化学平衡及等效平衡
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化学等效平衡解题技巧一、概念在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,在达到化学平衡状态时,任何相同组分的含量(体积分数、物质的量分数等)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡(包括“相同的平衡状态”)。
概念的理解:(1)外界条件相同:通常可以是①恒温、恒容,②恒温、恒压。
(2)“等效平衡”与“完全相同的平衡状态”不同:“完全相同的平衡状态”是指在达到平衡状态时,任何组分的物质的量分数(或体积分数)对应相等,并且反应的速率等也相同,但各组分的物质的量、浓度可能不同。
而“等效平衡”只要求平衡混合物中各组分的物质的量分数(或体积分数)对应相同,反应的速率、压强等可以不同。
(3)平衡状态只与始态有关,而与途径无关,(如:①无论反应从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始②投料是一次还是分成几次③反应容器经过扩大—缩小或缩小—扩大的过程,)只要起始浓度相当,就达到相同的平衡状态。
二、等效平衡的分类在等效平衡中比较常见并且重要的类型主要有以下三种:I类:恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说(即△V≠0的体系):等价转化后,对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同。
II类:恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应来说(即△V=0的体系):等价转化后,只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。
III类:恒温恒压下对于气体体系等效转化后,只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。
解题的关键,读题时注意勾画出这些条件,分清类别,用相应的方法求解。
我们常采用“等价转换”的方法,分析和解决等效平衡问题三、例题解析I类:在恒温恒容下,对于化学反应前后气体体积发生变化的可逆反应,只改变起始加入物质的物质的量,如果通过可逆反应的化学计量数之比换算成化学方程式的同一边物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。
化学平衡----等效平衡有关化学平衡的等效平衡类知识,是高考考查的重点知识之一。
(I)等效平衡有以下三种情况1、恒温恒容,可逆反应前后气体前化学计量数之和不等。
条件:加入的物质的物质的量与原平衡相同结论:①平衡时各物质的物质的量与原平衡相同②平衡时各物质的含量与原平衡相同2、恒温恒容,可逆反应前后气体前化学计量数之和相等。
条件:加入的物质的物质的量之比例与原平衡相同①平衡时各物质的含量与原平衡相同②平衡时,各物质是原平衡时的倍数与起始加入的为原平衡的倍数相同3、恒温、恒压条件、结论与乙相同(Ⅱ)方法:通过可逆反应的化学计量数比换算成同一边物质的物质的量看成是否相同或比例是否相同。
例6(2003江苏)恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应:A(气)+B(气)C(气)(1)若开始时放入1molA和1molB,到达平衡后,生成amolC,这时A的物质的量为_______________mol.(2)若开始时放入3molA和3molB,到达平衡后,生成C的物质的量为______mol。
(3)若开始时放入xmolA、2molB和1molC,到达平衡后,A和C的物质的量分别是ymol和3amol,则x=________mol,y=________mol。
平衡时,B的物质的量____________(选填一个编号)(甲)大于2mol (乙)等于2mol(丙)小于2mol (丁)可能大于、等于或小于2mol作出此判断的理由是__________________________。
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次到达平衡后,C的物质的量分数是_________________。
II 若维持温度不变,在一个与(1)反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。
(5)开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成bmolC.将b与(1)小题中的a进行比较__________(选填一个编号)(甲)a<b (乙)a>b (丙)a=b (丁)不能比较a 和b 的大小 作出此判断的理由是_______________________________。
《化学平衡》平衡中的等效平衡在化学世界中,“化学平衡”是一个至关重要的概念,而其中的“等效平衡”更是理解和解决许多化学问题的关键。
今天,咱们就来好好聊聊这神奇的等效平衡。
想象一下,在一个封闭的容器里,发生着一场化学变化。
反应物们努力地转化为生成物,生成物们也不甘示弱,又试图变回反应物。
当双方的转化速率达到相等的时候,化学平衡就形成了。
而等效平衡呢,就是在不同的起始条件下,最终达到的平衡状态相同。
等效平衡有三种类型,咱们一个一个来。
第一种是恒温恒容条件下的等效平衡。
比如说,对于一个反应 aA(g) + bB(g) ⇌ cC(g) + dD(g),如果 a + b = c + d,那么只要起始加入的物质的量按照化学计量数换算成同一边的物质,其物质的量对应相等,就能达到等效平衡。
举个例子,有个容器中发生反应 2A(g) + B(g) ⇌ 3C(g) + D(g),如果一开始加入 2 mol A 和 1 mol B,和一开始加入 4 mol A 和 2 mol B,最终达到的平衡状态就是等效的。
因为在恒温恒容的条件下,这两种起始加入的情况,经过反应的进行,最终各物质的浓度、分压等都会相同。
再来说说恒温恒容下,当 a +b ≠ c + d 时的情况。
这时候,要想达到等效平衡,起始加入的物质就必须完全相同。
比如反应 A(g) +2B(g) ⇌ 3C(g),如果一开始是 1 mol A 和 2 mol B,那要想达到等效平衡,起始加入的就必须也是 1 mol A 和 2 mol B,不能有任何偏差。
接下来是恒温恒压条件下的等效平衡。
在这种情况下,不管反应的方程式中各物质的化学计量数关系如何,只要起始加入的物质的量按照化学计量数换算成同一边的物质,其物质的量之比相等,就能达到等效平衡。
比如说,对于反应 2A(g) + 3B(g) ⇌ 4C(g) + 5D(g),一开始加入 2 mol A 和 3 mol B,和一开始加入 4 mol A 和 6 mol B,在恒温恒压的条件下,最终达到的平衡状态就是等效的。
等效平衡知识一、等效平衡的概念:在一定条件下,可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应开始,还是从中间状态开始,达到的化学平衡状态是相同的,相同组分(同种物质)的百分含量(物质的量分数、体积分数、质量分数)相同,这样的平衡称为等效平衡。
对于:mA(g) +nB(g) 催化剂加热pC(g) +qD(g)m+n = p+q (△n(g)=0)恒温恒容m+n≠p+q (△n(g)≠0)等效平衡m+n = p+q (△n(g)=0)恒温恒压m+n≠p+q (△n(g)≠0)二、等效平衡的判断方法方法:放大缩小法、极限转换法或一边倒法(最重要的方法)【归纳总结】:(一)恒温、恒容:1:对于气态物质反应前后分子数不变化的可逆反应等效平衡的判断方法是: mA(g) +nB(g) 催化剂加热pC(g) +qD(g)m+n = p+q (△n(g)=0)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物质的量比是否相等。
若相等各组分百分量相同,n 、c 同比例变化,则为等效平衡2:对于气态物质反应前后分子数有变化的可逆反应等效平衡的判断方法是:mA(g) + nB(g) 催化剂加热 pC(g) + qD(g)m+n ≠p+q (△n(g)≠0)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物质的量是否对应完全相等。
若相等各组分百分量、n 、c 均相同,则为等效平衡(等同平衡)例1、恒温恒容时对于反应:H2(g) + I2(g) 催化剂加热 2HI(g)下列条件能与下图达到等效平衡的是( )A. 2 mol HIB. 2 mol H 2+2 mol I 2C. 1 mol H2+1 mol I 2+2 mol HID. 0.5 mol H 2+0.5 mol I 2+1 mol HI例2:在一个1L 的密闭容器中,加入2molA 和1molB ,发生下述反应: 2A(g)+B(g) 催化剂加热 3C(g)+D(s) 达到平衡时, C 的浓度为1.2mol/L 。
第三节化学平衡(3)—等效平衡学习目标知识与技能:理解等效平衡的含义。
过程与方法:1.自主学习,培养学生自学的能力。
2.通过比较、分析、归纳、总结,提高学生的理解能力。
情感态度与价值观:通过等效平衡的学习,加深理解“透过现象看本质”的道理。
自主学习(先学后教)1.等效平衡的含义在同一条件下的同一可逆反应,由于起始浓度不同可形成多个不同的平衡体系。
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。
理解等效平衡的含义,回答下列问题:【问题1】形成“等效平衡”有什么条件?【问题2】形成“等效平衡”的反应类型?【问题3】形成“等效平衡”的对象是什么?【问题4】形成“等效平衡”的标志是什么?练习:在相同温度和压强下,1 L密闭容器中发生如下反应:CO(g)+H2高温2(g)+H2(g)CO H2O CO2H2投料1(mol) 1 1 0 0平衡时物质的量(mol)0.5 0.5 0.5 0.5 浓度(mol/L)0.5 0.5 0.5 0.5 物质的量的分数0.25 0.25 0.25 0.25 体积分数0.25 0.25 0.25 0.25 投料2(mol)0 0 1 1平衡时物质的量(mol)0.5 0.5 0.5 0.5 浓度(mol/L)0.5 0.5 0.5 0.5 物质的量的分数0.25 0.25 0.25 0.25 体积分数0.25 0.25 0.25 0.25观察上表,回答下列问题:【问题1】投料1和2达到化学平衡时,是否形成等效平衡?【问题2】若形成等效平衡,以上哪些数据可作为判断依据?【问题3】除上表数据外,你还可以根据什么数据判断是否形成等效平衡?2.等效平衡的分类(1)恒温恒容已知投料1、2、3能形成等效平衡,你能找出其中的规律吗?(2)恒温恒压已知投料1、2、3能形成等效平衡,你能找出其中的规律吗? 练习:对于反应2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g),在500 ℃、1个标准大气压时,进行六次实验,实验时的有关物质的起始浓度数据如下:编 号 SO 2 O 2 SO 3 ⑴ 2a a 0 ⑵ 0 0 2a ⑶ a 0.5a a ⑷ 4a 2a 0 ⑸ 0 a 3a ⑹a0.5a3a其中达到平衡时属于等效平衡的体系有_ 。
化学平衡的移动和等效平衡一.化学平衡的移动1.移动规律:遵循勒夏特列原理。
(1)浓度:增大反应物浓度或减小生成物浓度,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,平衡向逆反应方向移动。
(2)压强:增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动;减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动。
(3)温度:升高温度,平衡向吸热反应方向移动;降低温度,平衡向放热反应方向移动。
(4)催化剂:不能使平衡移动,但能减小达到新平衡所需要的时间。
2.例题:(1)反应2A(g)2B(g)+C(g);△H>0,达平衡时,要使v正降低、c(A)增大,应采取的措施是()。
A.加压B.减压C.升温D.降温(2)在容积固定的密闭容器中存在如下反应:A(g) + B(g) 3 C(g);(正反应为放热反应)某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,并根据实验数据作出下列关系图:下列判断一定错误的是()。
A、图I研究的是不同催化剂对反应的影响,且乙使用的催化剂效率较高B、图Ⅱ研究的是压强对反应的影响,且甲的压强较高C、图Ⅱ研究的是温度对反应的影响,且甲的温度较高D、图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响,且甲使用的催化剂效率较高[小结] 图像题的解题技巧:①四看:看横纵坐标表示的量,看图像的起点,看图像的转折点,看图像的走势;②联系:将题目的已知条件、图像得出的结论和平衡移动原理联系起来,看是否吻合,即可得出结论。
二.等效平衡规律1.恒温、恒容条件下的体积可变的等效平衡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时等效的。
例题:在密闭容器中,加入3molA和1 molB,一定条件下发生反应3A(g)+B(g)2C(g)+D(g),达平衡时,测得C的浓度为w mol/L,若保持容器中压强和温度不变,重新按下列配比作起始物质,达到平衡时,C的浓度仍然为w mol/L的是( )A.6molA+2mol B B 1.5mol A+0.5mol B+1mol C+0.5mol DC. 3mol A+1mol B+2mol C+1mol D D 2mol C+1mol D2.恒温、恒容条件下体积不变的等效平衡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成比例,则建立的化学平衡状态时等效的。
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【基础知识】.1、等效平衡问题的解题思路:⑴、概念:同一反应,在一定条件下所建立的两个或多个平衡中,混合物中各成分的含量相同,这样的平衡称为等效平衡。
⑵分类:①等温等容条件下的等效平衡:在温度和容器体积不变的条件下,改变起始物质的加入情况,只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边同一边物质的物质的量相同,则两平衡等效,这种等效平衡可以称为等同平衡。
②等温等压条件下的等效平衡:在温度和压强不变的条件下,改变起始物质的加入情况,只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边同一边物质的物质的量比值相同,则两平衡等效,这种等效平衡可以称为等比例平衡。
③等温且△n=0条件下的等效平衡:在温度和容器体积不变的条件下,对于反应前后气体总分子数不变的可逆反应,只要可以通过可逆反应的化学计量数比换算成左右两边任意一边物质的物质的量比值相同,则两平衡等效,这种等效平衡可以称为不移动的平衡。
解决化学平衡的技巧:化学平衡计算的基本模式——平衡“三步曲”:比如: m A + n B p C + q D起始: a b0 0转化: mx nx px qx平衡: a-mx b-nx px qx其中:①转化量与方程式中各物质的系数成比例;②这里a、b可指物质的量、浓度、体积等。
③对反应物:平衡浓度=起始浓度-转化浓度;对生成物:平衡浓度=起始浓度+转化浓度由定义式法求反应速率,需先求浓度的变化量和时间,据浓度的变化量可得出物质的量的变化量与体积的比。
例:一定温度下密闭容器中发生反应:1L容器800℃时可逆反应CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)途径1:起始 0.01mol 0.01mol 0 0平衡 0.004mol 0.004mol 0.006mol 0.006mol途径2:起始 0 0 0.01mol 0.01mol平衡 0.004mol 0.004mol 0.006mol 0.006mol上述两种途径,同一可逆反应;外界条件相同;通过不同的途径(正向和逆向);平衡时同种物质的物质的量相等(同种物质的含量相等)-----效果相同的平衡对于同一个可逆反应,在相同的条件下(恒温恒容或恒温恒压),不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,或从正反应和逆反应同时开始,都可以建立同一平衡状态。
化学平衡中的等效平衡问题一.等效平衡原理一定条件下(恒温、恒容或恒温、恒压),对同一可逆反应,只要起始时加入的物质的物质的量不同,而达到化学平衡时,各物质的百分含量(体积分数或物质的量分数)均相同,这样的平衡互称为等效平衡。
等效平衡的建立与途径无关,与外界条件和物质用量有关。
因而同一可逆反应,从不同的状态开始,只要达到平衡时条件相同(温度、浓度、压强)完全相同,则可形成等效平衡。
如:常温常压下,可逆反应:①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折算成①),因此三者为等效平衡。
二.等效平衡的规律 等效类型(1) (2) (3) 条 件 恒温、恒容恒温、恒容 恒温、恒压 起始投料 折算为方程式同一边物质,其“量”相同折算为方程式同一边物质,其“量”符合同一比例 折算为方程式同一边物质,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 等效情况 完全等效:各物质的百分含量、浓度、物质的量均相同不完全等效:各物质的百分含量相同,但各物质的浓度、物质的量不一定相同不完全等效:各物质的百分含量相同,但各物质的浓度、物质的量不一定相同 三.典例剖析 例1.向某密闭容器中充入1mol CO 和2mol H 2O(g)发反应g)(O H CO 2+22H CO +。
当反应达到平衡时CO 的体积分数为x 。
若维持体积和温度不变,起始物按下列四种配比充入此容器中,达到平衡时CO 的体积分数大于x 的是( )A .0.5mol CO + 2mol H 2O(g) + 1mol CO 2 + 1mol H 2B .1mol CO + 1mol H 2O(g) + 1mol CO 2 + 1mol H 2C .0.5mol CO + 1.5mol H 2O(g) + 0.4mol CO 2 + 0.4mol H 2D .0.5mol CO + 1.5mol H 2O(g) + 0.5mol CO 2 + 0.5 mol H 2解析:本题是一个等效平衡的题目,在维持容器体积和温度不变的条件下,A 项相当于1.5mol CO 2SO 2 + O 22SO 3 ① 2 mol1 mol 0mol ② 0 mol0 mol 2mol③ 0.5 mol 0.25mol 1.5mol aA(g)+bB(g)cC(g) (a+b=c+d)和3mol H 2O(g)反应,与原始比例1︰2相同,构成等比平衡,所以达到平衡后CO 的体积分数等于x ;B 项相当于向容器中充入1mol CO 和2mol H 2O(g)达到平衡,然后再充入1mol CO ,故前一步旨在建立全等平衡,再充入1mol CO 虽使平衡正向移动,但移动是由CO 的浓度增加引起的,所以CO 的体积分数增大;C 项相当于0.9mol CO 和1.8mol H 2O(g)(两者比值1︰2)反应,达到平衡后,再充入0.1mol H 2O ,故加入水使平衡正向移动, CO 的体积分数小于x ;D 相当于1mol CO 和2mol H 2O(g)反应,与原平衡全等,故 CO 的体积分数等于x ,只有B 项合理。
化学平衡中的等效平衡什么是等效平衡?在一定条件(恒温、恒容或恒温、恒压)下,对同一可逆反应,起始时加入反应物、生成物的物质的量不同,而达到化学平衡时,任何相同组分的含量(物质的量分数、体积分数或浓度等)相同,这样的化学平衡互称为等效平衡。
判断一个可逆反应是否为等效平衡,可以采用极端假设来确定,一般有以下三种规律:(1)在恒温、恒压和恒温、恒容下,若有相同的物料平衡关系,则平衡状态相同。
(达到平衡后对应各物质的质量分数或物质的量分数与原平衡相同)。
即为等效平衡。
(2)在恒温、恒容条件下,根据化学方程式中的化学计量数关系,采用极端假设法换算成反应物或生成物(换算成同一边的物质的物质的量)后,若各物质间的物质的量(或浓度)相同(与初始相同)时,则为等效平衡(此时亦称为等同平衡)。
(3)在恒温、恒压条件下,根据化学方程式中的化学计量数关系,采用极端假设法换算成反应物或生成物(换算成同一边的物质的量)后,若各物质间的物质的量之比或体积比相同(比值与原平衡或初始相同)时,则达到新平衡后与原平衡等效。
Ⅰ.(03江苏)恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应:A(气)+ B C(气)(1)若开始时放入1 mol A和1 mol B,达到平衡时生成a mol C,则A的物质的量为mol;解:A(气)+ B(气)C(气)始: 1 mol 1 mol 0 mol平:1-a mol a mol(2)若开始时放入3 mol A和3 mol B,达到平衡时生成C的物质的量为mol;解:起始量改为3 mol A和3 mol B,相当于3个1 mol A和1 mol B,或理解为需将容器容积扩大3倍,才可保持恒温、恒压。
则根据第(1)问答案,C的物质的量肯定为3个a mol即3 a mol。
根据规律三:起始量为3 mol A、3 mol B、0 mol C与1 mol A、1 mol B、0 mol C为等效平衡,所以这两种状态达到平衡时C的百分含量一定相同。
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【总结】:①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。
②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。
③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。
④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。
注意: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。
)一、选择题1.关于催化剂的叙述,正确的是()A.催化剂在化学反应前后性质不变B.催化剂在反应前后质量不变,故催化剂不参加化学反应C.使用催化剂可以改变反应达到平衡的时间D.催化剂可以提高反应物的转化率2.对于可逆反应2A2(g)+B2(g) 2B(1)(正反应为放热反应)达到平衡,要使正、逆反应的速率都增大,而且平衡向右移动,可以采取的措施是()A.升高温度B.降低温度C.增大压强D.减小压强3.在一容积固定的密闭容器中,反应2SO(g)+O2(g) 2SO3(g)达平衡后,再通入18O气体,重新达平衡。
化学平衡等效平衡
化学平衡中的等效平衡指的是在一定条件下(如恒温恒容或恒温恒压),不同起始反应物投料达到的平衡状态具有相同的组分百分含量。
等效平衡通常涉及以下几个方面的内容:
1. 定义:在相同的环境条件下,对同一可逆反应体系,即使起始加入物质的情况不同(例如不同的投料方式),但最终达到化学平衡时,同种物质的百分含量(体积分数、物质的量分数或质量分数)均相同,这样的平衡状态互称为等效平衡。
2. 全等平衡:作为等效平衡的一个特例,全等平衡不仅要求相同组分的分数均相同,而且相同组分的物质的量也完全相同。
这通常发生在恒温恒容或恒温恒压条件下的定量投料情况。
3. 应用结论:
-在恒温恒容或恒温恒压的条件下进行定量投料,都能建立全等等效平衡状态。
-在恒温恒压条件下进行定比投料,能建立相似等效平衡状态。
-在恒温恒容条件下进行定比投料,只有等体反应能建立相似等效平衡状态。
等效平衡的概念对于理解和预测化学反应的行为具有重要意义,尤其是在工业化学过程中,通过对原料投料比例的调整,可以预期达到相同的产品组成,从而优化生产过程和提高原料利用率。
化学平衡1可逆反应(1)定义在条件下既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。
(2)特点:三同一小。
①三同:a.相同条件下;b.正逆反应同时进行;c.反应物与生成物同时存在。
②一小:任一组分的转化率都100%。
(3)表示方法:在化学方程式中用“”表示。
2化学平衡状态(1)定义一定条件下的可逆反应,当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率,反应物的浓度和生成物的浓度,我们称之为“化学平衡状态”,简称化学平衡。
(2)特征①“逆”指化学平衡研究的对象是。
②“动”指化学平衡是一种,反应达到平衡状态时,反应并没有停止。
③“等”指和相等,都大于零。
④“定”指平衡体系混合物中,一定,不再随时间改变而改变。
⑤“变”指当改变时,原平衡被破坏,会使,在新条件下建立新的平衡。
3化学平衡的移动(1)定义可逆反应达到平衡状态以后,若反应条件(或、、等)发生了变化,平衡混合物中各组分的浓度也会随之,从而在一段时间后达到。
这种由向的变化过程,叫做化学平衡的移动。
(2)化学平衡移动原理(勒夏特列原理)①概念如果改变影响化学平衡的条件(浓度、压强、温度等)之一,平衡将向着的方向移动。
②具体内容若其他条件不变,改变下列条件对平衡的影响如下:学霸巧学卡(1)改变固体或纯液体的量,对平衡无影响。
(2)当反应混合物中不存在气态物质时,压强的改变对平衡无影响。
(3)对于反应前后气体体积无变化的反应,如H 2(g)+I 2(g)⇌2HI(g),压强的改变对平衡无影响。
但增大(或减小)压强会使各物质的浓度增大(或减小),混合气体的颜色变深(或浅)。
(4)“惰性气体”对化学平衡的影响 ①恒温、恒容条件原平衡体系――→充入惰性气体体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。
②恒温、恒压条件(5)恒容时,同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响,增大(减小)浓度相当于增大(减小)压强。
(6)在恒容容器中,当改变其中一种气态物质的浓度时,必然会引起压强的改变,在判断平衡移动的方向和物质的转化率、体积分数变化时,应灵活分析浓度和压强对化学平衡的影响。
1.思维辨析(1)增大任何一种反应物的量,化学平衡一定正向移动。
( ) (2)改变化学反应速率,化学平衡一定会发生移动。
( )(3)对一个可逆反应而言,改变温度,化学平衡一定会发生移动。
( )(4)其他条件不变,增大体系的压强,对一个有气体参与的可逆反应而言,平衡一定会发生移动。
( )(5)不论恒温恒容,还是恒温恒压容器,加入稀有气体,平衡皆发生移动。
( ) (6)起始加入原料的物质的量相等,则各种原料的转化率一定相等。
( ) (7)通过改变一个条件使某反应向正反应方向移动,转化率一定增大。
( )2.将NO2装入带有活塞的密闭容器中,当反应2NO2(g)⇌N2O4(g)达到平衡后,改变某个条件,下列叙述正确的是()A.升高温度,气体颜色加深,则正反应为吸热反应B.慢慢压缩气体体积,平衡向正反应方向移动,混合气体的颜色变浅C.慢慢压缩气体体积,若体积减小一半,压强增大,但小于原来压强的两倍D.恒温恒容时,充入惰性气体,压强增大,平衡向正反应方向移动,混合气体的颜色变浅[考法综述]化学平衡是中学化学重要理论之一,考查内容主要集中在平衡状态的判断;应用平衡移动原理判断平衡移动的方向以及由此引起的反应物的转化率、各组成成分的百分含量、气体的体积、压强、密度、混合气体的平均相对分子质量等变化。
考查方式多配图表,非选择题部分常结合化工生产形式出现,综合性较强,属偏难题。
命题法1化学平衡状态的判断典例1将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)⇌2NH3(g)+CO2(g)。
判断该分解反应已经达到化学平衡的是()A.2v(NH3)=v(CO2)B.密闭容器中c(NH3)∶c(CO2)=2∶1C.密闭容器中混合气体的密度不变D.密闭容器中氨气的体积分数不变【解题法】化学平衡状态常用的判断方法练习1.在两个密闭容器中进行下列两个可逆反应:(甲)2NO(g)+O2(g) ⇌ 2NO2(g);(乙)H2(g)+I2(g) ⇌ 2HI(g)。
现有下列状态:①反应物的消耗速率与生成速率相等;②反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比;③各物质浓度之比等于化学计量数之比;④恒温恒容条件下,混合气体的压强不再改变;⑤恒温恒压条件下,混合气体的体积不再改变;⑥恒温恒容条件下,气体的密度不再改变;⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变;⑧反应物的转化率不再改变;⑨生成物的百分含量不再改变;⑩恒温恒压或恒温恒容条件下,混合气体的颜色不再改变;⑪恒容绝热条件下,体系温度不再改变其中,能表明(甲)达到化学平衡状态的是___________________。
能表明(乙)达到化学平衡状态的是_____________________。
命题法2化学平衡常数及转化率的相关应用典例2在10 L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g)⇌M(g)+N(g),所得实验数据如下表:A .实验①中,若5 min 时测得n (M)=0.050 mol ,则0至5 min 时间内,用N 表示的平均反应速率v (N)=1.0×10-2mol/(L·min)B .实验②中,该反应的平衡常数K =2.0C .实验③中,达到平衡时,X 的转化率为60%D .实验④中,达到平衡时,b >0.060【解题法】 化学平衡常数和转化率的应用总结 (1)化学平衡常数的应用 ①判断平衡移动的方向对于可逆反应:m A(g)+n B(g)⇌p C(g)+q D(g),在任意状态下,生成物的浓度和反应物的浓度之间的关系用浓度商Q c =c p (C)·c q (D )c m (A )·c n (B )表示,则:Q c⎩⎨⎧<K 反应向正反应方向进行,v 正>v逆=K 反应处于化学平衡状态,v 正=v 逆>K 反应向逆反应方向进行,v 正<v逆②判断反应进行的程度升高温度,若K 值增大,则正反应为吸热反应;若K 值减小,则正反应为放热反应。
④计算平衡体系中的相关“量”根据相同温度下,同一反应的平衡常数不变,计算反应物或生成物的浓度、转化率等。
⑤书写化学平衡表达式不能把反应体系中固体、纯液体及稀溶液中水的浓度写入平衡常数表达式中。
但非水溶液中发生的反应,若有水参加或生成,则此时水的浓度不可视为常数,应写入平衡常数表达式中。
如C 2H 5OH(l)+CH 3COOH(l)⇌CH 3COOC 2H 5(l)+H 2O(l) K =c (CH 3COOC 2H 5)·c (H 2O )c (C 2H 5OH )·c (CH 3COOH )⑥推导平衡常数间的关系对于同一可逆反应,正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数,即:K 正=1K 逆;若化学方程式中的化学计量数等倍扩大n 倍,则K 2=K n 1;若化学计量数等倍缩小n 倍,则K 2=nK 1;运用盖斯定律,若方程式相加,则K 相乘,若方程式相减,则K 相除。
(2)转化率的分析与判断①反应a A(g)+b B(g)⇌c C(g)+d D(g)的转化率分析a .若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比,达到平衡后,它们的转化率相等。
b .若只增加A 的量,平衡正向移动,B 的转化率提高,A 的转化率降低。
c .若按原比例同倍数地增加(或降低)A 、B 的浓度,等效于压缩(或扩大)容器体积,气体反应物的转化率与其化学计量数有关。
同倍增大c (A )和c (B )⎩⎨⎧a +b =c +d A 、B 的转化率不变a +b >c +d A 、B 的转化率增大a +b <c +d A 、B 的转化率减小②反应m A(g) n B(g)+q C(g)的转化率分析在T 、V 不变时,增加A 的量,等效于压缩容器体积,A 的转化率与化学计量数有关。
增大c (A)⎩⎨⎧m =n +q A 的转化率不变m >n +q A 的转化率增大m <n +q A 的转化率减小练习:1.[2016·长郡中学测试]已知在25 ℃时,下列反应的平衡常数如下: ①N 2(g)+O 2(g) ⇌ 2NO(g) K 1=1×10-30 ②2H 2(g)+O 2(g) ⇌ 2H 2O(g) K 2=2×1081 ③2CO 2(g) ⇌ 2CO(g)+O 2(g) K 3=4×10-92 下列说法正确的是( )A .NO 分解反应:NO(g) ⇌ 12N 2(g)+12O 2(g)的平衡常数为1×10-30B .根据K 2的值可以判断常温下H 2和O 2很容易反应生成H 2OC .常温下,NO 、H 2O 、CO 2三种物质分解放出O 2的倾向顺序为NO>H 2O>CO 2D .温度升高,上述三个反应的平衡常数均增大2.一定量的CO 2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO 2(g)⇌2CO(g),平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图所示。
已知:气体分压(p 分)=气体总压(p 总)×体积分数。
下列说法正确的是( )A.550 ℃时,若充入惰性气体,v正、v逆均减小,平衡不移动B.650 ℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%C.T℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动D.925 ℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K p=24.0p总3.某温度下,在2 L的密闭容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应:X(g)+m Y(g)⇌3Z(g),平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。
在此平衡体系中加入1 mol Z(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。
下列叙述不正确的是() A.m=2B.两次平衡的平衡常数相同C.X与Y的平衡转化率之比为1∶1D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4 mol·L-14.已知,相关数据见下表:根据以上信息判断,下列结论错误的是()A.a>bB.增大压强,平衡状态Ⅱ不移动C.升高温度平衡状态Ⅲ向正反应方向移动D.反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应命题法3 等效平衡的应用典例3 (双选)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,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下[已知N 2(g)+3H 2(g)⇌2NH 3(g) ΔH =-92.4 kJ·mol -1]:A .2c 1>c 3B .a +b =92.4C .2p 2<p 3D .α1+α3<1【解题法】 “等效平衡”解题策略 (1)等效平衡的类型及特点①构建等温等容平衡思维模式新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成,相当于增大压强。