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化学反应原理第二章化学反应速率和化学平衡第三节化学平衡可逆反应在同一条件下,既能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的反应。特点:同一条件同时进行反应物生成物同时存在(反应不能进行到底)正反应:从左向右进行的反应。逆反应:从右向左进行的反应。化学平衡的建立1、反应刚开始时:反应物浓度————,正反应速率————,生成物浓度为————,逆反应速率为——。最大最大00逐渐减小逐渐减小逐渐增大逐渐增大2、反应过程中:反应物浓度———————,正反应速率———————,生成物浓度——————,逆反应速率————将0.01molCO和0.01molH2O(g)通入1L的密闭容器中(800℃,1atm)。
CO+H2OCO2+H2催化剂高温正反应速率逆反应速率相等时间速率反应仍在进行,但是各种物质的浓度均保持不变,达到动态平衡—化学平衡状态。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。特征逆等动定变:可逆反应(或可逆过程):V正=V逆>0(不同的平衡对应不同的速率):平衡时正逆反应均未停止,只是速率相等:平衡时,各组分含量保持恒定:条件改变,平衡状态改变其中,“等”和“定”判断化学反应是否处于平衡状态的关键二、化学平衡定义:平衡转化率=————————————×100%平衡时已转化了的某反应物的量转化前该反应物的量平衡转化率:平衡状态的标志:2、间接(相关物理量恒定不变)①混合为气体的总质量、总物质的量②混合为气体的总体积、总压强③混合气体的平均分子量、平均密度④若混合物中有有色气体,体系颜色⑤若为绝热体系,反应体系的温度1、直接①V正=V逆②各组分浓度保持不变
例、对于密闭容器中的可逆反应:
mA(g)+nB
(g)pC
(g)+qD(g)
可能的情况举例是否平衡1.总体积①其他条件不变,m+n=p+q时,总体积一定②其他条件不变,m+n=p+q时,总体积一定2.总压强①其他条件不变,m+n=p+q时,总压强一定②其他条件不变,m+n=p+q时,总压强一定是否是否3.平均分子量M①m+n=p+q时,M一定②m+n=p+q时,M一定4.体系的密度①恒容时,密度一定②恒压且m+n=p+q时,密度一定③恒压且m+n=p+q时,密度一定5.温度其他条件一定时,体系温度一定6.其他组成成分有不同颜色时,体系颜色不再变化是否是是否是否
在500℃、钒触媒的作用下,某密闭容器中反应2SO2
+O22SO3
△
H<0达到化学平衡状态时的标志是()ASO2的消耗速率等于SO3的生成速率BSO2的生成速率等于SO2的消耗速率CSO2的消耗速率等于O2消耗速率的2倍DSO3的生成速率等于O2生成速率的2倍BD
在一定温度下,可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是()A.C的生成速率与C的分解速率相等
B.单位时间生成nmolA,同时生成3nmolBC.生成B的速率,与生成C的速率相等D.单位时间生成nmolA,同时生成2nmolCAD
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
下列说法中可以充分说明反应:P(g)+Q(g)R(g)+S(g),在恒温恒容下已达平衡状态的是()
(A)P、Q、R、S的浓度不再变化
(B)P、Q、R、S的分子数比为1:1:1:1
(C)反应容器内气体总物质的量不再变化
(D)混合气体的压强不再变化(E)气体的平均分子量不再变化(F)各组分的质量分数不再改变(G)混合气体的密度不再变化AF在一个不传热的固定容积的密闭容器中有可逆反应:mA(g)+nB(g)
pC(g)+qQ(g)
,当m、n、p、q为任意整数时,一定可以作为达到平衡的标志是:①体系的压强不再改变②体系的温度不再改变③各组分的浓度不再改变④各组分的质量分数不再改变⑤反应速率Va:Vb:Vc:Vd=m:n:p:q
⑥单位时间内mmolA断键反应,同时pmolC也断键反应(A)③④⑤⑥(B)②③④⑥(C)①③④⑤(D)①③④⑥B
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(s)+3B(g)
2C(g)+D(g)已达平衡状态的是(其中只有B气体有颜色)()A.混合气体的压强B.混合气体的密度C.气体的平均分子量D.气体的颜色BCDACDDA(g)+3B(g)
2C(g)+D(g)?A(g)+3B(g)
2C(g)+2D(g)?
aA+bB
cC+dD4.有关化学平衡的计算起始量
mn00
变化量
axbx
cx
dx
平衡量m-axn-bx
cx
dx转化率==反应物的转化量/反应物的起始量×100℅例.把6molA气体和5molB气体混合放入4L密闭容器中,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g)2C(g)+xD
(g)。经过5分钟后达到平衡,此时生成C为2mol,测得D的平均速率为0.1mol/(L.min)。下列说法错误的是A.x=2B.B的转化率为20﹪C.平衡时A的浓度为0.8mol/LD.恒温达平衡是容器内压强为开始的85﹪化学反应原理第二章化学反应速率和化学平衡第三节化学平衡思考:
20℃时,将一块质量为40g的NaCl晶体投入到100g水中,充分搅拌,至固体不再溶解为止,静置。经过相当长的时间后,发现NaCl晶体质量不再发生变化,但NaCl晶体的形状可能发生改变,为什么?什么是饱和溶液?
在一定温度下,在一定量的溶剂里,不能再溶解某种溶质的溶液,叫做这种溶质的饱和溶液。
饱和溶液中溶质的溶解过程完全停止了吗?
没有!以NaCl溶解于水为例,NaCl溶解的速率与溶解在水中的NaCl结晶析出晶体的速率相等。宏观表象微观速率解释溶解结晶饱和v溶解>v结晶v溶解<v结晶v溶解=v结晶即:溶解速率=结晶速率达到了溶解的平衡状态,一种动态平衡那么,可逆反应的情况又怎样呢?一定条件下的化学平衡v正=v逆,反应混合物中各组分的含量恒定条件改变反应速率改变,且变化量不同非平衡状态平衡被破坏
v正≠v逆,反应混合物中各组分的含量不断变化一定时间后新条件下的新化学平衡v’正=v’逆,反应混合物中各组分的含量恒定平衡状态Ⅰ平衡状态Ⅱ一、化学平衡的移动总结:化学平衡的研究对象是——————,化学平衡是有条件限制的————平衡,只有在————————时才能保持平衡,当外界条件(浓度、温度、压强)改变时,化学平衡会被———,反应混合物里各组分的含量——————,由于条件变化对正逆反应速率的影响不同,致使v正——v逆,然后在新条件下建立——————。可逆反应动态条件一定破坏发生变化新的平衡≠2、化学平衡的移动方向的判断:⑴若外界条件变化引起v正>v逆:平衡向正反应方向移动⑵若外界条件变化引起v正<v逆:平衡向逆反应方向移动⑶若外界条件变化引起v正=v逆:旧平衡未被破坏,平衡不移动二、影响化学平衡的条件1、浓度对化学平衡的影响【实验2-6】现象分析:
Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+
橙色
黄色滴加3~10滴浓H2SO4滴加10~20滴6mol/LNaOHK2Cr2O7溶液增大c(H+)橙色加深c(Cr2O72-)增大平衡逆向移动平衡破坏减小c(H+)黄色加深平衡破坏平衡正向移动结论:增大生成物的浓度平衡向逆反应方向移动结论:减小生成物的浓度平衡向正反应方向移动溶液黄色加深c(CrO42-)增大溶液橙色加深实验探究(P27实验2-6)FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl现象:溶液变成红色(红色)A.加少量FeCl3的红色加深;B.加少量KSCN的红色也加深;(无色)(黄色)(无色)思考——加少量NaOH溶液颜色有何变化。有红褐色沉淀生成,溶液红色变浅实验结论:在其他条件不变时,增大反应物或减小生成物的浓度,化学平衡向正反应方向移动;减小反应物或增大生成物的浓度;化学平衡向逆反应方向移动t2v”正=v”逆v’逆v,正t3v正=v逆v正v逆t1t(s)
v(mol·L-1·s-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;
当减小反应物的浓度时,化学平衡将怎样移动?速率-时间关系图:讨论:减小反应物浓度v’逆vtv逆v’正v’正=v’逆平衡逆向移动v’逆>v’正结论:减小反应物的浓度,v正<v逆,平衡向逆反应方向移动;减小生成物浓度vtv逆v’正=v’逆平衡正向移动v’正>v’逆v’正v’逆v正增大生成物浓度v’逆vtv正v逆v’正v’正=v’逆平衡逆向移动v’逆>v’正图象连续?为什么?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态物质,其浓度可看作一个常数,增加或减小固态或液态纯净物的量并不影响v正、v逆的大小,所以化学平衡不移动。②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。③反应物有两种或两种以上,增加一种物质的浓度,该物质的平衡转化率降低,而其他物质的转化率提高。④改变浓度后,速率-时间图象是连续的。⑤对于离子反应,只有改变实际参加反应的离子的浓度才能改变平衡。应用:在工业生产中适当增大廉价的反应物的浓度,使化学平衡向正反应方向移动,可以提高价格较高原料的转化率,以降低生产成本练习:可逆反应H2O(g)+C(s)
CO(g)+H2(g)在一定条件下的恒容容器中达到平衡状态,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,CO浓度不变③平衡逆向移动,CO浓度减小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,此时溶液中浓度减小的粒子有
。(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OH-、NH3·H2O、NH3逆反应方向有气体放出课堂练习2、温度对化学平衡的影响P28实验探究(实验2-7)2NO2(g)N2O4(g)△H=-56.9kJ/mol(红棕色)(无色)现象:混合气体受热颜色变深;遇冷颜色变浅。[讨论]A:混合气体受热颜色变深,说明
B:混合气体遇冷颜色变浅,说明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。其他条件不变时,若正反应为放热反应,能否画出温度升高时的v-t图象?[结论]在其它条件不变的情况下:温度升高,化学平衡向吸热反应的方向移动;温度降低,化学平衡向放热反应的方向移动。v正=v逆v正v逆t1t(s)
v(mol·L-1·s-1)0t2v”正=v”逆v’逆v‘正升高温度(正反应是放热反应)速率-时间关系图:2NO2N2O4注意:温度对平衡的影响,图像具有不连续性。为什么?温度对平衡影响:速率-时间关系图升温对吸热反应有利、降温对放热反应有利已知可逆反应2SO2+O22SO3的正反应为放热反应。升高温度产生的影响是()
A、v(正)增大,v(逆)减小
B、v(正)、v(逆)不同程度增大
C、v(正)减小,v(逆)增大
D、v(正)、v(逆)同等程度增大B已知高温下反应(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、保持容积不变,加入HBr(g)
B、降低温度C、升高温度D、保持容积不变,加入H2(g)(AC)2HBr(g)H2(g)+Br2(g)3、压强对化学平衡的影响:N2十3H22NH3NH3%随着压强的增大而增大,即平衡向正反应的方向移动。实验数据:解释:加压→体积缩小→浓度增大→正反应速率增大,逆反应速率增大→v正>v逆→平衡向正反应方向移动。压强(MPaH3%2.09.216.435.553.669.4
对于反应前后气体体积发生变化的化学反应,在其它条件不变的情况下,增大压强(减小容器体积),会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动,减小压强(增大容器体积),会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。体积缩小:即气体分子数目减少体积增大:即气体分子数目增多说明:⑴当a+b>c+d时:Vt0V(正)V(逆)V(正)V(逆)Vt0V(正)V(逆)V(逆)V(正)①增大压强②减小压强对于反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)改变压强时的速率-时间关系图:注意:压强对平衡的影响,图像具有不连续性。为什么?⑵当a+b<c+d时:Vt0V(正)V(逆)V(逆)V(正)③增大压强④减小压强Vt0V(正)V(逆)V(正)V(逆)结论:对于反应前后气体体积发生变化的化学反应,在其它条件不变的情况下,增大压强,会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动,减小压强,会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。(3)当a+b=c+d时:Vt0V(正)V(逆)Vt0V(正)V(逆)①增大压强②减小压强结论:对于反应前后气体总体积不变的可逆反应达到平衡后,只改变压强,正逆反应速率改变的程度一样,对化学平衡无影响。例:对如下平衡A(g)+B(g)
2C(g)+D(s)
0t1t2t3加压对化学平衡的影响v正v正′=v逆′v逆v正′=v逆′v正v逆0t1t2t3减压对化学平衡的影响增大压强,容器体积减小,浓度同等程度增大,颜色变深,但平衡不移动.压强对化学平衡的影响[注意]①对于反应前后气体总体积相等的反应,改变压强对平衡无影响;2HI(g)H2(g)+I2(g)②平衡混合物都是固体或液体的,改变压强不能使平衡移动;③压强的变化必须改变混合物浓度,才有可能使平衡移动。压强对化学平衡的影响判断压强引起平衡移动的思路:压强如何改变?压强变化是否引起浓度变化?浓度改变则引起速率的变化速率变化后,若导致v正
≠v逆时平衡移动若v正
=v逆时,则平衡不移动不移动逆向移动向平衡体系3H2(g)+N2(g)2NH3(g)
恒容时,充入Ne
,则平衡__________;恒压时,充入Ne
,则平衡__________。
正向移动不移动逆向移动逆向移动不移动思考:对于反应②和⑤,增大压强(缩小容器体积)时,平衡没有移动,但正逆反应速率有无变化?如何变化?下列反应达到化学平衡时,增大压强(缩小容器体积),平衡是否移动?向哪个方向移动?①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)②H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)③H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g)④CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)⑤H2S(g)H2(g)+S(s)课堂练习4、催化剂对化学平衡的影响催化剂同等程度地加快正、逆反应速率(v正=v逆);对化学平衡无影响。加催化剂(b)t时间v速率v正v逆0v逆v正′′催化剂能缩短平衡到达的时间化学平衡移动原理——勒夏特列原理原理:如果改变影响平衡的一个条件(浓度、温度、压强等),化学平衡就向减弱这种改变的方向移动。①此原理只适用于已达平衡的体系②平衡移动方向与条件改变方向相反。注意:③移动的结果只能是减弱外界条件的改变量,但不能消除。(1)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)化学平衡正向移动减小反应物浓度(或增大生成物浓度)化学平衡逆向移动(2)在其他条件不变的情况下:增大压强,会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动减小压强,会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动(3)在其它条件不变的情况下:升高温度,化学平衡向吸热方向移动降低温度,化学平衡向放热方向移动勒夏特列原理:注意:1、化学平衡只能削弱外界条件的改变,而不能完全抵消这种改变。颜色突然加深,然后逐渐变浅,但比原平衡状态时深。讨论:反应2NO2(g)
N2O4(g),达平衡后迅速压缩活塞,可观察到什么现象?浓度如何变化?若改为H2+I22HI呢?颜色加深(红棕色)(无色)思考与交流[讨论]
试比较以下三种状态下的温度关系:
①改变温度前混合气体温度T1;②改变温度后瞬时气体温度T2;③改变温度达新平衡后混合气体温度T3。升温:
;降温:
。2NO2(g)N2O4(g)△H=-56.9kJ/molT2>T3>T1T1>T3>T22NO2(g)N2O4(g)(2体积,红棕色)(1体积,无色)思考与交流P2>P3>P1P1>P3>P2[讨论]
试比较以下三种状态下的压强关系:
①改变压强前混合气体压强p1;②改变压强后瞬时气体压强p2;③改变压强达新平衡后混合气体压强p3。加压:
;减压:
。讨论:反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H<0,达到化学平衡,改变下列条件,根据反应体系中的变化填空:①若N2的平衡浓度为amol/L,其他条件不变时,充入N2使其浓度增大到bmol/L后平衡向——————方向移动,达到新平衡后,N2的浓度为cmol/L,则a、b、c的大小为———————;②若平衡体系的压强为P1,之后缩小反应体系体积使压强增大到P2,此时平衡向——————方向移动,达到新平衡后体系的压强为P3,则P1、P2、P3的大小为——————————;③若平衡体系的温度为T1,之后将温度升高到T2,此时平衡向——————方向移动,达到新平衡后体系的温度为T3,则T1、T2、T3的大小为——————————。正反应
a<c<b正反应P1<P3<P2逆反应T1<T3<T22、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)④⑥BD5.合成氨反应:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH=-92.4kJ/mol,在反应过程中,正反应速率的变化如下图:下列说法正确的是(
)A.t1时升高了温度B.t2时使用了催化剂C.t3时增大了压强
D.t4时降低了温度B四、化学平衡常数:
一定温度,平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比是一个常数,这个常数叫做该反应的化学平衡常数,符号K1.表达式:cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)
平衡常数
K=对于可逆反应
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)2.注意:(3)K只受温度影响,与浓度,压强,反应速度无关(2)一个反应,在一个温度下,有一个K值(4)K值越大,反应物的转化率越大;一般当K>105时,该反应进行得基本完全。平衡常数数值极小的反应,说明正反应在该条件下几乎不可能进行,(1)K越大,表示可逆反应进行程度越大(5)若反应反向改变,平衡常数改变,且互为倒数(6)化学计量数扩大或缩小n倍,平衡常数改变为Kn3.书写原则:a.固、纯液体,不必写出。b.水溶液中,水的浓度不必写出。非水溶液中,水的浓度要写出。练习:写出下列反应的化学平衡常数K=c(CO2)(1)CaCO3(s)
CaO(s)+CO2(g)(2)CO2(g)+C(s)2CO(g)(3)Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+
c2(CO)
c
(CO2)
K=
c2(CrO42-)c2(H+)c(Cr2O72-)K=
(5)N2O4(g)2NO2(g)c2(NO2)c(N2O4)K=
N2O4(g)NO2(g)
1
2
N2O4(g)NO2(g)
1
3
2
3c(NO2)c1/2(N2O4)K=
C2/3(NO2)C1/3(N2O4)K=
(4)判断可逆反应是否平衡及不平衡向何方向进行.--该反应的浓度商任意时刻:cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)
K=
Qc=---平衡常数(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(1)QC<K,反应向正方向进行,V正>V逆(2)QC=K,反应处于平衡状态,V正=V逆(3)QC>K,反应向逆方向进行,V正<V逆6、有关化学平衡常数的计算例1:在某温度下,将H2和I2各0.10mol充入10L的密闭容器中,平衡后,C(H2)=0.0080mol/L.(1)求平衡常数。(2)该容器中若通入H2和I2蒸气各0.20mol.试求达到化学平衡状态时各物质的浓度.解:(1)=0.25
H2+I22HI起始浓度平衡浓度
0.010.010
0.0080c(H2)c(I2)c2(HI)K=
变化浓度
0.00200.00800.00400.00200.0040
H2+I22HI起始浓度平衡浓度
0.020.020c(H2)c(I2)c2(HI)K=
解:(2)设H2的消耗浓度为x0.02-x0.02-x2xX=0.0040mol/Lc(H2)=c(I2)=0.016mol/Lc(HI)=0.0080mol/L答:略=0.25(0.02-x)2(2x)2=
变化浓度
xx2x起始2.01000例2:在密闭容器中,将2.0molCO与10molH2O混合加热到800℃,达到下列平衡:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K=1.0
求CO转化为CO2的转化率.平衡K=c(CO2)c(H2)C(CO)C(H2O)=1.0x=1.66mol答:
CO转化为CO2的转化率为83%.解:设该容器为1L转化CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)xxxx
2-x10-xxx练习(p33)1、已知一氧化碳与水蒸气的反应为在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。CO+H2O(g)CO2+H2催化剂高温练习1.(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.AD2.(2002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”)
t/ºC70080083010001200k0.60.91.01.72.6吸热练习(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
.
BC830ºC多重平衡若干方程式相加(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
K12NO2(g)N2O4
K22NO(g)+O2(g)N2O4(g)K=K1K2
例2:C(s)+CO2(g)2CO(g)KC(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)K1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)K2
K=K1/K2等效平衡CO+H2OCO2+H2Br2+H22HBrN2+3H22NH3Br2+H22HBr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,说明下列各图所示的涵义。图中的事实可以说明化学平衡具有哪些特征?
同一可逆反应,当外界条件不变时,反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,都可建立效果相同的平衡状态——等效平衡在相同的条件下通过不同的途径,达到的相同平衡状态时只要同种物质的百分含量相同,这样的平衡称为等效平衡。一、等效平衡的概念等效平衡建成条件探究(1)
ABCD平衡时D的体积分数
起始充入2mol1mol00a%003mol1mola%1mol0.5mol1.5mol0.5mola%4mol2mol00b%(a﹤b)在一定温度下,一个容积固定的密闭容器中发生反应:2A(g)+B(g)=3C(g)+D(g),根据下表有关数据分析恒温、恒容下等效平衡建成的条件。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:用极限转化将各种情况变换成同一反应物或生成物(一边倒),有关物质的物质的量对应相等即为等效平衡。产生结果:各组分百分量相同,n、c相同练习1、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: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=3H2(g)+I2(g)2HI(g)
1molH21molI2开始H2a%I2b%HI
c%平衡状态在恒温恒容时下列能与下图达到等效平衡的是()(110)(220)(220)(110)ABCD转化法等效平衡建成条件探究(2)A.2molHIB.2molH2+2molI2
C.1molH2+1molI2+2molHID.0.5molH2+0.5molI2+1molHI2、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:
用极限转化将各种情况变换成同一反应物或生成物(一边倒),有关物质的物质的量比例相等即为等效平衡。产生结果:各组分百分量相同,n、c同比例变化练习2、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2molCB.3molCC.4molA、2molBD.1molA、2molCCD练习3: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+0.1molDB、1.6molA+0.8molB+0.6molC+0.2molDC、3molC+1molD+1molBD、4molA+2molBB在一定温度下,一个压强恒定的密闭容中发生反应2A(g)+B(g)=3C(g)+D(g),根据下表有关数据分析恒温、恒压下等效平衡建成的条件。
ABCD平衡时D的体积分数
起始充入2mol1mol00a%1mol0.5mol1.5mol0.5mola%4mol2mol00a%2mol2mol00b%(a≠b)等效平衡建成条件探究(3)4molSO2
2molO2
2molSO2
1molO22molSO2
1molO22molSO21molO2开始恒温恒压SO2a%O2b%SO3c%平衡状态SO2a%O2b%SO3c%平衡状态SO2a%O2b%SO3c%2SO2+O2
2SO3
SO2a%O2b%SO3c%与可逆反应气态物质的化学计量数无关,使用极限转化将各种情况变换成同一反应物或生成物,有关物质的物质的量比列相等即为等效平衡。3、恒温、恒压下等效平衡的:产生结果:各组分百分量、c相同,n同比例变化
练习4、在一个1L的密闭容器中,加2molA
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%。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5、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(g)+2B(g)xC(g)+yD(g)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X,Y的值分别为()Ax=3y=1Bx=4y=1Cx=5y=1D
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