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专题第三单元化学平衡移动第1页,共78页,2023年,2月20日,星期日【复习】化学平衡状态的定义:(化学反应的限度)
一定条件下,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.V正V逆V正=V逆vt0条件改变,使V正≠V逆原平衡被破坏,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。第2页,共78页,2023年,2月20日,星期日条件改变建立新平衡破坏旧平衡一定时间化学平衡的移动
平衡1
v正=v逆≠0
各组分含量保持恒定v正,≠v逆,
各组分含量在不断改变v正,,=v逆,,≠0各组分含量保持新恒定平衡2v正,=v逆,各组分含量不改变化学平衡不移动第3页,共78页,2023年,2月20日,星期日一、化学平衡的移动改变外界条件,破坏原有的平衡状态,建立起新的平衡状态的过程。外界条件发生变化。旧平衡条件改变v正≠v逆一段时间后新平衡3.移动的方向:由v正和v逆的相对大小决定。①若V正>V逆,平衡向正反应方向移动。②若V正=V逆,平衡不移动。③若V正<V逆,平衡向逆反应方向移动。1.概念:2.移动的原因:第4页,共78页,2023年,2月20日,星期日条件改变Q变化Q与K关系平衡移动方向C反增大C生减小Q减小C生增大C反减小Q增大向逆反应方向移动Q<KQ>K向正反应方向移动2.浓度商Q判断平衡移动方向
注:浓度商计算式中的浓度表示反应进行到某一时刻的浓度,不一定是平衡浓度。第5页,共78页,2023年,2月20日,星期日浓度【回忆】影响化学反应速率的外界条件主要有哪些?化学反应速率温度压强催化剂【思考】如何通过改变条件来打破旧平衡?可通过改变影响反应速率的条件来打破原有平衡,建立新平衡。第6页,共78页,2023年,2月20日,星期日二、影响化学平衡移动的条件已知重铬酸根和铬酸根离子间存在如下平衡:Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+橙色黄色
实验现象实验结论实验1实验2溶液由橙色向黄色转变溶液由黄色向橙色转变减少生成物浓度,可使化学平衡向正反应方向移动增大生成物浓度,可使化学平衡向逆反应方向移动1.浓度的变化对化学平衡的影响第7页,共78页,2023年,2月20日,星期日大量实验表明,在其他条件不变的情况下,
增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,平衡向生成物方向移动;
减小反应物的浓度或增大生成物的浓度,平衡向反应物方向移动。结论及应用:工业上往往根据上述原理,通过适当增加相对廉价的反应物或及时分离出生成物的方法提高产量、降低成本。例如,在硫酸工业中常通入过量的空气使二氧化硫充分氧化,以得到更多的三氧化硫。第8页,共78页,2023年,2月20日,星期日t2V”正=V”逆V’逆V,正t3V正=V逆V正V逆t1t(s)
V(molL-1S-1)0平衡状态Ⅰ平衡状态Ⅱ增大反应物浓度速率-时间关系图:原因分析:增加反应物的浓度,V正>V逆,平衡向正反应方向移动;第9页,共78页,2023年,2月20日,星期日0vtV(正)V(逆)原平衡V’
(正)V’
(逆)新平衡增大反应物的浓度0vtV(正)V(逆)原平衡V’
(正)V’
(逆)新平衡减小生成物的浓度增加反应物浓度,减小生成物的浓度
V正>V逆,平衡向正反应方向移动;第10页,共78页,2023年,2月20日,星期日新平衡t0vV(正)V(逆)原平衡V’
(正)V’
(逆)增大生成物的浓度0vtV(正)V(逆)原平衡V’
(正)V’
(逆)新平衡减小反应物的浓度V’逆>V’正平衡逆向移动注意:增加固体或纯液体的量,由于浓度不变,所以化学平衡不移动。增大生成物的浓度,减小反应物的浓度第11页,共78页,2023年,2月20日,星期日思考:1.在二氧化硫转化为三氧化硫的过程中,应该怎样通过改变浓度的方法来提高该反应的程度?
2.可逆反应H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)在一定条件下达平衡状态,改变下列条件,能否引起平衡移动?CO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浓度增加氧气的浓度①③注意在溶液中进行的反应,如果是稀释溶液,反应物浓度减小,生成物浓度减小,V(正)、V(逆)都减小,但减小的程度不同,总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和大的方向移动。第12页,共78页,2023年,2月20日,星期日练习1:在0.1mol/LCH3COOH溶液中存在如下电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+对于该平衡,下列叙述正确的是()A.加入水时,平衡向逆反应方向移动。B.加入少量氢氧化钠固体,平衡向正反应方向移动。C.加入少量0.1mol/LHCl溶液,溶液中c(H+)减小D.加入少量CH3COONa固体,平衡向正反应方向移动B(2)增加碳,平衡,C(co).
2.在密闭容器中进行下列反应CO2(g)+C(s)2CO(g)△H﹥0达到平衡后,改变下列条件,则指定物质的浓度及平衡如何变化:不移动不变(1)增加CO2,平衡________,C(co)________。正向移动增大第13页,共78页,2023年,2月20日,星期日A.加入氢氧化钠平衡如何移动?B.加入NaHCO3固体,c(HClO)变化?C.加入浓HCl平衡如何移动?D.为什么Cl2用排饱和食盐水法收集?E.加H2O,c(HClO)变化?F.久置氯水的成分是什么?为什么?3.反应Cl2+H2OHCl+HClO。第14页,共78页,2023年,2月20日,星期日二、压强对化学平衡的影响1.根据图2-21的数据,分析压强改变是如何影响合成氨的平衡的?N2(g)+3H2(g)2NH3(g)第15页,共78页,2023年,2月20日,星期日二、压强对化学平衡的影响2.对于某些有气体参与的可逆反应,通过改变反应容器的体积来改变体系的压强,有可能使平衡发生移动。
请写出下列可逆反应的平衡常数表达式,利用反应物与生成物浓度的变化来解释增大或减小体系的压强对平衡的影响。正移逆移逆移正移不移动不移动第16页,共78页,2023年,2月20日,星期日
一定TN2(g)+3H2(g)2NH3(g)平衡浓度:abc加压一倍:2a2b2c减压一半:1/2a1/2b1/2cK(平)=Q(加压)=Q(减压)=比较K(平)、Q(加压)Q(减压)的大小?
一定T
H2(g)
+I2(g)
2HI(g)平衡浓度:abc加压一倍:2a2b2c减压一半:1/2a1/2b1/2cK(平)=Q(加压)=Q(减压)→平衡不移动。提醒:若没有特殊说明,压强的改变就默认为改变容器容积的方法来实现,如增大压强,就默认为压缩气体体积使压强增大。第17页,共78页,2023年,2月20日,星期日结论及应用:对有气体参加的可逆反应:aA(g)bB(g)若a>b,即正反应方向是气体分子数目减小的反应,
增大压强,平衡向正反应方向移动;若a=b,即反应前后气体分子数目不变的反应,改变反应体系的压强,平衡不发生移动;若a<b,即正反应方向是气体分子数目增大的反应,增大压强,平衡逆向移动。第18页,共78页,2023年,2月20日,星期日t0vV(正)V(逆)原平衡V’
(正)V’
(逆)新平衡m+n﹥p+q0vtV(正)V(逆)原平衡V’
(正)V’
(逆)新平衡m+n﹤p+q增大压强,平衡向着气体分子数目减小的的方向进行mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)第19页,共78页,2023年,2月20日,星期日减小压强,平衡向着气体分子数目减小的的方向进行m+n﹥p+q0vtV(正)V(逆)原平衡V’
(逆)V’
(正)新平衡0vtV(正)V(逆)原平衡V’
(正)V’
(逆)新平衡m+n﹤p+qmA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)第20页,共78页,2023年,2月20日,星期日Vt0V(正)V(逆)⑤增大压强⑥减小压强Vt0V(正)V(逆)V正=V逆V正=V逆mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)m+n=p+q对于反应前后气体分子数目不变的反应,压强改变,平衡不移动第21页,共78页,2023年,2月20日,星期日注意:1.例:I2+H22HI△增大体系的压强,平衡不移动,但浓度增大,颜色加深,速率加快!2.充入”惰性气体”a恒压当成”减压”b恒容速率不变,平衡不移动第22页,共78页,2023年,2月20日,星期日练习1.在密闭容器中进行下列反应CO2(g)+C(s)2CO(g)△H﹥0达到平衡后,改变下列条件,则指定物质的浓度及平衡如何变化:(2)减小密闭容器体积,保持温度不变,则平衡;c(CO2)。(3)通入N2,保持密闭容器体积和温度不变,则平衡;c(CO2)。
(4)通入N2,保持密闭容器压强和温度不变,则平衡;c(CO2)。
逆向移动增大不移动不变正向移动减小第23页,共78页,2023年,2月20日,星期日测得NO2转化率为a%.在其它条件不变时,再充入1molNO2,待新平衡建立时,又测NO2的转化率为b%,问a、b值的大小关系。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+cC.a=b+cD.a=b=c
A3.在一密闭容器中充入1molNO2,建立平衡:2NO2N2O4b﹥a第24页,共78页,2023年,2月20日,星期日4.
H2(g)+I2(g)2HI(g)反应中达平衡时,加压后下列说法正确的是()A.平衡不移动B.H2的物质的量增大C.c(H2)增大E.H2%增大D.加压后再达平衡的速率比原来要快5.在相同的A、B密闭容器中分别充入2molSO2和1molO2,在一定温度下反应,并达新平衡:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。若A容器保持体积不变,B容器保持压强不变.当A中SO2的转化率为25%时,B中SO2的转化率为:A.25%B.大于25%C.小于25%D.无法判断ACDB第25页,共78页,2023年,2月20日,星期日6.已知N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)在一密闭容器中反应达平衡后。①体积不变,充入一定量的稀有气体平衡是否移动?②压强不变,充入一定量的稀有气体平衡是否移动?7.在容积相同的两密闭容器A和B中,保持温度为200℃,同时向A、B中分别加入amol和bmolHI(a>b),待反应H2(g)+I2(g)2HI(g)达到平衡后,下列说法正确()A.两容器达到平衡,所需要时间:t(A)>t(B);B.平衡时,A、B容器内气体颜色一样深浅;C.平衡时,I2蒸气在混合气体中的百分含量:A>B;D.HI的平衡分解率:α(A)=α(B)。D不移动逆移第26页,共78页,2023年,2月20日,星期日2.根据图2-21的数据,分析温度改变是如何影响合成氨的平衡的?N2+3H22NH3△<0三、温度对化学平衡的影响第27页,共78页,2023年,2月20日,星期日三、温度对化学平衡的影响Co(H2O)62++4Cl-CoCl42-+6H2O
△H>0粉红色
蓝色紫色
蓝色
粉红色正移逆移第28页,共78页,2023年,2月20日,星期日温度对化学平衡的影响在其它条件不变的情况下:温度升高,会使化学平衡向着吸热反应的方向移动;温度降低,会使化学平衡向着放热反应的方向移动。规律:1、温度升高时,正逆反应速率均(),但
,故平衡向
方向移动;2、温度降低时,正逆反应速率均(),但
,故平衡向
方向移动;增大Ѵ(吸)>Ѵ(放)吸热反应减小Ѵ(吸)<Ѵ(放)放热反应第29页,共78页,2023年,2月20日,星期日t0vV(正)V(逆)原平衡V’
(正)V’
(逆)新平衡正反应△H﹥
00vtV(正)V(逆)原平衡V’
(正)V’
(逆)新平衡正反应△H﹤0升高温度升高温度:V’(正)、V’(逆)均增大,但V(吸热)>V(放热),向吸热反应方向移动。第30页,共78页,2023年,2月20日,星期日降低温度正反应△H﹥
00vtV(正)V(逆)原平衡V’
(逆)V’
(正)新平衡0vtV(正)V(逆)原平衡V’
(正)V’
(逆)新平衡正反应△H﹤
0降低温度:V’(正)、V’(逆)均减小,但V(放热)>V(吸热),向放热反应方向移动。第31页,共78页,2023年,2月20日,星期日t0vV(正)V(逆)原平衡V’
(吸)V’
(放)新平衡0vtV(正)V(逆)原平衡V’
(放)V’
(吸)新平衡升高温度向吸热反应方向移动降低温度向放热反应方向移动第32页,共78页,2023年,2月20日,星期日四、催化剂对化学平衡的影响
催化剂降低了反应的活化能,正反应的活化能降低,逆反应的活化能也降低,正反应的活化分子百分数增加几倍,逆反应的活化分子百分数也增加几倍,正逆反应速率增加的倍数相等,加催化剂,不能使平衡发生移动,只影响到达平衡的时间.第33页,共78页,2023年,2月20日,星期日四.催化剂对化学平衡的影响:VV正=V逆t1T(s)0V’正=V’逆0vV(正)V(逆)原平衡t新平衡使用催化剂V正、V逆都增大,且增大的幅度相等平衡不移动(但到达平衡时间缩短)第34页,共78页,2023年,2月20日,星期日t1t2t产物含量使用催化剂AE6.如图表示一定条件下可逆反应:X(g)+Y(g)2Z(g)+Q(S).若使a曲线变成b曲线,可采取的措施是()A.加入催化剂B.增大Y的浓度C.升高温度D.减小体系的压强E.增大体系的压强baX的转化率t第35页,共78页,2023年,2月20日,星期日
增大(减小)反应物浓度或减小(增大)生成物浓度,平衡朝着正(逆)反应方向移动;增大(减小)体系压强,平衡朝着气态物质减少(增多)的方向移动;升高(降低)体系温度,平衡朝着吸(放)热方向移动。早在1888年,法国科学家勒夏特列就发现了这其中的规律,并总结出著名的勒夏特列原理,也叫化学平衡移动原理:改变影响化学平衡的一个因素,平衡将向能够减弱这种改变的方向移动。
可见,要引起化学平衡的移动,必须是由于外界条件的改变而引起V正≠
V逆。平衡移动的本质第36页,共78页,2023年,2月20日,星期日化学平衡移动原理——勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、温度、或压强等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。注意:①是“减弱”这种改变,不是“消除”这种改变②勒夏特列原理适用于任何动态平衡体系(如:溶解平衡、电离平衡、沉淀平衡、水解平衡等),未平衡状态不能用此来分析③平衡移动原理只能用来判断平衡移动方向,但不能用来判断建立平衡所需时间。第37页,共78页,2023年,2月20日,星期日条件的改变平衡移动的方向平衡移动的结果增大反应物浓度减小生成物浓度升高温度
降低压强正反应方向减弱反应物浓度增大的趋势正反应方向吸热反应的方向气体体积增大的反应方向减弱生成物浓度减小的趋势减弱温度升高的趋势减弱压强降低的趋势外界条件对化学平衡移动的影响第38页,共78页,2023年,2月20日,星期日在500℃时,2SO2+O22SO3;△H<0的平衡体系里,若只改变下列条件,请把影响结果填入表中。改变的条件正反应速率对平衡的影响SO2的转化率增大O2浓度增大SO2浓度减小SO3浓度增大压强升高温度使用催化剂体积不变充入氖气增大向正方向移动增大增大向正方向移动减小向正方向移动增大增大向正方向移动增大增大向逆方向移动降低增大不移动不变不变不移动不变降低第39页,共78页,2023年,2月20日,星期日1.温度或压强的变化,引起平衡向正反应方向移动时,反应物的转化率一定升高,反之亦然。()平衡移动方向和反应物转化率的关系2.浓度变化引起平衡向正反应方向移动时,反应物的转化率一定升高。()①若a=b+c,转化率不变②若a>b+c,转化率升高③若a<b+c,转化率降低当反应物只有一种时:aA(g)
bB(g)+cC(g)增加A量,平衡向正反应方向移动,A的转化率取决于气体物质的系数:
①增加A量,平衡向正反应方向移动,A的转化率降低,B的转化率升高;(2)当反应物不止一种时:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)第40页,共78页,2023年,2月20日,星期日(a)a+b=c+d,转化率不变。(b)a+b<c+d,转化率降低。(c)a+b>c+d,转化率升高。判断正误()或()1.平衡向正反应方向移动,则向正反应方向的速率一定比原平衡时大。2.平衡向正反应方向移动,反应物的转化率一定增大。3.在有气体参与的平衡中,充入“惰气”,化学平衡一定发生移动。4.平衡体系中,增大某一反应物的浓度时,生成物在混合物中的质量分数一定回增大。②若按原比例同倍数增加A、B的量.平衡向正反应方向移动,转化率取决于气体物质的系数:第41页,共78页,2023年,2月20日,星期日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D课堂练习2.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A.①②B.②⑤C.③⑤D.④⑥B第42页,共78页,2023年,2月20日,星期日BC3.在高温下,反应2HBr(g)H2(g)+Br2(g)(正反应吸热)达到平衡,要使混气颜色加深,可采取的方法是()A.减压B.缩小体积C.升温D.增大H2浓度4.密闭容器中mA(g)+nB(g)pC(g),反应达到平衡,经测定增大压强P时,A的转化率随P而变化的曲线如下图.则:(1)增大压强,A的转化率____平衡向
移动,达到平衡后,混合物中C的浓度________。(2)上述方程式中的系数m、n、p的正确关系是
,(3)当降低温度时,C的浓度减小,正反应是____热反应。增大m+n>p增大吸A的转化率P正反应方向第43页,共78页,2023年,2月20日,星期日练习5:用来表示可逆反应2A(g)+B(g)2C(g)(正反应为放热反应)的正确图像为()的质量分数C0时间100℃500℃ABV0温度V(逆)V(正)V0压强CV(正)V(逆)的转化率A0压强D500℃100℃AC第44页,共78页,2023年,2月20日,星期日6、对于反应:2A+B2C在反应过程中C的百分含量随温度变化如右图所示,则:⑴T0对应的V正与V逆的关系是_____________.⑵正反应为_________热反应.⑶A、B两点正反应速率的大小关系是________________.⑷温度T<T0时,C%逐渐增大的原因是_______________.C%T0T0BA···CT第45页,共78页,2023年,2月20日,星期日4.如图曲线是在其他条件一定时,反应:2NO2N2O4;△H
<O中,NO2最大转化率与温度的关系曲线.图上标有A、B、C、D、E5点,其中表示未达到平衡状态且V(正)>V(逆)的点是()A.BB.CC.DD.A或EB3.对于可逆反应:A(g)+2B(g)2C(g);△H>0,下列图像中下列的是()。D第46页,共78页,2023年,2月20日,星期日课堂练习:1.反应X(g)+Y(g)2Z(g)(正反应放热),从正反应开始经t1时间达到平衡状态,在t2末由于条件变化,平衡受到破坏,在t3时达到新的平衡,下图表示上述反应过程中物质的浓度与反应时间的变化关系,试问图中的曲线变化是由哪种条件的改变引起的?()A.增大X或Y的浓度B.增大压强C.增大Z浓度D.降低温度D第47页,共78页,2023年,2月20日,星期日5.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”)
t/ºC70080083010001200k0.60.91.01.72.6吸热
(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)
BC
(4)若c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),此时温度为_______
830ºC第48页,共78页,2023年,2月20日,星期日5.在已经处于化学平衡的体系中,如果下列量发生变化一定能表明平衡发生移动是()A.反应混合物的浓度B.正、逆反应速率C.反应混合物的压强E.反应物的转化率D.各组分所占的百分含量速率改变,平衡不一定移动,只有改变V正≠V逆后才会移动.6.下图表示可逆反应:A(g)+B(g)C(g),当增大压强时,平衡由a点移动到b点,正确的曲线是()。B第49页,共78页,2023年,2月20日,星期日化学平衡移动的原因移动因果原因:外界条件改变,V(正)=V(逆)V(正)=V(逆)结果:再次V(正)=V(逆)方向:V(正)>V(逆)V(正)<V(逆)向正反应方向移动向逆反应方向移动第50页,共78页,2023年,2月20日,星期日N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
△=-92.4kJ·mol-1已知N2与H2反应合成NH3是一个可逆反应,其热化学方程式为:特点:①可逆反应②放热③气体体积减小的反应。工业生产主要要考虑:
经济效益与社会效益基本要求:a.反应快(反应速率问题)b.原料利用率高(平衡问题)c.单位时间内产量高
(速率快、平衡右移)第51页,共78页,2023年,2月20日,星期日
合成氨的工艺流程如图2-24所示.在工业生产中,可以通过以下途径来提高合成氨的产率.请利用有关知识分析采取这些措施的原因。1.向反应器中注入过量N2。2.采用适当的催化剂。3.在高压下进行反应。4.在较高温度下进行反应。分别从化学反应速率和化学平衡两个角度分析合成氨的合适条件。高温高压使用高压低温无影响第52页,共78页,2023年,2月20日,星期日⑴注入过量N2,及时分离NH3;原因:提高ν和αH2,平衡向正反应方向移动⑵使用催化剂原因:降低Ea,提高ν⑶增大压强:20~50MPa原因:提高ν,平衡向正反应方向移动⑷升高温度:约500℃原因:提高ν,该温度下,催化剂活性高[问题思考]工业实际生产中除了要考虑反应进行的限度以外还要兼顾什么?反应速率、动力、材料、设备等因素⑸原料循环使用。第53页,共78页,2023年,2月20日,星期日信息提示!有关化学平衡的计算规则和化学平衡移动原理有着广泛的适用性,可用于研究所有的化学动态平衡,如后续即将讨论的电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡等。我们要学会用平衡的观点去解释有关的化学现象,揭示化学反应的规律。第54页,共78页,2023年,2月20日,星期日练习与实践1.某一化学反应,反应物和生成物都是气体,改变下列条件一定能使化学平衡向正反应方向移动的是()A.增大反应物浓度B.减小反应容器的体积C.增大生成物浓度D.升高反应温度2.压强变化不会使下列化学反应的平衡发生移动的()A.Fe2O3(g)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)B.N2+3H22NH3C.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)D.C(s)+CO2(g)2CO(g)3.已知化学反应2A(?)+B(g)2C(?)达到平衡,当增大压强时,平衡向逆反应方向移动,则()A.A是气体,C是固体B.A、C均为气体C.A、C均为固体D.A是固体,C是气体第55页,共78页,2023年,2月20日,星期日4.反应A(g)+3B(g)2C(g)△H<0达平衡后,将气体混合物的温度降低,下列叙述中正确的是()A.V(正)增大,V(逆)减小,平衡向正反应方向移动B.V(正)减小,V(逆)增大,平衡向逆反应方向移动C.V(正)和V(逆)都减小,平衡向正反应方向移动D.V(正)和V(逆)都减小,平衡向逆反应方向移动5.一定条件下,二氧化氮和四氧化二氮之间存在下列平衡:2NO2(g)N2O4(g)在测定NO2的相对分子质量时,下列条件中测定结果误差最小的是()A.温度130℃、压强3.03×105PaB.温度25℃、压强1.01×105PaC.温度130℃、压强5.05×104PaD.温度0℃、压强5.05×104pa第56页,共78页,2023年,2月20日,星期日6.在一密闭容器中,反应aA(g)bB(g)达平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新的平衡时,B的浓度是原来的60%,则()A.平衡向正反应方向移动了B.物质A的转化率减小了C.物质B的质量分数增加了D.a>b第57页,共78页,2023年,2月20日,星期日8.在硫酸工业中有如下反应:请回答以下问题:(1)为什么在生产上要用过量的空气?(2)为什么要使用催化剂?(3)为什么不在高温下进行反应?2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H<0在一密闭体系中达到化学平衡。(1)请写出该反应的平衡常数表达式:(2)请说明改变下列条件时,平衡如何移动。a.压强不变,升高温度;b.保持温度不变,缩小容器的体积;c.保持体积不变,通入氢气。7.在一定条件下,反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)△H<0第58页,共78页,2023年,2月20日,星期日
化学平衡状态只有在一定的条件下才能保持.当外界条件改变时,原有平衡状态被破坏,一段时间后会达到新的平衡状态.化学平衡的移动,就是改变外界条件,破坏原有的平衡状态,建立起新的平衡状态的过程。第59页,共78页,2023年,2月20日,星期日【探究】建立等效平衡状态的途径恒温恒容过程:2SO2+O2
2SO3。2molSO21molO2开始2molSO3开始SO2a%O2b%SO3c%平衡状态1molSO20.5molO21molSO3③②①这种各组分的含量相同的平衡状态叫等效平衡。第60页,共78页,2023年,2月20日,星期日浓度/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相当于在425℃时,在1L密闭容器中进行反应:H2+I2
2HI,达到平衡,分别说明下列各图所示的涵义。由图中的事实可以说明化学平衡具有哪些特征?
第61页,共78页,2023年,2月20日,星期日一、等效平衡的概念在相同的条件下的同一个可逆反应,反应无论经过何种途径,达到平衡时,只要同种物质的体积分数相同,这样的平衡称为等效平衡。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第62页,共78页,2023年,2月20日,星期日例1在一定的温度下,把2molSO2和3molO2通入一定容积的密闭容器里,发生如下反应:2SO2+O22SO3.若该容器维持恒温恒容,用a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2、和SO3的物质的量,达到平衡时反应混合物中三种气体的物质的量浓度仍跟上述平衡时相同。则:⑴若a=0,则b=
,c=
,⑵a、b、c取值必须满足一般的条件:
,
。2.251.5a+c=2b+c/2=3例2一定温度下,一定容积的密闭容器里,加入2molSO2和3molO2,发生如下反应:2SO2+O22SO3,达到平衡时SO3为xmol.若该容器维持恒温恒压,用a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量,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相同。⑴a、b、c满足的关系
。⑵平衡时SO3的物质的量为
。(a+c)/(b+c/2)=2/3(a+c)x/2mol第63页,共78页,2023年,2月20日,星期日例3.一定温度下,一定容积的密闭容器里,加入1molH2和2molI2,发生如下反应:H2+I22HI,达到平衡时HI为体积分数为ω。用a、b、c分别代表初始加入的H2、I2和HI的物质的量,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相同.下列情况下a、b、c满足的关系及HI的浓度变化⑴若该容器维持恒温恒容?⑵若该容器维持恒温恒压?例4.将各2.0mol的SO2、SO3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(g)+O2(g)2SO3(g),达到平衡时SO3为nmol.在相同温度下,分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质,平衡时SO3等于nmol的()
A.1.6molSO2+0.3molO2+0.4molSO3
B.4.0molSO2+1.0molO2
C.2.0molSO2+1.0molO2+2.0molSO3
D.3.0molSO2+0.5molO2+1.0molSO3BD第64页,共78页,2023年,2月20日,星期日条件等效条件结果恒温恒容(△n(g)≠0)恒温恒容(△n(g)=0)恒温恒压等效平衡小结投料换算成相同物质表示时量相同两次平衡时各组分百分量、n、c均相同
投料换算成相同物质表示时等比例两次平衡时各组分百分量相同,n、c同比例变化
投料换算成相同物质表示时等比例两次平衡时各组分百分量、c相同,n同比例变化第65页,共78页,2023年,2月20日,星期日例:在一个1L的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生下述反应:2A(g)+B(g)3C(g)+D(s)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+xmolD(x>0.6)B.1molA+0.5molB+1.5molC+xmolD(x>0.1)C.2molA+1molB+xmolD(x≥0)D.1molA+0.5molB+4.5molC+xmolD(x>0.7)3.对于有固体参加的可逆反应:处理方法:①不考虑固体物质,先进行等效转化,应符合上述的规律。②根据题意计算出达到平衡时选定物质的物质的量,以及所需的固体物质的最小量,那么,只要固体物质的起始投料大于这个最小量即可保证达到同一平衡状态(因为固体物质的量多与少不影响化学反应速率或化学平衡)ABC第66页,共78页,2023年,2月20日,星期日1:在一个1L的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生下述反应:2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)
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()ABA.3molC+1molDD.4molA+2molBB.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC.1molA+0.5molB+1.5molC2.在一个1L的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生下述反应:2A(g)+B(g)3C(g)+D(s)
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+0.1molDB.1.6molA+0.8molB+0.6molC+0.2molDC.3molC+1molD+1molBD.4molA+2molBB第67页,共78页,2023年,2月20日,星期日3.在一定温度下,把2molSO2和1molO2通入一个一定容积的密闭容器里,发生如下反应:2SO2+O2
2SO3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(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=22b+c=2第68页,共78页,2023年,2月20日,星期日6.在一个1L的密闭容器中,加2molA、1molB,发生下述反应:2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)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的浓度不是1.2mol/L(或C的体积分数不是a%)的是()D7.在一恒定容器中充入2molA和1molB,发生如下反应:2A(g)+B(g)xC(g),达到化学平衡以后,C的体积分数为a.若在恒温恒容下,按0.6mol的A、0.3mol的B、1.4mol的C为起始物质,达到化学平衡后,C的体积分数仍为a,则x为()。
A.1B.2C.3D.无法确定BCA.3molC+1molDB.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC.4molA+2molBD.1molA+0.5molB+1.5molC第69页,共78页,2023年,2月20日,星期日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(2)恒定T、P:[1]若X=0、Y=0,则Z
。[2]若X=0.75,则Y
Z
。[3]X、Y、Z应满足的一般条件是__________。>0=2.25mol≥0Y=3X,Z≥0第70页,共78页,2023年,2月20日,星期日H2(g)+I2(g)2HI(g)1molH21molI2开始H2a%I2b%HI
c%平衡状态3.在恒温恒容时下列能与下图达到等效平衡的是()A.1molHIB.2molH2+3molI2C.1molH2+1molI2+1molHID.0.6molH2+0.5molI2+1molHIAC4.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+B2C+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+2molDBD第71页,共78页,2023年,2月20日,星期日4.在固定体积的密闭容器内,加入2molA、1molB,发生反应:A(g)+B(g)2C(g)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、2molCCD7.在恒温、恒压的条件下,向可变容
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