② 无论是恒温恒容或恒温恒压下,平衡后再充入(或减少)某种气体(不是全部气体)时,就
按增加(或减少)该物质的浓度来处理,从而判断平衡移动方向。但转化率大小要看反应类型(即△
n(g)等于0或不等于0)来决定。
(二)充入气体后化学平衡转化率大小的问题
1、恒温恒容充入(或减少)反应气体,用虚拟途径法(即放大缩小法)来判断转化率或百分数
大小。
1.1、若反应物只有一种时,如:aA(g)==bB(g)+cC(g) 增加A的量则平衡右移,A的转化率有如
下关系:
①若a=b+c 转化率不变 ; ②若a>b+c 转化率增大 ; ③若a1.2、若反应物不止一种时,如:aA(g)+ bB(g)== +cC(g) +dD(g)
① 增加A的量则平衡右移,A的转化率减小而B的转化率增大。
② 若按原比例同倍数的赠交反应物的A和B的量,平衡右移,转化率与计量数有如下关系:
若:a+b=c+d 转化率不变 ; 若:a+b>c+d 转化率增大;若:a+b
或百分数大小。
1.1、若反应物只有一种时,如:aA(g)==bB(g)+cC(g) 增加A的量则平衡右移,A的转化率有如
下关系:无论a=b+c 或a>b+c或 a 1.2、若反应物不止一种时,如:aA(g)+ bB(g)== cC(g) +dD(g)
① 增加A的量则平衡右移,A的转化率减小而B的转化率增大。
② 若按原比例同倍数的赠交反应物的A和B的量,平衡右移,转化率与计量数有如下关系:
若:a+b=c+d或a+b>c+d或 a+b