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文档简介
第三节化学平衡第四课时——影响化学平衡的因素选修4《化学反应原理》第二章化学反应速率和化学平衡(复习回忆)化学平衡状态的特征(1)逆:可逆反应(2)等:正反应速率=逆反应速率(3)动:动态平衡(4)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。√√V正≠V逆V正=V逆条件改变平衡1
不平衡平衡2建立新平衡破坏旧平衡V'正=V'逆≠0一定时间(5)变:条件改变,原平衡被破坏,在新的条件下建立新的平衡。可见,化学平衡只有在一定的条件下才能保持。当外界条件改变,旧的化学平衡将被破坏,并建立起新的平衡状态。一、化学平衡的移动(平衡移动)1、定义:一定条件下的可逆反应达到化学平衡状态后,如果改变影响平衡的条件(如:浓度、压强、温度等),原平衡被破坏(V正≠V逆),直至V正、V逆再次相等,在新的条件下建立新的化学平衡状态。V正>V逆平衡向正反应方向移动V正=V逆平衡不移动V正<V逆平衡向逆反应方向移动3、化学平衡移动的方向:由V正、V逆
的相对大小决定外界条件发生变化,导致正逆反应速率不相等。2、移动的原因:1、浓度的变化对化学平衡的影响(
P26实验2-5)二.影响化学平衡状态的因素滴加3~10滴浓硫酸滴加10~20滴NaOHCr2O72-(橙色)+H2OCrO42-(黄色)+2H+编号步骤K2Cr2O7溶液12滴加3~10滴浓H2SO4滴加10~20滴浓6mol/LNaOH溶液橙色加深溶液黄色加深结论:增大生成物浓度,平衡向逆反应方向移动
减小生成物浓度,平衡向正反应方向移动。编号FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl(血红色)(黄色)步骤1步骤2现象现象12滴加饱和FeCl3溶液滴加1mol/LKSCN溶液滴加NaOH溶液滴加NaOH溶液溶液红色加深溶液红色加深有红褐色沉淀生成,溶液红色变浅二.影响化学平衡状态的因素(一)浓度的变化对化学平衡的影响(
P27实验2-6)结论:增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动
减小反应物浓度,平衡向逆反应方向移动。
1、浓度对化学平衡的影响规律:
在其他条件不变的情况下:增大反应物浓度或减小生成物浓度增大生成物浓度或减小反应物浓度
化学平衡向正反应方向移动化学平衡向逆反应方向移动1.当反应FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl达到平衡时,加入下列物质,化学平衡如何移动:①加入Fe(NO3)3 ②加入NH4SCN平衡正向移动平衡正向移动思考:某温度下,反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)达到平衡后,增加或移去一部分碳固体,化学平衡移动吗?为什么?结论:平衡不移动,因为固体或纯液体的浓度是常数,其用量的改变不会影响v正和v逆,化学平衡不移动注:固态或纯液态的浓度是常数,改变固态或纯液态的用量,浓度不变(则反应速率不变),平衡不移动1.可逆反应H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)在一定条件下达到平衡状态,改变下列条件,能否引起平衡移动?CO的浓度有何变化?①增大水蒸气浓度②加入更多的碳③增加H2浓度①平衡正向移动,CO浓度增大②平衡不移动,C是固体③平衡逆向移动,CO浓度减小2.FeCl2中存在Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+的平衡,请问往该溶液中滴加浓盐酸,发生的变化是()(多选)(A)平衡向逆反应方向移动
(B)平衡向正反应方向移动
(C)溶液由浅绿色变成黄色
(D)溶液由浅绿色变为深绿色4.把氧化钙放入蒸馏水中,一定时间后达到如下平衡:Ca(OH)2(s)Ca2++2OH-。加入以下物质可使c(Ca2+)减少,而使c(OH-)增大的是()(多选)A.加入少量MgCl2固体B.加入少量Na2CO3固体C.加入少量NaOH固体D.加入少量KCl晶体提升题已知在氨水中存在下列平衡:NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-
(1)、向氨水中加入MgCl2固体,平衡向
移动,
OH-浓度
,NH4+浓度
。(2)、向氨水中加入浓盐酸,平衡向
移动,此时溶液中OH-浓度
。(3)、向氨水中加入少量NaOH固体,平衡向
移动,此时发生的现象是
。正反应方向减小增大正反应方向减小逆反应有气体放出原理:反应物浓度瞬间↑,V﹝正﹞↑,V﹝逆﹞不变,V﹝正﹞>V﹝逆﹞,平衡正向移动增大反应物浓度V(正)V(逆)V`(正)vt0V`(逆)速率—时间图像1.增加反应物的浓度,平衡正向移动。2.增大生成物浓度,平衡向逆向移动原理:生成物浓度瞬间↑,V﹝正﹞不变,V﹝逆﹞↑,V﹝正﹞<V﹝逆﹞,平衡逆向移动.增大生成物浓度V(逆)vt0V(正)V`(逆)V`(正)只要是增大浓度,不论增大的是反应物浓度,还是生成物浓度,新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态;3.减小反应物浓度,平衡向逆向移动原理:反应物的浓度瞬间↓,V﹝正﹞↓,V﹝逆﹞不变,V﹝正﹞<
V﹝逆﹞,平衡逆向移动.减小反应物浓度V(正)V(逆)v0V`(逆)V`(正)t4.减小生成物浓度,平衡正向移动
原理:生成物的浓度瞬间↓,V﹝逆﹞↓,V﹝正﹞
不变,V﹝正﹞>V﹝逆﹞,平衡正向移动.减小生成物浓度v0V(正)V(逆)V`(正)V`(逆)t只要是减小浓度,不论减小的是反应物浓度,还是生成物浓度,新平衡状态下的反应速率一定小于原平衡状态。应用:在硫酸工业中,通过下列反应使SO2氧化为SO3:2SO2+O22SO3△H<0,试回答下列问题:生产过程中常常通入过量的空气,你认为其原因是什么?催化剂小结:反应物有两种或两种以上,增加一种物质的浓度,这种物质的平衡转化率降低,而其他物质的转化率提高。所以在工业生产中适当增大廉价反应物的浓度,使平衡正向移动,以提高价格高的原料的转化率,从而降低生产成本。浓度对化学平衡移动的几个注意点①对平衡体系中的固态和纯液体物质,其浓度可看作一个常数,改变固态或纯液体的量并不影响V正、V逆的大小,所以化学平衡不移动。③只要是增大浓度,不论增大的是反应物浓度,还是生成物浓度,新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态;减小浓度,新平衡状态下的速率一定小于原平衡状态。②反应物有两种或两种以上,增加一种物质的浓度,这种物质的平衡转化率降低,而其他物质的转化率提高。
指示剂酚酞溶液的颜色变化,就是存在着化学平衡,如果用HZ表示酚酞分子,它存在如下平衡:HZ(无色)H++Z-(红色)能从浓度的变化解释,酚酞溶液在碱性溶液中显红色,在酸性溶液中显无色的原因吗?【知识应用】酚酞变色的原理N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应中,压强变化和NH3含量的关系压强(MPaH3%2.09.216.435.553.669.4压强增大,NH3%增大,平衡向正反应方向移动。增大压强,平衡向气体分子数减小方向移动;减小压强,平衡向气体分子数增大方向移动。2、压强对化学平衡的影响结论:对于有气体参与的反应,其他条件不变时,练习1.下列反应达到化学平衡时,增大压强,平衡是否移动?向哪个方向移动?①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)
②CaCO3(s)
CaO(s)+CO2(g)③H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)
④H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)
⑤H2S(g)H2(g)+S(s)平衡正向移动平衡逆向移动平衡逆向移动平衡不移动平衡不移动增大压强,平衡向气体分子数减小方向移动。A(s)+B(l)C(s)⑥平衡不移动增大压强V分子数小vtV正V逆V分子数大结论:增大压强,化学平衡向气体分子数减小的方向移动。速率—时间图像减小压强V分子数大vtV正V逆V分子数小结论:减小压强,化学平衡向气体分子数增大的方向移动。速率—时间图像2、压强对化学平衡的影响思考对于反应前后气体分子数不变的反应,压强改变将怎样影响化学平衡?例在反应I2(g)+H2(g)
2HI(g)中增大压强结论:由于改变压强,正、逆反应速率可同等程度的改变,v’正=v’逆,化学平衡不移动,但反应速率改变。2、压强对化学平衡的影响讨论:增加压强,下列反应平衡怎样移动,为什么?结论:无气体参加的反应,改变压强,平衡不移动思考A(s)+B(l)C(s)思考:恒温恒容时,充入稀有气体,平衡如何移动?恒温恒压时,充入稀有气体,平衡如何移动?平衡不移动平衡向气体分子数增大的方向移动1、总结压强对化学平衡影响的规律2、画出2NO(g)+O2(g)2NO2(g),改变压强,平衡移动的速率—时间图像。3、下列反应达到化学平衡时,增大压强,平衡是否移动?向哪个方向移动?①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)
②CaCO3(s)
CaO(s)+CO2(g)③H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)
④H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)
⑤H2S(g)H2(g)+S(s)A(s)+B(l)C(s)⑥
作业2、压强对化学平衡的影响提升题:实验探究
2NO2(气)N2O4(气)现象:(2分子,红棕色)(1分子,无色)A.加压混和气体颜色先深后浅;B.减压混和气体颜色先浅后深。压强对化学平衡的影响2NO2(气)N2O4(气)(2分子,红棕色)(1分子,无色)[讨论]A:当加压气体体积缩小时,混和气体颜色先变深是由于①
,后又逐渐变浅是由于②
;
B:当减压气体体积增大时,混和气体颜色先变浅是由于①
,后又逐渐变深是由于
。
NO2浓度增大
NO2浓度减小
平衡向正反应方向移动平衡向逆反应方向移动2.恒温下,反应aX(g)bY(g)+cZ(g)达到平衡后,把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时,X的物质的量浓度由0.1mol/L增大到0.19mol/L,下列判断正确的是:
A.a>b+cB.a<b+c
C.a=b+cD.a=b=c
A
一定量的混合气体在密闭容器中发生反应:
mA(g)+nB(g)pC(g)达到平衡后,温度不变,将气体体积缩小到原来的1/2但达到平衡时,C的浓度为原来的1.8倍,则下列说法正确的是A、m+n>pB、A的转化率降低C、平衡向正反应方向移动D、C的体积分数增加(B)练习3、温度对化学平衡的影响(红棕色)(无色)[讨论]A:混和气体受热颜色变深,说明①
;②
。
B:混和气体遇冷颜色变浅,说明①
;②
。NO2浓度增大
平衡向逆反应方向移动NO2浓度减小
平衡向正反应方向移动2NO2N2O4△H=-56.9kJ/mol总结:其他条件不变时,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动;降低温度,化学平衡向放热反应方向移动。(三)温度对化学平衡的影响规律:[分析]A:混合物受热时,速率均增大,但V(吸)>V(放)
,故平衡向吸热反应方向移动;B:混合物遇冷,速率均减少,但V(吸)<V(放)
,故平衡向放热反应方向移动;升高温度V吸vtV正V逆V放结论:升高温度,化学平衡向吸热的方向移动。2.速率时间关系图像:降低温度V放vtV正V逆V吸结论:降低温度,化学平衡向放热的方向移动。2.速率时间关系图像:温度对化学平衡的影响升温对吸热反应有利、降温对放热反应有利
1.已知反应A2(g)+2B2(g)2AB2(g)△H<0(放热),下列说法正确的()A.升高温度,正向反应速率增加,逆向反应速率减小
B.升高温度有利于反应速率增加,从而缩短达到平衡的时间
C.达到平衡后,升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动
D.达到平衡后,降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动
B课堂练习2A2B+C(正反应为吸热反应)达到平衡时,要使正反应速率下降,A的浓度增大,应采用的措施是()A、加压B、减压C、减小C的浓度D、降温D2、反应(各物质为气体)3、反应(各物质为气体)2A2B+C(正反应为吸热反应)达到平衡时,要使反应向正反应方向移动,应采用的措施是()A、加压B、减压C、降温D、升温BD双选2NO2N2O4
(正反应为放热反应)4、已知NO2能形成二聚分子现在要测定NO2的相对分子质量,应采用的适宜条件为()A、高温低压B、低温高压C、低温低压D、高温高压A练习在高温下,反应2HBr(g)H2(g)+Br2(g)(正反应为吸热反应)要使混合气体颜色加深,可采取的方法是A、减小压强B、缩小体积C、升高温度D、增大H2浓度(BC)练习4.已建立化学平衡的某可逆反应,当改变条件使化学平衡向正反应方向移动时,下列有关叙述正确的是①生成物的百分含量一定增加②生成物的产量一定增加③反应物的转化率一定增大④反应物浓度一定降低⑤正反应速率一定大于逆反应速率⑥使用了合适的催化剂
A①②(B)②⑤(C)③⑤(D)④⑥B思考:(四)催化剂对化学平衡的影响1.催化剂怎样改变化学反应速率?2.催化剂对于一个可逆反应的正逆反应的化学反应速率有何影响?小结:催化剂可以同等程度的改变v正和v逆(四)催化剂对化学平衡的影响3.催化剂对于可逆反应化学平衡有何影响?结论:使用催化剂,化学平衡不移动;但可以改变达到平衡所需的时间。V’正=V’逆V正=V逆t1T(s)0V加入正催化剂VV正=V逆t1T(s)0V’正=V’逆加入负催化剂
1
:图中a曲线表示一定条件下可逆反应
N2(g)十3H2(g)
2NH3(g)(正反应为放热反应)的反应过程。若使a曲线变为b曲线,可采取的措施是
A.加入催化剂B.降低温度C.增大体系压强D.增大N2的浓度A课堂练习2、反应(各物质为气体)2A2B+C(正反应为吸热反应)达到平衡时,要使反应向正反应方向移动,应采用的措施是()A、加压B、减压C、加入正催化剂D、升温BD
2A2B+C(正反应为吸热反应)达到平衡时,要使正反应速率下降,A的浓度增大,应采用的措施是()A、加压B、减压C、减小C的浓度D、降温D3、反应(各物质为气体)改变的条件平衡移动的方向平衡移动的结果增大反应物浓度减小反应物浓度增大生成物浓度减小生成物浓度增大体系压强减小体系压强升高体系温度降低体系温度小结:
正反应方向
使反应物浓度减小逆反应方向
使反应物浓度增大逆反应方向
使生成物浓度减小
正反应方向
使生成物浓度增大2A(g)+3B(g)2C(g)+D(g)△H<0
正反应方向
体系压强减小逆反应方向
体系压强增大逆反应方向
体系温度降低
正反应方向
体系温度升高
如果改变影响平衡的一个条件(浓度、温度、压强等),平衡就向着能够这种改变的方向移动。减弱勒夏特列原理如果改变影响平衡的一个条件(如:浓度、压强或温度等),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动,这个规律叫勒夏特列原理,也叫化学平衡移动原理。勒夏特列原理其中包含:①平衡移动只能减弱某种改变,不能抵消某种改变。1.恒温下,反应aX(g)bY(g)+cZ(g)达到平衡后,把容器体积压缩到原来的一半且达到新平衡时,X的物质的量浓度由0.1mol/L增大到0.19mol/L,下列判断正确的是:
A.a>b+cB.a<b+c
C.a=b+cD.a=b=c
A创新教程2、压强对化学平衡的影响提升题:实验探究
2NO2(气)N2O4(气)现象:(2分子,红棕色)(1分子,无色)A.加压混和气体颜色先深后浅;B.减压混和气体颜色先浅后深。压强对化学平衡的影响2NO2(气)N2O4(气)(2分子,红棕色)(1分子,无色)[讨论]A:当加压气体体积缩小时,混和气体颜色先变深是由于①
,后又逐渐变浅是由于②
;
B:当减压气体体积增大时,混和气体颜色先变浅是由于①
,后又逐渐变深是由于
。
NO2浓度增大
NO2浓度减小
平衡向正反应方向移动平衡向逆反应方向移动勒夏特列原理其中包含:①平衡移动的结果只能减弱(不可能抵消)外界条件的变化。
②影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三种;③原理的适用范围是只有一项条件变化的情况(温度或压强或一种物质的浓度),当多项条件同时发生变化时,情况比较复杂;④化学平衡的本质特征是V正=V逆,那么平衡移动的根本原因是V正≠
V逆,凡是导致V正≠
V逆的变化都能使平衡发生移动。课堂练习1、下列事实中不能用平衡移动原理解释的是
(A)密闭、低温是存放氨水的必要条件(B)实验室用排饱和食盐水法收集氯气(C)硝酸工业生产中,使用过量空气以提高NH3的利用率
(D)在FeSO4溶液中,加入铁粉以防止氧化D2、对任何一个平衡体系,采取下列措施一定引起平衡移动的是A、加入一种反应物B、增加体系的压强C、升高温度D、使用催化剂(C)练习思考3、在反应,为充分利用二氧化硫,可采用的方法有()
2SO2+O22SO3催化剂高温△H<0
A.增加压强
B.使用催化剂
C.增加二氧化硫浓度
D.增加氧气
E.降低温度ADE练习m+n<p
固态或液态
逆吸容积固定的密闭容器中存在已达平衡的可逆反应2A(g)2B+C(△H>0),若随着温度升高,气体平均相对分子质量减小,则下列判断正确的是()A、B和C可能都是液体B、B和C肯定都是气体C、B和C可能都是固体D、若C为固体,则B一定是气体D练习练习CD升新课标人教版选修四05二月2023第三节化学平衡(第四课时----化学平衡常数)复习回忆平衡移动原理(勒夏特列原理)?如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强、或温度)等,平衡就向能减弱这种改变的方向移动。平衡常数的推导序号起始时浓度mol/L698.6K平衡时浓度mol/L698.6K平衡时c(H2)c(I2)c(HI)C(H2)C(I2)C(HI)10.010670.0119600.0018310.0031290.0176720.011350.00904400.003560.001250.0155930.011340.00751000.0045650.00073780.013544000.010690.0011410.0011410.008410I2(g)+H2(g)2HI(g)54.554.654.4554.33根据表中的数据计算出平衡时的值,并分析其中规律。c(HI)2c(H2)·c(I2)2c(HI)c(H2)·c(I2)1、定义:在一定温度下,当一个可逆反应达到平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数。这个常数就是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数)2、表达式:七、化学平衡常数(1)K值越大,表示反应进行的程度越大,反应物转化率也越大。3、化学平衡常数的意义:定量的衡量化学反应进行的程度(2)一般当K>105时,该反应进行得基本完全。4、判断可逆反应是否达到平衡及反应向何方向进行对于可逆反应,在一定的温度的任意时刻,反应物的浓度和生成物的浓度有如下关系:叫该反应的浓度商(1)QC<K,反应向正方向进行(2)QC=K,反应处于平衡状态(3)QC>K,反应向逆方向进行5、利用K可判断反应的热效应(1)若升高温度,K值增大,则正反应为吸热反应(2)若升高温度,K值减小,则正反应为放热反应例如:不同温度时,反应:H2(g)+I2(g)2HI(g),的浓度平衡常数与温度的关系如下:△温度623K698K763K浓度平衡常数66.954.445.9通过改变温度,平衡常数大小的变化趋势可以判断上面可逆反应的正方向是放热反应.6、使用平衡常数应注意的几个问题:(2)在平衡常数表达式中:水(l)的浓度、固体物质的浓度不写(3)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关例如:N2+3H22NH3的K1值与1/2N2+3/2H2NH3的K2值不一样(1)化学平衡常数只与温度有关,与反应物或生成物的浓度无关。CaCO3(s)
CaO(s)+CO2(g)
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(l)K=c(CO2)K=c(CO)/[c(CO2)·c(H2)]K1=K226、使用平衡常数应注意的几个问题:(4)同一条件下,正、逆反应的平衡常数互成倒数关系。例如:N2+3H22NH3的K1值与N2+3H2的K2值关系
2NH3K1=1/K2概念理解:平衡转化率用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观,常用平衡转化率α来表示反应限度。对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)反应物A的平衡转化率(该条件最大转化率)可表示:①③②④⑤⑥⑦⑧①③②④⑤1、已知一氧化碳与水蒸气的反应为CO+H2O(g)CO2+H2催化剂高温在427℃时的平衡常数是9.4。如果反应开始时,一氧化碳和水蒸气的浓度都是0.01mol/L,计算一氧化碳在此反应条件下的转化率。2、现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应:2SO2+O22SO3已知C(SO2)始=0.4mol/L,C(O2)始=1mol/L经测定该反应在该温度下的平衡常数K≈19,试判断,(1)当SO2转化率为50%时,该反应是否达到平衡状态,若未达到,哪个方向进行?(2)达平衡状态时,SO2的转化率应为多少?课堂练习3、(2000天津高考)在某温度下,可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的平衡常数为K,下列说法正确的是()A.K越大,达到平衡时,反应进行的程度越大.B.K越小,达到平衡时,反应物的转化率越大.C.K随反应物浓度改变而改变.D.K随温度改变而改变.AD课堂练习4、(上海高考)在一定体积密闭容器中,进行如下反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其平衡常数K和温度t的关系如下:(1)k的表达式为:
(2)该反应为
反应(“吸热”或“放热”)(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据()A.容器中压强不变B.混合气体中CO浓度不变C.v(H2)正=v(H2O)逆
D.c(CO2)=c(CO)
(4)若c(CO2).c(H2)=c(CO).c(H2O),此时温度为
.
t/ºC70080083010001200k0.60.91.01.72.6例题:高炉炼铁中发生的反应有:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g);△H<0(1)该反应的浓度平衡常数表达式Kc=____________;(2)已知1100℃时,Kc=0.263.温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,平衡常数Kc________(增大,减少或不变).(3)1100℃时,测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L,c(CO)=0.1mol/L,在这种情况下,该反应是否处于平衡状态________(填是或否),此时反应速率是v正________v逆(填>,<,=).注意:多重平衡规则若干方程式相加(减),则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积(商)例1:2NO(g)+O2(g)2NO2
K1
2NO2(g)N2O4
K2
2NO(g)+O2(g)N2O4(g)K=K1K2
(1)已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数和平衡转化率例1:对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),若在一定温度下,将0.1mol的SO2(g)和0.06molO2(g)注入一体积为2L的密闭容器中,当达到平衡状态时,测得容器中有0.088mol的SO3(g)试求在该温度下(1)此反应的平衡常数。(2)求SO2(g)和O2(g)的平衡转化率。注:温度一定时,对于一个化学反应,平衡常数虽然一定,但不同的反应物的平衡转化率可能不同。不能脱离具体的反应物谈平衡转化率。(2)已知平衡转化率和初始浓度求平衡常数例2:反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g),若在一定温度下,将物质的量浓度均为2mol/L的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中,当达到平衡状态时,测得容器中SO2(g)的转化率为60%,试求:在该温度下。(1)此反应的浓度平衡常数。(2)若SO2(g)的初始浓度增大到3mol/L,则它们的转化率变为多少?(3)知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率。例3、在1200℃时测得下列反应达平衡时,kc=2.25.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。若反应从CO2(g)和H2(g)开始,且CO2(g)和H2(g)的初始浓度分别为A、B、C三种情况。试计算A情况下各物质的平衡浓度及CO2(g)和H2(g)平衡转化率。初始浓度ABCCo(H2)mol/L0.01000.01200.0080Co(CO2)mol/L0.01000.01000.0100将根据B、C组数据计算各物质的平衡浓度和平衡转化率(α),分析结果,得出什么结论?新课标人教版选修四05二月2023第三节化学平衡(第五课时----等效平衡)六、等效平衡对于同一可逆反应,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,或是从中间状态(既有反应物又有生成物的状态)开始,只要达到平衡时条件保持不变,加入的物质的量相当,则可达到相同的平衡状态,这便称为等效平衡。概念的理解:(1)相同的条件:通常指:①同T同V,②同T同P(2)相同的平衡状态:通常是指平衡混合物各组分的百分含量(指质量、体积、物质的量等)相同,但各组分的物质的量、浓度可能不同。(3)建立平衡状态的途径:①可加入反应物,从正反应方向开始②可加入生成物,从逆反应方向开始③也可从加入反应物和生成物,从正、逆反应方向同时开始1、等效平衡的分类和判断方法1)、定温、定容条件下的等效平衡判断方法:若改变起始加入情况,只要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,若与原平衡相同,则二平衡等效。(1)对于反应前后气体分子数发生变化的可逆反应例:对于合成氨反应,按A─C三种情况加入物质(恒容、恒温下)
N2
+3H2
2NH3A1mol3mol0molB0mol0mol2molC0.5mol1.5mol1mol例题1、在一个1L的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生下述反应:
达到平衡时,C的浓度为1.2mol/L,C的体积分数为a%。(1)维持容器的体积和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍是1.2mol/L的是()A、3molC+1molDB、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC、1molA+0.5molB+1.5molCD、4molA+2molBA、B(2)对于反应前后气体分子数不变的可逆反应判断方法:若改变起始加入情况,只要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,只要反应物(或生成物)的物质的量的比与原平衡相同,则二平衡等效。例:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)A2mol2mol0mol0molB0mol0mol4mol4molC1mol1mol1mol1molD4mol4mol2mol2mol
2、定温、定压条件下的等效平衡判断方法:在定温定压下,改变起始时加入物质的物质的量,只要按化学计量数换算成同一边的物质的物质的量,若物质的量的比与原平衡相同,则达到平衡后与原平衡等效。
N2
+3H2
2NH3A1mol3mol0molB0mol0mol1molC0.5mol1.5mol2mol例:对于合成氨反应,按A─C三种情况加入物质(定温定压下)1、恒温、恒容下对于气态物质反应前后分子数变化的可逆反应等效平衡的判断方法是:
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相等。等效平衡的建成条件、判断方法及产生结果:归纳总结产生结果:各组分百分量、n、c均相同2、恒温、恒容下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:
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。产生结果:各组分百分量相同,n、c同比例变化
与可逆反应气态物质的化学计量数无关,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。3、恒温、恒压下等效平衡的判断方法是:
产生结果:各组分百分量、c相同,n同比例变化
练习1:在一个1L的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生下述反应:
达到平衡时,C的体积分数为a%。维持容器的体积和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C的体积分数为a%是
A、3molC+1molDB、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC、1molA+0.5molB+1.5molCD、4molA+2molBA、B练习2、某温度下,向某密闭容器中加入1molN2和3molH2,使之反应合成NH3,平衡后测得NH3的体积分数为m。若T不变,只改变起始加入量,使之反应平衡后NH3的体积分数仍为m,若N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示应满足:(1)恒定T、V:
[1]若X=0,Y=0,则Z=-----------。
[2]若X=0.75,Y=----------,Z=----------。
[3]X、Y、Z应满足的一般条件是---------------。2mol2.25mol0.5molX+Z/2=1,Y+3Z/2=3练习3:对于H2+I2(g)2HI,在恒温、恒容下,按下列不同量反应等效的有
。编号H2I2HI1起始物质的量1402起始物质的量01.513起始物质的量1124起始物质的量0.10.11.85起始物质的量00a1、2是等效3、4、5是等效练习4、在固定体积的密闭容器内,加入2molA、1molB,发生反应:
A(气)+B(气)2C(气)达到平衡时,C的质量分数为W。在相同(T、V)条件下,按下列情况充入物质达到平衡时C的质量分数仍为W的是A.2molCB.3molCC.4molA、2molBD.1molA、2molCCD练习5:在一个1L的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生下述反应:
达到平衡时,C的浓度为1.2mol/L
。维持容器的体积和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍为1.2mol/L的是
A、0.3molC+0.1molD
B、1.6molA+0.8molB+0.6molC+0.2molD
C、3molC+1molD+1molBD、4molA+2molBB练习6、在一个1L的密闭容器中,加2molA1molB,发生下述反应:达到平衡时,C的浓度为1.2mol/L,C的体积分数为a%。维持容器的压强和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍是1.2mol/L(或C的体积分数仍是a%)的是A、3molC+1molDB、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC、1molA+0.5molB+1.5molCD、4molA+2molBABD练习7、在恒温、恒压的条件下,向可变容积的密闭容器中充入3LA和2LB,发生如下反应:
3A(气)+2B(气)xC(气)+yD(气)达到平衡时,C的体积分数为m%。若维持温度压强不变,将0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作为起始物质充入密闭容器中,达到平衡时C的体积分数仍为m%,则
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