竞赛第二部分化学平衡及等效平衡

第二部分化学平衡设计制作：贾大成且正反应速率=逆反应速率逆反应速率时间正反应速率相等速率反应仍在进行，但是四种物质的浓度均保持不变，达到动态平衡，这就是化学平衡状态第二部分化学平衡1、定义：化学平衡状态：就是指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。强调三点前提条件：可逆反应实质：正反应速率=逆反应速率指同一物质的生成速度与消耗速度相等。标志：反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态第二部分化学平衡2、化学平衡状态的特征(1)动：动态平衡（正逆反应仍在进行）(2)等：正反应速率=逆反应速率(3)定：反应混合物中各组分的浓度保持不变，各组分的含量一定。(4)变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。重要题型：判断可逆反应达到平衡状态？第二部分化学平衡思考：在一个密闭容器中，充入2molSO2和1mol18O2（加入V2O5并加热）。若隔一段时间后，作同位素示踪检测18O原子，在哪些物质中存在18O原子？经过足够长的时间，最终能否得到2molSO3？结论：在SO2、O2、SO3中均存在18O原子。为什么在SO2、O2、SO3中都存在18O原子？不能,因为可逆反应不可能进行到底第二部分化学平衡化学平衡直接标志:①：V正==V逆指同一物质的生成速度与消耗速度相等②：各成份的浓度或含量保持不变。指各成份的质量,或物质的量,质量分数,或物质的量分数,或体积分数,或物质的量浓度保持不变.【例１】在一定温度下,可逆反应A(气)+3B(气)2C(气)达到平衡的标志是（）A.C的生成速率与C分解的速率相等B.单位时间内生成nmolA,同时生成3nmolBC.A、B、C的浓度不再变化D.A、B、C的分子数比为1:3:2AC第二部分化学平衡【例2】下列说法可以证明反应N2+3H22NH3已达平衡状态的是()A.1个N≡N键断裂的同时，有3个H－H键形成B.1个N≡N键断裂的同时，有3个H－H键断裂C.1个N≡N键断裂的同时，有6个N－H键断裂D.1个N≡N键断裂的同时，有6个N－H键形成AC第二部分化学平衡化学平衡间接标志:①：（一定温度密闭容器中反应）各物质的浓度或各物质的物质的量不随时间改变而改变。②：对于反应前后气体计量数之和不相等的反应来说：若在恒温恒容条件下反应，当总物质的量，压强，平均分子量不变时，则肯定达到了平衡状态；若在恒温恒压的条件下，反应总物质的量，平均分子量、总体积或密度不变时，则肯定达到了平衡状态。以上不能用来判断反应前后计量数相等的可逆反应，为什么？③：对于有色气体参加反应，体系颜色无深浅变化时（即不变时），表明达到平衡状态。思考:已知三个反应:①2SO2+O22SO3，②H2+I2（g）2HI③2A（g）B(s)+2C(g)其中A（g）、C(g)均为无色气体。（1）：恒温、恒容条件下，填：“一定是平衡”，“不一定是平衡”反应密度不变总物质的量不变平均分子量不变气体颜色不变①②③不不是是不不是不是不是不（2）：恒温、恒压条件下，填：“一定是平衡”，“不一定是平衡”思考:已知三个反应:①2SO2+O22SO3，②H2+I2（g）2HI③2A（g）B(s)+2C(g)其中A（g）、C(g)均为无色气体。反应密度不变物质的量不变平均分子量不变所体颜色不变①②③是不是是不不是不是不是不能够说明N2+3H22NH3反应在密闭容器中已达到平衡状态的是：①容器内N2、H2、NH3三者共存②容器内N2、H2、NH3三者浓度相等③容器内N2、H2、NH3的浓度比恰为1:3:2④tmin内生成1molNH3同时生成0.5molN2⑤tmin内，生成1molN2同时消耗3molH2平衡状态的判断下页6--1045第二部分化学平衡⑥某时间内断裂3molH-H键的同时，断裂6molN-H键⑦容器内质量不随时间的变化而变化⑧容器内压强不随时间的变化而变化⑨容器内密度不再发生变化⑩容器内的平均摩尔质量不再发生变化能够说明N2+3H22NH3反应在密闭容器中已达到平衡状态的是：6810第二部分化学平衡【例3】下列说法中可以充分说明反应:P(气)+Q(气)R(气)+S(气),在恒温下已达平衡状态的是（）A.反应容器内压强不随时间变化B.P和S的生成速率相等C.反应容器内P、Q、R、S四者共存D.反应容器内总物质的量不随时间而变化B第二部分化学平衡【例4】在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应:A(固)+3B(气)2C(气)+D(气)已达平衡状态的是()A、混合气体的压强B、混合气体的密度C、B的物质的量浓度D、气体的总物质的量BC第二部分化学平衡第二节化学平衡【例5】在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(气)+3B(气)2C(气)+2D(固)达到平衡的标志的是()①C的生成速率与C的分解速率相等②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB③A、B、C的浓度不再变化④A、B、C的分压强不再变化⑤混合气体的总压强不再变化⑥混合气体的物质的量不再变化⑦单位时间内消耗amolA,同时生成3amolB⑧A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2A.②⑧B.②⑤⑧C.①③④⑦D.②⑤⑥⑧A在一定温度下，反应2NO2N2O4达平（红棕色）（无色）衡的标志是（）（A）混合气颜色不随时间的变化（B）数值上V（NO2生成）=2V（N2O4消耗）（C）单位时间内反应物减少的分子数等于生成物增加的分子数（D）压强不随时间的变化而变化（E）混合气的平均分子量不变练习1:ADE第二部分化学平衡3、等效平衡问题：外界条件相同时，可逆反应不论从正反应开始，还是从逆反应开始，还是正反应和逆反应同时开始反应，途径虽然不同，只要起始浓度相当，所建立的平衡是等效平衡，可以达到相同的平衡状态（指各组分对应的浓度相同）。例如：在425℃时，在1L密闭容器中进行反应：H2+I22HI,达到平衡。不论从正反应开始，还是从逆反应开始，可以达到相同的平衡状态。(见下页)第二部分化学平衡浓度/mol·L-1时间/s0.001.002.001.580.21浓度/mol·L-1t2HIH2或I20.001.002.001.580.21t1时间/sHIH2或I2从正反应开始从逆反应开始1molH2＋1molI22molHI相当于例题第二部分化学平衡3、等效平衡:①一次投料或分多次投料,最后所处的平衡状态是相同的;②在一定条件下,反应从正向建立或从逆向建立或由正逆向同时建立,只要起始浓度相当，都可以达到同一个平衡状态;由此可见可逆反应的平衡状态只与反应条件有关而与反应途径无关第二部分化学平衡2molSO21molO2途径1开始2molSO3途径2开始SO2a%O2b%SO3c%平衡状态12SO2+O2催化剂加热2SO3SO2a%O2b%SO3c%平衡状态2再例：一定条件下:1molSO20.5molO21molSO3途径3开始SO2a%O2b%SO3c%平衡状态3途径4开始1.5molSO20.75molO20.5molSO3SO2a%O2b%SO3c%平衡状态4第二部分化学平衡小结：建立等效平衡的途径：1、先加入反应物，从正反应方向开始，可以建立化学平衡。2、若先加入生成物，从逆反应方向开始，也可以建立等效的化学平衡。3、若同时加入反应物与生成物，从中间状态开始，同样可以建立等效的化学平衡。第二部分化学平衡SO2a%O2b%SO3c%平衡状态4molSO22molO2开始2SO2+O2催化剂加热2SO3V体积1molSO2、0.5molO21/4V体积开始第二部分化学平衡【例６】在一定温度下，把1molCO和2molH2O通入一个密闭容器中，发生如下反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，一定时间后达到平衡，此时，CO的含量为p%，若维持温度不变，改变起始加入物质的物质的量，平衡时CO的含量仍为p%的是（）A.1molCO２、2molH２B.0.2molCO２、0.2molH２、0.8molCO、1.8molH2OC.1molCO２、1molH2OD.1molCO２、1molH２、1molH2OBD【例7】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+O22SO3当此反应进行到一定程度时,反应混和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(摩).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.请填写下列空白:(1)若a=0,b=0,则c=.2(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):0.251.5a+c=2，b+c/2=1转化率：在一定条件下，可逆反应达化学平衡状态时，某一反应物消耗量占该反应物起始量的百分数，叫该反应物的转化率。公式：a=△c／c始×100％=△n／n始×100％=△m／m始×100％4．转化率：【过渡】化学平衡状态代表了化学反应进行达到了最大程度，如何定量的表示化学反应进行的程度呢？完成课堂例题：例1---例6完成课后练习：1----11题一定温度下，在密闭容器（恒容）中发生反应：起始时，SO2和O2分别为20mol和10mol，达到平衡时SO2的转化率为80%，（1）平衡后体系的压强是开始时的多少倍？光焕发平衡时密度与开始时密度之比值？平衡时的平均相对分子质量？平衡时SO2的物质的量分数及质量分数？（2）若从SO3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SO3的物质的量及SO3的转化率为多少？（3）若将“平衡时SO2的转化率为80%”改为平衡时体系的压强为起始时的11/15，求SO2的转化率等？2SO2+O22SO3催化剂练习:11/1572;72.73克/摩;18.18%;16%20摩;20%80%小结１、化学平衡状态的定义前提条件实质标志2、化学平衡状态的特征动、等、定、变3、等效平衡问题作业：P习题4、转化率：第二部分化学平衡再见制作人：贾大成