等效平衡详细讲解
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等效平衡及相关计算一、等效平衡1、等效平衡含义:对于同一可逆反应,在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,只是在初始加料方式不同的情况下达到平衡后,若各平衡体系中对应物质的百分含量相等,这样的平衡称为等效平衡。
2、等效平衡的方法:归零法:先将各不同起始态中生成物的量归零(即先将生成物完全转化为反应物或将反应物完全转化为生成物)然后由反应物或生成的量进行判断。
3、等效平衡的判断依据:对于一定条件下的某一可逆反应,无论从正反应开始还是从逆反应开始,都能达到平衡状态。
在其他条件不变的情况下,若要达到相同的平衡状态,主要取决于起始时反应物和生成物的配比。
对可逆反应:aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)(1)恒温恒容条件下,对反应前后气体分子数改变的可逆反应,经起始态归零后,相同反应物的物质的量均对应相等,建立的平衡相同即:恒T 、V ,△n ≠0极值等量为等效例1:温度一定,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W mol/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W mol/L 的是( )A .1mol A+0.5molB B .1mol A+2mol BC .3mol C+1mol D+1mol BD .3mol C+1mol D(2)恒温恒容条件下,对反应前后气体分子数相等的可逆反应,经始态归零后若反应物间物质的量之比相等,则平衡等效。
即:恒T 、V ,△n=0极值等比为等效例2:向某密闭容器中充入1 mol CO 和2 mol H 2O(g),发生反应:CO +H 2O(g)2+H 2。
当反应达到平衡时,CO 的体积分数为x 。
若维持容器的体积和温度不变,起始物质按下列四种配比充入该容器中,达到平衡时CO 的体积分数等于x 的是( )A .0.5mol CO +2 mol H 2O(g)+1 mol CO 2+1 mol H 2B .1 mol CO +1 mol H 2O(g)+1 mol CO 2+1 mol H 2C .0.5 mol CO +1.5 mol H 2O(g)+0.4 mol CO 2+0.4 mol H 2D .0.5 mol CO +1.5 mol H 2O(g)+0.5 mol CO 2+0.5 mol H 2(3)恒温恒压下进行的可逆反应,不同起始态归零后,反应物间物质的量之比相等建立的平衡相同 即:恒T 、p ,极值等比为等效例3:在一定温度下保持压强相等的密闭容器中,充入1molA 、2molB 发生A+B 2C+D ,达到平衡时A 的含量为w ,下列物质组合充入该容器中,A 的含量仍为w 的是( )A. 2molC+1molDB. 1molB+2molC+1molDC. 1molA+1molBD. 1molA+4molB+4molC+2molD催化剂 高温二、化学平衡计算1.三行式法:X、Y、Z都是气体,反应前X、Y的物质的量之比为1:2,在一定条件下可逆反应X+2Y 2Z达到平衡时,测得反应物总的物质的量等于生成物总的物质的量,则平衡时X的转化率()A.80%B.20%C.40%D.60%2.极值法:在密闭容器中进行下列反应,X2(g)+Y2(g) 2Z(g),已知X2,Y2,Z的起始浓度分别为0.1mol/L,0.3mol/L,0.2mol/L,当反应在一定条件下达到平衡时,各物质的浓度有可能是:()A. Z为0.3mol/LB. Y2为0.2mol/LC. X2为0.2mol/LD. Z为0.4mol/L3.假设法:在密闭容器中某反应xA(g)+yB(g) zC(g)平衡时,测得A的浓度为0.5mol/L。
等效平衡原理及规律等效平衡原理是物理学中的一个基本原理,它是指在一些特定条件下,一些物理量之间的等效关系。
根据这个原理,我们可以用一些已知的物理量来推导和计算其他未知的物理量。
等效平衡规律是指在等效平衡条件下,物理系统所满足的关系。
在物理学中,等效平衡原理有很多具体的应用,下面我们分别来介绍一些常见的等效平衡原理和规律。
1.电阻的串并联等效原理根据欧姆定律,电阻和电流之间的关系可以用电阻的阻值来描述。
在串联电路中,多个电阻相连,电流通过每个电阻都相同,而总电阻等于每个电阻的阻值之和;在并联电路中,多个电阻并连,总电流分成多条路径通过每个电阻,而总电阻等于所有电阻阻值的倒数之和的倒数。
这就是电阻的串并联等效原理。
2.电容的串并联等效原理电容的电量和电压之间的关系可以用电容的电容量来描述。
在串联电路中,多个电容相连,总电压分为多个电容之间的电压之和,而总电容等于每个电容的电容量之和;在并联电路中,多个电容并连,总电压相同,而总电容等于所有电容电容量的和。
这就是电容的串并联等效原理。
3.电压的分配和电流的合成规律在串联电路中,总电压等于每个电阻上的电压之和;在并联电路中,总电流等于每个电阻上的电流之和。
这就是电压的分配和电流的合成规律。
4.质点的力的合成和分解原理当一个质点受到多个力的作用时,可以采用力的合成和分解原理来求解结果力。
力的合成原理指的是,如果一个质点受到多个力的作用,可以用一个单一的力来代替这些力的合力,合力等于各个力的矢量和;力的分解原理指的是,可以将一个力分解为多个力的合力,合力等于原力。
这个原理可以用来推导和计算各种物体受力的情况。
5.力矩的平衡和转动定律力矩是力对物体产生转动效应的物理量。
根据动力学中的平衡条件,当处于平衡状态时,物体所受合外力和合外力矩都为零。
利用力矩的平衡条件,我们可以推导出转动定律,即力矩等于物体的转动惯量和角加速度的乘积。
综上所述,等效平衡原理和规律在物理学中有着广泛的应用,能够帮助我们理解和解决各种物理问题。
【知识点】等效平衡一、等效平衡的概念某一可逆反应,在一定条件(T、c、p)下,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、物质的量分数)对应相等的状态互称为等效平衡状态(简称等效平衡)。
比如,我们到达的目的地是郭店,可以从新郑或新村出发,也可以从郑州或龙湖出发,行走的方向可能相同也可能相反,走的途径不一样,路程也可能不相等,但最终目的是一样的,都是郭店,即都达到了相同的效果,就是等效的。
二、判断“等效平衡”的方法(1)使用极限转化的方法将体系转化成同一方向的反应物或生成物。
(2)观察有关物质的量是否相等或成比例。
三、等效平衡规律mA(g)+nB(g) ⇌ pC(g)+q D(g)【习题】(一)恒温恒压例1 、在一个盛有催化剂、容积可变的密闭容器中,保持一定温度和压强,进行以下反应:N2(g)+3H2(g) ⇌ 2NH3(g)。
已知加入1molN2和4molH2时,达到平衡后生成amolNH3,在相同温度、压强下,保持平衡时各组分的体积分数变。
对下列编号①~③的状态,填写表中的空白。
解析:因转化率相同,故若都只加反应物,则起始量是几倍,则转化量是几倍,平衡量就是几倍,又因等压条件下物质的量之比等于体积之比,故起始量之比等于平衡量之比。
①和题干量之比是1.5,平衡之比就是1.5。
②的平衡量是题干平衡量的一半,则若没有NH3,只有N2、H2,则其物质的量应分别为0.5和2mol,又因1 mol NH3完全转化生成N20.5 mol,H21.5mol,故原来的N2、H2分别为0 mol 和0.5mol。
③可同理推得。
例2、恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下发应:A(g)+B(g)⇌C(g)(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3a mol,则x= mol,y= mol。
等效平衡一、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,以不同的投料方式(不管是从正反应开始,还是从逆反应开始或从中间状态开始),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、质量分数等)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”)二、等效平衡的分类(共三类)第一类:恒T恒V下,对于反应前后气体体积发生变化的反应如果按化学方程式的计量关系转化为同一边的物质,其物质的量与对应组分的起始加入量相同(等质量投放),则建立的化学平衡状态是等效的。
平衡后,各组分的百分含量及各组分的浓度都相等(绝对等效)。
例1:在一定温度下,把2 mol SO2和1 mol O2通入一定容积的密闭容器中,发生如下反应,,当此反应进行到一定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分别代表初始时加入的的物质的量(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,才能保证达到平衡状态时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡完全相同。
请填空:(1)若a=0,b=0,则c=___________。
(2)若a=0.5,则b=___________,c=___________。
(3)a、b、c的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)第二类:在恒T恒V下,对于反应前后气体体积不变的可逆反应以不同的投料方式进行反应,如果依据化学方程式的计量关系换算到同一边,只要反应物(生成物)中各组份的物质的量的比例相同(等比例投放),即为等效(相似等效)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1 mol H2和2 mol Br2时,达到平衡后生成a mol HBr (见下表已知项),在相同条件下,且保持平衡时各组分的体积分数不变,对下列编号①~③的状态,填写下表中的空白。
等效平衡知识点总结等效平衡是指在特定条件下,两个或多个物体或系统的状态达到平衡,其效果相同。
等效平衡是物理学中一个重要的概念,它在多个领域都有着广泛的应用,例如力学、热力学、电磁学等。
在本文中,我们将对等效平衡的知识点进行总结,包括概念、原理、应用等方面。
1. 概念等效平衡是指在某些条件下,两个或多个物体或系统的状态达到平衡,而它们的效果是相同的。
也就是说,虽然系统的组成部分、结构或者形状不同,但是它们达到平衡的效果却是一样的。
这种情况下,我们可以认为这些系统是等效平衡的。
2. 原理等效平衡的原理可以总结为以下几点:(1)平衡条件:等效平衡的系统必须满足平衡条件,即各个部分的作用力和反作用力平衡,或者各个部分的力矩和反力矩平衡。
只有在这种条件下,系统才能达到平衡状态。
(2)效果相同:虽然系统的组成部分、结构和形状可能有所不同,但是它们达到平衡的效果是相同的。
这意味着我们可以从效果上来看,将这些系统视为等效平衡的。
(3)等效性:等效平衡的系统之间具有等效性,即它们在某些特定条件下可以互相替代,而不会改变系统的平衡状态。
这种等效性是等效平衡的重要特征。
3. 应用等效平衡在物理学中有着广泛的应用,包括但不限于以下方面:(1)力学:在力学中,我们常常会遇到复杂的物体或系统,如梁、桥、支架等。
通过等效平衡的原理,我们可以将这些复杂的系统简化为等效的力学模型,从而更容易地进行分析和计算。
(2)热力学:在热力学中,等效平衡的概念可以用来分析热量的传递和平衡。
例如,当两个系统之间存在热传导时,我们可以将它们视为等效平衡的系统,从而更好地理解热传导的规律。
(3)电磁学:在电磁学中,等效平衡的概念可以用来分析电路的平衡和稳定性。
例如,我们可以将复杂的电路简化为等效的电路模型,从而更方便地进行电路设计和分析。
4. 注意事项在使用等效平衡的原理时,需要注意以下几点:(1)条件限制:等效平衡的原理只在特定条件下成立。
因此,在使用等效平衡的原理时,需要确保系统满足平衡条件,才能将其视为等效平衡的。
等效平衡原理一、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,尽管起始时加入物质的物质的量不同,而达到平衡时,同种物质的百分含量相同,这样的平衡称为等效平衡。
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:1、(全等平衡)条件:在恒温、恒容条件下,经等价转换后,与原起始物质的物质的量(或浓度)相等,则两平衡等效。
结果:n、c、%相等例:在一定温度下,把2 mol SO2和1 mol O2通入一个一定容积的密闭容器里,发生如下反应:2SO2+O22SO3当此反应进行到一定程度时,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。
请填空:(1)若a=0,b=0,则c=___________。
(2)若a=0.5,则b=_________,c= _________。
(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(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):,。
2、(相似平衡)条件:在恒温、恒容条件下,经等价转换后,对应物质的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效。
结果:%相等例:在等温、等容条件下,有下列气体反应2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g)现分别从两条途径建立平衡:I.A、B的起始浓度均为2mol/L II.C、D的起始浓度分别为2mol/L 和6mol/L,下列叙述正确的是A.I、II两途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成相同B.I、II两途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成不同C.达到平衡时I途径的v(A)等于II途径的v(A)D.达到平衡后,I途径混合气体密度为II途径混合气体密度的二分之一3、(等同平衡)条件:在恒温、恒压下,经等价转换后,对应物质的物质的量之比与原平衡相同,则与原平衡等效。
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。
这种等效平衡是绝对等效(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。
这种等效平衡是相对等效,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、3molH2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) 3molSO2+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。
高考化学等效平衡知识点在化学学科中,平衡反应是一个重要的概念。
学生在高考中经常会遇到与平衡反应相关的问题,其中包括等效平衡。
本文将介绍高考化学中与等效平衡相关的知识点,包括基本概念、计算方法以及常见的例题分析。
一、等效平衡的基本概念等效平衡是指在化学反应中,考虑到反应物的种类或比例改变而得到的一个新的平衡。
这个新平衡与原平衡之间没有本质的区别,只是组分的表示方式不同。
以一个简单的例子进行说明。
假设我们有一个平衡反应:2A + 3B⇌ C + D。
这个反应的原平衡常数Kc为0.5。
如果我们将反应中的物质A和物质B的数量各自减半,即A和B的浓度都变为原来的一半,那么新得到的平衡仍然满足化学方程式,只是反应物和生成物的系数会发生变化。
新平衡的方程式可以写为:A + 3/2B ⇌ 1/4C + D。
新的平衡常数记作K'c。
这个例子中,原平衡和新平衡之间的关系可以用一个等效平衡表示。
等效平衡的写法为:A + 3/2B ⇌ 1/4C + D,K'c = Kc / 4。
二、等效平衡的计算方法在高考化学中,计算等效平衡时,需要根据给定的条件调整化学式中的系数。
通过观察等效平衡的表达式,可以得出以下计算方法:1. 当原平衡中的某个物质的量变为原来的n倍时,对应的生成物的量将变为原来的m倍。
那么等效平衡中,该生成物的系数应调整为原平衡中的m/n倍。
2. 当原平衡中的某个物质的量变为原来的n倍时,对应的反应物的量将变为原来的m倍。
那么等效平衡中,该反应物的系数应调整为原平衡中的m/n倍。
通过这两个规律,可以得到更复杂的等效平衡计算方法。
在具体计算时,可以根据化学反应方程中的物质系数和所给条件进行推导。
三、等效平衡的例题分析下面通过几个例题来进一步说明等效平衡的应用。
例题1:考虑平衡反应:2A + 3B ⇌ C + D,Kc = 0.5。
在某个实验中,将反应物B的浓度增加到原来的4倍,则新平衡中C的浓度是多少?解析:根据题目中的条件,物质B的浓度变为原来的4倍,即变为4倍的[n(B)]。
PART 33 等效平衡一.等效平衡的含义在一定条件下(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,还是正、逆反应同时投料,达到化学平衡状态时,任何相同组分的百分含量(物质的量分数或体积分数等)均相同。
二.等效平衡的判断方法(一)1 恒温、恒容条件下反应前后体积改变的反应判断方法:极值等量即等效(“一边倒”)。
恒温、恒容条件下,对于化学反应前后气体分子数改变的可逆反应,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。
例如:2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g)① 2 mol 1 mol 0 ② 0 0 2 mol ③ 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol ④ a mol b mol c mol上述①②③三种配比,按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物,则SO 2均为2 mol ,O 2均为1 mol ,三者建立的平衡状态完全相同。
④中a 、b 、c 三者的关系满足:c +a =2,c2+b =1,即与上述平衡等效。
注意:“全等效平衡”:浓度c 相同,物质的量n 相同。
(一)2 恒温、恒容条件下反应前后体积不变的反应判断方法:极值等比即等效(“一边倒”)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。
例如:H 2(g)+I 2(g)2HI(g)① 1 mol 1 mol 0 ② 2 mol 2 mol 1 mol ③ a mol b mol c mol①②两种情况下,n (H 2)∶n (I 2)=1∶1,故互为等效平衡。
③中a 、b 、c 三者关系满足⎝⎛⎭⎫c 2+a ∶⎝⎛⎭⎫c2+b =1∶1或a ∶b =1∶1,c ≥0,即与①②平衡等效。
注意:“相似等效平衡”:浓度c 成比例,物质的量n 成比例,体积分数相同。
高中化学专题等效平衡详解The document was prepared on January 2, 2021高中化学专题—等效平衡详解一、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,任何相同组分的百分含量....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“全等等效和相似等效”. 理解:1只要是等效平衡,平衡时同一物质的百分含量....体积分数、物质的量分数等一定相同 2外界条件相同:通常可以是①恒温、恒容,②恒温、恒压.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,比较时都运用“一边...倒”倒回到起始的状态..........进行比较.二、分类一全等等效和相似等效1、全等等效:一边倒后要和标准状态数值完全相同才能等效,达到平衡后,w%百分含量,如质量分数、体积分数、物质的量分数等、n 物质的量、m 质量、V 体积等量完全相同.2、相似等效:一边倒后和标准状态数值成比例就可以等效,达到平衡后,w%一定相同,但n 、m 、V 等量不一定相同但一定成比例.二具体分析方法针对反应mAg +n Bg pCg + qDg,1、若m + n = p + q,则无论恒温恒容还是恒温恒压,都满足相似等效.例:对于反应H 2g+ I 2g 2HIg,在某温度下,向某一密闭容器中加入1molH 2和1molI 2,平衡时HI 的浓度为a,HI 的物质的量为b,则1若保持恒温恒容,开始时投入_______molHI,与上述情况等效2若保持恒温恒压,开始时投入_______molHI,与上述情况等效3若保持恒温恒容,开始时投入,还需要加入_______mol I 2和_______molHI,与上述情况等效 4若保持恒温恒压,开始时投入4molHI,则平衡时,HI 的浓度为_______,物质的量为_______2、若m + n ≠ p + q,1若恒温恒容,则满足全等等效;2若恒温恒压,则满足相似等效.例:对于反应H 2g+ 3N 2g 2NH 3g,在某温度下,向某一密闭容器中加入1molH 2和3molN 2,平衡时NH 3的浓度为a,NH 3的物质的量为b,则1若保持恒温恒容,开始时投入_______mol NH 3,与上述情况等效,平衡时NH 3的浓度为_______,NH 3的物质的量为_______;若保持恒温恒容,开始时投入,还需要加入_______mol N 2和_______mol NH 3与上述情况等效,平衡时NH 3的浓度为_______,NH 3的物质的量为_______;若保持恒温恒容,为了达到与上述情况等效,NH 3的物质的量的取值范围为_________________,平衡时NH 3的浓度为_______,NH 3的物质的量为_______2若保持恒温恒压,开始时投入_______mol NH 3,与上述情况等效;若保持恒温恒容,开始时投入,还需要加入_______mol N 2和_______mol NH 3与上述情况等效;若保持恒温恒压,开始时投入4molNH 3,平衡时NH 3的浓度为_______,NH 3的物质的量为_______三、典型例题例1、将6molX 和3molY 的混合气体置于密闭容器中,发生如下反应:2X g+Yg 2Z g,反应达到平衡状态A 时,测得X 、Y 、Z 气体的物质的量分别为、和.若X 、Y 、Z 的起始物质的量分别可用a 、b 、c 表示,请回答下列问题:1若保持恒温恒容,且起始时a=,且达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A 相同,则起始时b 、c 的取值分别为 , .2若保持恒温恒压,并要使反应开始时向逆反应方向进行,且达到平衡后各气体的物质的量与平衡A 相同,则起始时c 的取值范围是 .例2、将6molX 和3molY 的混合气体置于容积可变的密闭容器中,在恒温恒压发生如下反应:2Xg+Yg 2Z g,反应达到平衡状态A 时,测得X 、Y 、Z 气体的物质的量分别为、和.若X 、Y 、Z 的起始物质的量分别可用a 、b 、c 表示,若起始时a=,且达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A 相同,则起始时b 、c 的取值分别为 , .四、巩固练习1、在1L 的密闭容器中通入2molNH 3,在一定温度下发生下列反应:2NH 3N 2+3H 2,达到平衡时,容器内N 2的百分含量为a%.若维持容器的体积和温度都不变,分别通入下列初始物质,达到平衡时,容器内N 2的百分含量也为a %的是A .3molH 2+1molN 2B .2molNH 3+1molN 2C .2molN 2+3molH 2D .++2、在密闭容器中发生反应2SO 2+O 2 2SO 3g,起始时SO 2和O 2分别为20mol 和 10mol,达到平衡时,SO 2的转化率为80%.若从SO 3开始进行反应,在相同的条件下,欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同,则起始时SO 3的物质的量及SO 3的转化率分别为A 、10mol 10%B 、20mol 20%C 、20mol 40%D 、30mol 80%3、在一密闭的容器中充入2 mol A 和1 mol B 发生反应:2Ag +Bg== x Cg,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 : mol 、B : mol 、C : mol 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2B .只能为3C .可能为2,也可能为3D .无法确定 4、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223N (g)3H (g)2NH (g)+= 92.4H ∆=-kJ·mol 1-:容器甲 乙 丙 反应物投入量1mol N 2、3mol H 2 2mol NH 3 4mol NH 3 平衡时NH 3的浓度mol·L 1-c 1 c 2 c 3 反应的能量变化放出a kJ 吸收b kJ 吸收c kJ 体系压强Pap 1 p 2 p 3反应物转化率下列说法正确的是A .132c c >B .92.4a b +=C .232p p <D .13αα1+<5、在一定温度下,把2mol SO 2和1mol O 2通入一定容积的密闭容器中,发生如下反应,22O SO 2+3SO 2,当此反应进行到一定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 分别代表初始时加入的322SO O SO 、、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,才能保证达到平衡状态时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡完全相同.请填空:1若a=0,b=0,则c=___________.2若a=,则b=___________,c=___________.3a 、b 、c 的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c6、如图所示,在一定温度下,把2体积N2和6体积H2通入一个带有活塞的容积可变的容器中,活塞的一端与大气相通,容器中发生以下反应:22H 3N +3NH 2正反应放热,若反应达到平衡后,测得混合气体的体积为7体积.据此回答下列问题:1保持上述反应温度不变,设a 、b 、c 分别代表初始加入的N 2、H 2和NH 3的体积,如果反应达到平衡后混合气体中各气体的体积分数仍与上述平衡相同,那么:①若a=1,c=2,则b=_________.在此情况下,反应起始时将向_________填“正”或“逆”反应方向进行.②若需规定起始时反应向逆反应方向进行,则c 的取值范围是_________.2在上述装置中,若需控制平衡后混合气体为体积,则可采取的措施是_____,原因是_______.7、一恒温、恒压下,在一个容积可变的容器中发生如下反应:)g (B )g (A +)g (C 1若开始时放入1mol A 和1mol B,达到平衡后,生成a mol C,这时A 的物质的量为_____ mol. 2若开始时放入3mol A 和3mol B,达到平衡后,生成C 的物质的量为________mol.3若开始时放入x mol A 、2mol B 和1mol C,达到平衡后,A 和C 的物质的量分别为y mol 和3a mol,则x=________,y=________.平衡时,B 的物质的量________填编号.甲大于2mol 乙等于2mol 丙小于2mol 丁可能大于、等于或小于2mol4若在3的平衡混合物中再加入3mol C,待再次达到平衡后,C 的物质的量分数是___________.二若维持温度不变,在一个与一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1mol A 和1mol B 到达平衡后生成b mol C.将b 与1小题中的a 进行比较__________填编号.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____________.。
等效平衡知识点一、等效平衡的概念。
1. 定义。
- 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,任何相同组分的百分含量(体积分数、物质的量分数等)均相同,这样的化学平衡互称为等效平衡。
二、等效平衡的类型(以反应aA(g)+bB(g)⇌ cC(g)+dD(g)为例)1. 恒温恒容条件下的等效平衡。
- 类型一:反应前后气体分子数改变的反应(a + b≠ c + d)- 建立等效平衡的条件:必须保证起始物质的量完全相同。
- 例如:对于反应2SO_2(g)+O_2(g)⇌ 2SO_3(g),如果在恒温恒容容器中进行。
- 第一种起始情况:2mol SO_2和1mol O_2。
- 第二种起始情况:0mol SO_2、0mol O_2和2mol SO_3。
这两种起始情况达到平衡时是等效平衡,因为将2mol SO_3按照反应方程式完全转化为SO_2和O_2时,会得到2mol SO_2和1mol O_2,起始物质的量完全相同。
- 类型二:反应前后气体分子数不变的反应(a + b = c + d)- 建立等效平衡的条件:起始物质的量之比相同。
- 例如:对于反应H_2(g)+I_2(g)⇌ 2HI(g),在恒温恒容容器中。
- 第一种起始情况:1mol H_2和1mol I_2。
- 第二种起始情况:2mol H_2和2mol I_2。
这两种起始情况达到平衡时是等效平衡,因为两种起始情况中H_2与I_2的物质的量之比都是1:1。
2. 恒温恒压条件下的等效平衡。
- 建立等效平衡的条件:起始物质的量之比相同。
- 例如:对于反应N_2(g)+3H_2(g)⇌ 2NH_3(g)在恒温恒压容器中。
- 第一种起始情况:1mol N_2和3mol H_2。
- 第二种起始情况:2mol N_2和6mol H_2。
这两种起始情况达到平衡时是等效平衡,因为两种起始情况中N_2与H_2的物质的量之比都是1:3。
综合应用:等效平衡资中二中在一定条件下(恒温恒压或恒温恒容),对于可逆反应,从不同途径开始,当达到平衡时,各组分的物质的分数或体积分数分别相同,这种状态称为等效平衡。
数据处理:(用极端假设法)将所给物质按化学方程式化学计量数完全转化为反应物或生成物,再进行比较。
例如2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)①2mol 1mol 0②0 0 2.0mol③0.5mol 0.25mol 1.5mol以上②③与①相当。
可以从量的角度、反应条件角度分析1、等量等效例1.将2molSO2和2molSO3气体混合于某容积固定的密闭容器中,在一定条件下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)平衡时,SO3的体积分数为n%。
在相同温度下,分别按下列配比在相同的容器中反应,达到平衡时,SO3的体积分数仍为n%的是()A.2mol SO2 +1mol O2B.4molSO2 +1molO2C.2mol SO2 +1mol O2+2mol SO3D.3mol SO2 +1.5mol O2 +1mol SO3分析:起始原料“2mol SO2和2molSO3”与“4mol SO2 +1mol O2”相当。
小结:相同条件下(恒温恒压或恒温恒容条件下),起始时,加入的物质的物质的量(换算后)分别与原平衡起始加入量相同,达到平衡时,与原平衡等效。
特点:同一物质的x%、c、n分别相同。
2、等比等效(1)恒温恒压条件下例2.可逆反应A(g)+2B(g)2C(g)在容积可变的容器中进行,如果向容器中充入1molA和1molB,在温度和压强一定时达到平衡;若向容器中充入2molA和2molB,在相同条件下,达到平衡时,与原平衡相比,C的体积分数()A.增大 B. 减小 C. 不变 D.无法确定模型分析:当按比例增加(或减少)起始反应物的物质的量时,则有体积V增大(或减小),但浓度C不变。
因此,反应起始时,温度T、浓度C分别相同,为等效平衡。
等效平衡详细讲解一、等效平衡概念化学平衡状态与条件息息相关,而与建立平衡的途径无关。
对于同一可逆反应,在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,以不同投料方式(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、物质的量或质量分数)相等,这样的化学平衡即互称为等效平衡。
切记的是组分的百分数相同,包括体积分数、物质的量分数或质量百分数,而不仅仅是指浓度相同,因为同一组分百分数相同时其浓度不一定相等。
二、等效平衡规律规律Ⅰ:恒温恒容条件下1. 恒温恒容时,对一般的可逆反应,不同的投料方式如果根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时,反应物(或生成物)中同一组分的物质的量完全相同,则互为等效平衡。
此时一般不考虑反应本身的特点,计算的关键是换算到同一边后各组分要完全相同。
【范例1】定温定容下,可逆反应N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)按下列四种不同投料方式达到平衡后,N2的体积分数都相等,请填写下面的空格。
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡时n(NH3)/mol起始量(投料1)/ mol: 1 3 0 a等效于(投料2)/ mol:0等效于(投料3)/ mol:4/3等效于(投料4)/ mol: a b ca、b、c取值必须满足的一般条件是(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):、。
【解答】换算的基本思路是:将最初的投料方式看成起始量,其它的投料方式看成由起始量经过反应而得来。
即根据已知的一个量求出各组分消耗或生成的量,然后由起始量减去消耗的量或加上生成的量,就可得到其它投料方式中各组分的值。
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡时n(NH3)/mol起始量(投料1)/ mol: 1 3 0 a等效于(投料2)/ mol:0 x1 y1 n1(平)等效于/ mol:0+y1/2 x1+3y1/2 0等效于(投料3)/ mol:x2 y2 4/3 n2(平)等效于/ mol:x2+× y2+0等效于(投料4)/ mol: a b c n3(平)等效于/ mol:a+c/2 b+3c/2 0根据换算到同一边时,反应物(或生成物)中同一组分的物质的量与起始量完全相同,得0+y1/2=1,x1+3y1/2=3,得x1=0,y1=2,n1(平)=ax2+2/3=1,y2+2=3,得x2=1/3,y2=1,n2(平)=aa+c/2=1,b+3c/2 =3,n3(平)=a 。
所以a、b、c取值必须满足的一般条件为:a+c/2=1,b+3c/2=3。
2. 恒温恒容时,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,不同的投料方式如果根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时,只要反应物(或生成物)中各组分的物质的量的比例相同,即互为等效平衡。
此时的反应特点是无体积变化,计算的关键是换算到同一边后各组分只需要物质的量之比相同即可。
在具体分析中,有两种情况需要注意:①最初投料方式与化学方程式计量系数比不一致时。
【范例2】定温定容下,可逆反应H2(g) + I2(g) 2HI(g)按下列四种不同投料方式达到平衡后,H2的体积分数都相等,请填写下面的空格。
H2(g) + I2(g) 2HI(g) 平衡时n(HI)/mol起始量(投料1)/ mol: 1 2 0 a等效于(投料2)/ mol:0 1等效于(投料3)/ mol:0 1等效于(投料4)/ mol: a b ca、b、c取值必须满足的一般条件是。
【解答】H2(g) + I2(g) 2HI(g) 平衡时n(HI)/mol起始量(投料1)/ mol: 1 2 0 a等效于(投料2)/ mol:0 x 1 n1(平)等效于/ mol:0+1/2 x+1/2 0等效于(投料3)/ mol:0 1 y n2(平)等效于/ mol:0+y/2 1+y/2 0等效于(投料4)/ mol: a b c等效于/ mol:a+c/2 b+c/2 0根据换算到同一边后只需要各组分物质的量之比与起始量相同,得,x=;平衡时:,得n1(平)=a/2 ,y=2;平衡时:,得n2(平)=aa、b、c取值必须满足的一般条件是:,得b=2a+c/2②最初投料方式与化学方程式计量系数比一致时。
【范例3】定温定容下,可逆反应H2(g) + I2(g) 2HI(g)按下列四种不同投料方式达到平衡后,H2的体积分数都相等,请填写下面的空格。
H2(g) + I2(g) 2HI(g) 平衡时n(HI)/mol起始量(投料1)/ mol: 1 1 0 a等效于(投料2)/ mol:0等效于(投料3)/ mol: 1.5等效于(投料4)/ mol: 1【解答】H2(g) + I2(g) 2HI(g) 平衡时n(HI)/mol起始量(投料1)/ mol: 1 1 0 a等效于(投料2)/ mol:0 x1 y1 n1(平)等效于/ mol:0+y1/2 x1+y1/2 0等效于(投料3)/ mol:x2 1.5 y2 n2(平)等效于/ mol:x2+y2/2 1.5+y2/2 0等效于(投料4)/ mol:x3 y3 1 n3(平)等效于/ mol:x3+1/2 y3+1/2 0根据换算到同一边后只需要各组分物质的量之比与起始量相同,得,得x1=0,y1≥0,平衡时:,n1(平)=,得x2=1.5,y2≥0,平衡时:,得n2(平)=,得x3=y3≥0,平衡时:,得n3(平)=由上述讨论可知,最初投料方式与化学方程式计量系数比不一致时,各投料方式中的结果都是唯一值,而如果最初投料方式与化学方程式计量系数比一致时,各投料方式中的结果不一定是唯一值。
【范例4】在恒容的密闭容器中,充入2molA和1molB的气体后发生反应:2A(g)+B(g) xC(g)。
达到平衡后,C的体积分数为W%;若维持容器体积和温度不变,按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始物质的量,达到平衡后,C的体积分数仍为W%。
则x值可能为()A 1B 2C 3D 4【解答】此题关键是分析要全面。
若反应前后体积不相等,则两种投料方式换算到同一边后各组分应完全相同(即恒温恒容时一般可逆反应的等效平衡换算):2A(g) + B(g) xC(g)起始量/mol: 2 1 0等效于/mol:0.6 0.3 1.4等效于/mol:0.6+1.4× 0.3+1.4× 00.6+1.4×=2 ,0.3+1.4×=1,得x=2若反应前后气体体积不变(即x=3),等效平衡只需要两种投料方式换算到同一边后各组分比例相同即可(恒温恒容时分子总数不变的可逆反应的等效平衡换算)。
而1.4molC换算到反应物后,A与B的物质的量之比为,与起始量的投料比相同,故x=3成立。
选BC。
规律Ⅱ:恒温恒压条件下:在恒温恒压时,可逆反应以不同的投料方式进行反应,如果根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时,只要反应物(或生成物)中各组分的物质的量的比例相同,即互为等效平衡。
此时计算的关键是换算到一边后只需比例相同即可,并对反应特点没有要求。
在具体分析中亦有两种情况需要注意:1. 最初投料方式与化学方程式计量系数比不一致时。
【范例5】在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中,保持一定的温度和压强,进行以下反应:N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)。
已知加入1molN2和4molH2时,达到平衡后生成amol,在相同温度、压强下,保持平衡时各组分的体积分数不变。
请填写下面的空格。
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡时n(NH3)/mol起始量(投料1)/ mol: 1 4 0 a等效于(投料2)/ mol: 1.5 6 0等效于(投料3)/ mol: 1 0.5a等效于(投料4)/ mol:m g(g≥4m)【解答】N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡时n(NH3)/mol起始量(投料1)/ mol: 1 4 0 a等效于(投料2)/ mol: 1.5 6 0 n1(平)等效于(投料3)/ mol:x y 1 0.5a等效于/ mol:x+1/2 y+3/2 0等效于(投料4)/ mol:m g(g≥4m)z n2(平)等效于/ mol:m+z/2 g+3z/2 0根据换算到同一边后只需要各组分物质的量之比与起始量相同,得,得n1(平)=1.5a,,得x=0,y=0.5,得z=2(g-4m),平衡时:,得n2(平)=(g-3m)a2. 最初投料方式与化学方程式计量系数比一致时。
【范例6】在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中,保持一定的温度和压强,进行以下反应:N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)。
已知加入1molN2和3molH2时,达到平衡后生成amol,在相同温度、压强下,保持平衡时各组分的体积分数不变。
请填写下面的空格。
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡时n(NH3)/mol起始量(投料1)/ mol: 1 3 0 a等效于(投料2)/ mol: 2 6等效于(投料3)/ mol: 1等效于(投料4)/ mol: a b ca、b、c取值要满足的条件是:【解答】N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡时n(NH3)/mol起始量(投料1)/ mol: 1 3 0 a等效于(投料2)/ mol: 2 6 x n1(平)等效于/ mol:2+x/2 6+3x/2 0等效于(投料3)/ mol:y z 1 n2(平)等效于/ mol:y+1/2 z+3/2 0等效于(投料4)/ mol:m n q n3(平)等效于/ mol:m+q/2 n+3q/2 0根据换算到同一边后只需要各组分物质的量之比与起始量相同,得,得x≥0,平衡时:,得n1(平)=,得z=3y,y≥0,平衡时:,得n2(平)=,得n=3m,m≥0,q≥0,平衡时:,得n3(平)=a、b、c取值要满足的条件是:n=3m,m≥0,q≥0。
由上述讨论可知,最初投料方式与化学方程式计量系数比不一致时,各投料方式中的结果都是唯一值,而如果最初投料方式与化学方程式计量系数比一致时,各投料方式中的结果不一定是唯一值。
【范例7】(2003年江苏卷)Ⅰ:恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应:A(g)+B(g) C(g)(1)若开始时放入1molA和1molB,达到平衡后,生成a molC,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x molA、2 molB和1 molC,到达平衡后,A和C的物质的量分别是ymol和3amol,则x=mol,y=mol。