高二化学等效平衡的应用
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等效平衡的应用
一、等效平衡的应用:主要比较两个不同的平衡状态
方法:将其中一个平衡看作由另外一个平衡或另外一个平衡的等效平衡通过加料或扩大、缩小容器的体积转化过来的,在转化过程中比较两个平衡的差别。
理论依据:平衡状态(终态)只与始态有关,而与途径无关,即:①投料是一次还是分成几次②反应容器经过扩大—缩小或缩小—扩大的过程,而最终容器体积不变。
【例1】在温度、催化剂不变的情况下,向一固
定体积的密闭容器中加入H2、N2、NH3初始的物
质的量(单位mol)如下表格,反应达到平衡时,
氨气浓度最大的一组是( )
【例2】在一个一定容积的密闭容器中在某温度下发生如下反应: CO(g)+H2O(气)
CO2(g)+H2(g)开始时充入容器中的起始物质是①0.1molCO,0.1molH2O;②0.1molCO,0.2molH2O;③0.1molCO,0.1molH2O,0.1molCO2;④0.1molCO,0.5molH2O,0.1molH2;⑤0.1molCO,0.1molH2O,0.1molH2,0.1molCO2,达平衡时容器中H2浓度由小到大排列顺序是
【例3】(双选)已知298K时,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H=-197kJ/mol。在相同的温度下,向密闭容器中通入2molSO2和2molO2,达到平衡时放出热量Q1,向另一体积相同的密闭容器中加入1molSO2和1molO2,达到平衡时放出热量Q2,则下列关系正确的是( )
A、Q2=Q1/2 B、Q2
【例4】在一定条件下, 2NO2N2O4 ;△H<0可逆反应达到平衡,当分别改变下列条件时,填入NO2百分含量与原百分含量的比较情况(增大、减小、不变)。
(1)保持容器容积不变,通入一定量二氧化氮,则达到平衡时NO2百分含量 。保持容器容积不变,通入一定量四氧化二氮,则达到平衡时NO2百分含量 。
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H2g+ I2g 2HIg,在某温度下,向某一密闭容器中加入1molH2和1molI2,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 I2和_______molHI,与上述情况等效
高中化学等效平衡
在高中化学的学习中,等效平衡是一个较为复杂但又十分重要的概念。它对于我们深入理解化学反应的限度、平衡状态的特点以及化学平衡的移动等方面都有着关键的作用。
要理解等效平衡,首先得清楚什么是化学平衡。当一个可逆反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再发生变化,我们就说这个反应达到了化学平衡状态。而等效平衡,简单来说,就是在一定条件下(温度、体积或压强等),尽管起始加入的物质的量不同,但达到平衡时,反应混合物中各组分的含量相同。
等效平衡可以分为三类:恒温恒容条件下的等效平衡、恒温恒压条件下的等效平衡以及同温同体积条件下的等效平衡。
在恒温恒容条件下,如果反应前后气体分子数发生变化,那么要达到等效平衡,起始加入的物质的量必须完全相同。例如,对于反应 N₂
+ 3H₂ ⇌ 2NH₃,如果要在两个容器中达到等效平衡,除了起始时加入的 N₂、H₂ 和 NH₃ 的量要分别相等外,反应的条件,如温度、容器的体积等也必须相同。
如果反应前后气体分子数不变,在恒温恒容条件下,起始加入的物质只要按化学计量数换算成同一边的物质,其物质的量之比相同,就能达到等效平衡。比如对于反应 H₂ + I₂ ⇌ 2HI,只要起始时加入的
H₂ 和 I₂ 的物质的量之比相同,最终达到平衡时各组分的含量就相同。
恒温恒压条件下的等效平衡就相对宽松一些。无论反应前后气体分子数是否改变,只要起始加入的物质按化学计量数换算成同一边的物质,其物质的量之比相同,就能达到等效平衡。
理解等效平衡,对于解决一些化学平衡的问题有着极大的帮助。比如,我们可以通过判断等效平衡来比较不同起始条件下反应达到平衡时各物质的浓度、转化率等。
以一个具体的例子来说明。假设在一个恒温恒容的容器中,发生反应 2A(g) + B(g) ⇌ 3C(g) ,起始时加入 2 mol A 和 1 mol B ,达到平衡时 A 的转化率为 50%。现在考虑另一个起始条件,加入 4 mol A 和 2
等效平衡的判断及应用
摘要 等效平衡是解决化学平衡问题的重要方法,也是教学过程中的难点,从研究等效平衡的外界条件、适用范围、等效条件、等效内容4个方面来建立等效平衡并进行应用。
关键词 等效平衡 恒温 应用
化学平衡是中学化学理论的重点,其中等效平衡是解决化学平衡问题的重要方法之一,也是近几年高考命题热点。本文对等效平衡的判断及应用总结如下。
1 等效平衡的概念
外界条件相同时,可逆反应只要起始浓度相当,无论经过何种途径,都可以达到相同的平衡状态。
2 等效平衡的建立
对于反应mA(g)+ nB(g)==pC(g)+qD(g)
等效平衡存在的外界条件和研究对象及等效的内容列成表1。
从表1可以看出,判断2个平衡状态是否是等效平衡,不管哪种情况都必须“先通过反应方程式的化学计量系数关系换算成同一侧的反应物后与原平衡的起始状态来进行对比”。而等效的内容则应该与外界条件和研究对象相对应。只有第一种情况下指定组分的物质的量才相等;不管哪种情况,只要是等效平衡都会有各指定组分的体积分数、物质的量分数相等。
3 等效平衡在解题中的应用
[例1]t ℃时在一体积可变容器中加入1 mol N2和3mol H2,反应N2+3H22NH3达平衡时,混合气体中的NH3的浓度为a mol/L,若恒温,只改变初始物质的加入量而a保持不变,则N2、H2、NH3的加入量用x、y、z表示时,
(1)恒温恒容
①若x=0,y=0,则z=_______
②若x=0.25 mol,则y= _______,z=_______。
③x、y、z应满足的一般条件______。
(2)恒温恒压
①若x=0,y=0,则z=_______。
②若x=0.25 mol,则y=_______,z=_______。
③x、y、z应满足的一般条件_______。
[解析] 此反应为非等体积反应(即m+n≠ p+q)。
(1)恒温恒容,若使平衡时N2、H2、NH3的浓度为amol/L,充入N2、H2、NH3的初始量通过化学计量数之比换算成同一侧的反应物后物质的量与原来原料相等即1 mol N2,3 mol H2(与表中1对应)。