高中化学等效平衡

1等效平衡化学平衡图像题2对于同一可逆反应，当外界条件一定时，该反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，或是正逆反应同时进行，只要反应物或生成物满足一定的配比，达平衡时，任何相同的组分的百分含量（体积、物质的量）均对应相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。相同温度、相同容积相同温度、相同压强研究等效平衡的方法是：等效转换等效平衡的基本标志一、等效平衡的概念3二.等效平衡的分类条件反应特征等效标志转化方法内在关系恒T、Vm+n≠p+q各种量完全相等或成比例(1)逆推还原法或归零法(2)模拟容器法等量等效恒T、Pm+n=p+q等比等效才即说明:1.各种量相等或成比例是这些量:体积分数、质量分数、浓度、物质的量、密度、平均摩尔质量；2.在恒温恒容条件下,各种量都完全相同,故也称”等同平衡”3.在恒温恒容下,若反应为等体积变化,只要等比即等效,但如果给出的标志是浓度相等,这时就必须为等量才等效4.对于等体积反应,不管是恒温恒容或恒温压,只要等比即等效4等效平衡中常见比较的几个量m+n≠p+q等温等体积等温等压两平衡中各量的关系n%(v%)浓度n密度M相等相等相等相等相等相等相等相等相等成比例5等效平衡中常见比较的几个量m+n=p+q等温等体积等温等压两平衡中各量的关系n%(v%)浓度n密度M相等相等相等相等相等成比例成比例成比例相等成比例6SO2amolO2bmolSO3cmolSO2amolO2bmolSO3cmolSO2KamolO2kbmolSO3kcmol平衡状态(Ⅰ)平衡状态(Ⅱ)平衡状态(Ⅲ)等同平衡2SO2(g)+O2(g)2SO3（g）倍比平衡7起始①(mol)210平衡①(mol)xyz起始②(mol)420平衡②(mol)2x?2y?2z?2SO2(g)+O2(g)2SO3（g）问题一:恒温恒压条件下等效平衡恒温恒压8SO2xmolO2ymolSO3zmolSO2xmolO2ymolSO3zmol恒温、恒压下按倍数加料起始①平衡①平衡②SO22molO21molSO30mol起始②V2VSO2xmolO2ymolSO3zmol2SO2(g)+O2(g)2SO3（g）SO22molO21molSO30molSO22molO21molSO30molSO22xmolO22ymolSO32zmol9起始①(mol)210平衡①(mol)xyz起始②(mol)420平衡②(mol)2x?2y?2z?2SO2(g)+O2(g)2SO3（g）问题二:恒温恒容条件下等效平衡恒温恒压10缩积方向移动起始②?2SO2(g)+O2(g)2SO3（g）恒温、恒容下按倍数加料起始①SO2xmolO2ymolSO3zmol平衡状态①SO22molO21molSO30molSO22molO21molSO30molSO2xmolO2ymolSO3zmolSO2xmolO2ymolSO3zmol充入SO22xmolO22ymolSO32zmol相当于加压平衡状态②SO22molO21molSO30mol充入瞬时态11[思考]在恒温恒容下，按不同的投料方式进行反应，平衡后各体系内相同组分浓度是否对应相同？三条途径最终达同一平衡1、N2+3H22NH3(1)1mol4mol0mol(2)0mol1mol2mol(3)0.5mol2.5mol1mol1mol(3+1)mol0mol(0.5+0.5)mol(2.5+1.5)mol0mol122、CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)(1)1mol1mol0mol0mol(2)0mol0mol2mol2mol“一边倒”2mol2mol0mol0mol(3)0mol1mol1mol1mol“一边倒”1mol2mol0mol0mol13在定温定容的条件下，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边物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效.1、定温（T）定容（V）条件下的等效平衡规律14例1在一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和2molB，发生如下反应：2A（气）+2B（气）3C（气）+D（气），达到平衡时，C的浓度为Wmol/L,若维持容器体积和温度不变,按下列配比作为起始物质达到平衡后,C的浓度仍为Wmol/L的是（）A2molA+1molB+3molC+1molDB3molC+1molD+1molBC3molC+1molDD1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC152A（g）+2B（g）3C（g）+D（g）2mol2mol0mol0molA2mol1mol3mol1mol4mol3mol0mol0molB0mol1mol3mol1mol2mol3mol0mol0molC0mol0mol3mol1molD1mol0.5mol1.5mol0.5mol2mol1.5mol0mol0mol16例2：一定温度下，往一固定容积密闭容器中，通入1molNO2发生如下反应：2NO2(g)N2O4(g)，达平衡时，再向容器内通入1mol的NO2，重新达平衡后，与第一次平衡时相比，NO2的体积分数（）A、不变B、增大C、减小D、无法判断C思考:如果达平衡时，再向容器内通入的是1molN2O4(g),结论又如何呢?17例3在一固定容积的密闭容器中充入2molA和1molB，发生反应：2A(气)+B(气)xC(气),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，达到平衡后，C的体积分数仍为W%，则x值为（）A、1B、2C、3D、4BC18例4在一定温度下，把2molSO2和1molO2通入一个一定容积的密闭容器中，发生以下反应：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。现维持该温度不变，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含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白：(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(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)：，。20.251.5a+c=2b+c/2=119例5将2molSO2和2molSO3气体混合于固定体积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2(气)+O2(气)2SO3（气），平衡时SO3为nmol。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，平衡时SO3的物质的量大于nmol的是（）A.2molSO2+1molO2B.4molSO2+1molO2C.2molSO2+1molO2+2molSO3D.3molSO2+1molO2+1molSO3CD202、定温（T）定压（P）条件下的等效平衡在定温定容的条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只改变起始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边物质的物质的量比例与原平衡相同，则两平衡等效.规律212体积N26体积H2大气例6、在一定温度下，把2体积N2和6体积H2通入一个带活塞的体积可变的容器中，活塞的一端与大气相通（如图所示）。容器中发生以下反应：N2+3H22NH3（放热），若达到平衡后，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N2、H2和NH3的体积，如果反应达到平衡时，各物质的百分含量和体积与上述平衡时完全相同，那么①若a=1，c=2，则b=。在此情况下，反应起始时将向_______方向进行。3逆反应222体积N26体积H2大气例6、在一定温度下，把2体积N2和6体积H2通入一个带活塞的体积可变的容器中，活塞的一端与大气相通（如图所示）。容器中发生以下反应：N2+3H22NH3（放热），若达到平衡后，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N2、H2和NH3的体积，如果反应达到平衡时，各物质的百分含量和体积与上述平衡时完全相同，那么②若需规定起始反应向逆方向进行，则C的范围是。（2）在上述装置中，若需控制平衡后混合气体为6.5体积，则可采取的措施是_____________理由是。1C(c)≤4降温降温平衡正向移动23例7：如图所示，向A中充入1molX和lmo1Y，向B中充入2molX和2molY，起始Va=Vb=aL，在相同温度和有催化剂的条件下，两容器中各自发生下列反应：X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)；△H0，达到平衡时，VA=1.2aL。则：(1)反应开始时，B容器中化学反应速率_______A容器中的化学反应速率(填“大于”、“小于”或“等于”)；大于24例7：如图所示，向A中充入1molX和lmo1Y，向B中充入2molX和2molY，起始Va=Vb=aL，在相同温度和有催化剂的条件下，两容器中各自发生下列反应：X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)；△H0，达到平衡时，VA=1.2aL。则：(2)A容器中X的转化率为________，且A容器中X的转化率________B容器中X的转化率；(填“大于”、“小于”或“等于”)；40％大于25(3)打开K一段时间达到新平衡时，A的体积为____________(连通管中气体体积不计)。例7：如图所示，向A中充入1molX和lmo1Y，向B中充入2molX和2molY，起始Va=Vb=aL，在相同温度和有催化剂的条件下，两容器中各自发生下列反应：X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)；△H0，达到平衡时，VA=1.2aL。则：26ABX(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)；△H0，起始：1molX，1molY2molX，2molY平衡：AB3.6aL(3)打开K一段时间达到新平衡时，A的体积为____________(连通管中气体体积不计)。2.6aL27二、有关平衡的图像⑴分析方法和技巧做到三看:一看:坐标的含义二看:曲线的形状和走向三看:曲线的起点、拐点和终点⑵图像的类别①时间与速率、浓度、物质的百分含量、混合气体的密度、混合气体的平均摩尔质量、物质的物质的量等等②温度与物质的平衡浓度、反应物的转化率等③压强与物质的平衡浓度、反应物的转化率等28V正V逆看图：化学平衡向什么方向移动？V时间答：逆反应开始。平衡向正反应方向移动。答：平衡向正反应方向移动。292A(g)+B(g)2C(g)T2P1T1P2T1P1C%tP1P2正反应是热反应.0吸300浓度——平衡——时间曲线A或BC时间浓度t1t2t3此图在t2时，如果是加热，那么Q值是大于0，还是小于0？如果是减压，那么m+n与p+q的关系如何？mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)+Q31练习1、下图是在其它条件一定时，反应2NO+O22NO2+Q（Q0)中NO的最大转化率与温度的关系曲线。图中坐标有A、B、C、D、E5点，其中表示未达平衡状态且V正V逆的点是。ABCEDC点NO转化率T0322、如图所示，图中a曲线表示X(g)+Y(g)2Z(g)+W(s)+Q的反应过程，若使a曲线变为b曲线，可采取的措施是（）0Z%tabA.加入催化剂B.增大Y的浓度C.降低温度D.增大体系压强0AD33图像题：3对于放热反应2A(g)+B(g)2C(g)的下列图像正确的是（）AC％100℃500℃tAv逆v正vPBc(C)t有催化剂无催化剂C100℃10℃A的转化率PD34图象题B4对于达到平衡的可逆反应:X+YW+Z增大压强则反应速率的变化图象如右下图所示。据此分析X、Y、W、Z的聚集状态是（）A.Z、W均为气态，X、Y中有一种为气体B.Z、W中有一种为气体，X、Y均为气体C.X、Y、Z均为非气体，W为气体D.X、Y均为气体，Z、W皆为非气体vV（正）V（正）V（逆）V（逆）时间t35图象题5