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文档简介
第二节
化学平衡第二章
化学反应速率与化学平衡五、等效平衡2SO2+O2
2SO3起始C(mol/L)210平衡C(mol/L)0.80.42SO2+O2
2SO30020.80.4以上两个平衡,有什么异同?化学平衡的建立与什么有关?
N2
+3H2
=2NH3A1mol3mol0molB0mol0mol2mol
等效平衡
在相同的条件下,对同一个可逆反应,开始投料方式不同,则在达到同一化学平衡状态时,同一种组分的百分含量(体积分数,物质的量分数等)均相同,这样的平衡互称为等效平衡。①恒T恒V,②恒T恒P
1.等效平衡定义:
2.等效平衡解题方法---一边倒,极限转化法:
即通过可逆反应的计量数之比全部换算成为方程式同一边的物质。3.等效平衡的规律:①
对于气体计量数之和不相等的可逆反应例(1)恒温恒容时的等效平衡:投料方式1.2102.4203.2304.0025.10.512SO2+O22SO3
2molSO2
1molO2开始SO2a%O2b%SO3c%2molSO2
1molO22molSO2
1molO2SO2a%O2b%SO3c%SO2a%O2b%SO3c%压缩体积即加压4molSO2
2molO2开始SO2<a%O2<b%SO3>c%平衡状态平衡状态恒温恒容不等效平衡正向移动2SO2+O2
2SO3
2molSO2
1molO2开始SO2
a%O2
b%SO3
c%平衡状态2molSO2
1molO22molO2SO2
a%O2
b%SO3
c%O2
100%压缩2molSO2
3molO2开始b%<O2<100%①
对于气体计量数之和不相等的可逆反应例恒温恒容时:投料方式1.2102.4203.2304.0025.10.51规律:把不同的起始投料,通过方程式的计量数,换算成同一边物质(即一边倒),若各物质物质的量分别对应相等,则两平衡等效。简记:一边倒,量相等则等效。两次平衡相比:各组分百分含量、n、c对应相等
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%。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+2molBAB练习1:C练习2:体积完全相同的两个容器A和B,已知A装有SO2和O2各1g,B装有SO2和O2各2g,在相同温度下反应达到平衡时A中SO2的转化率为a%,B中SO2的转化率为b%,则A、B两容器中SO2转化率关系正确的为(
)
A.a%>b% B.a%=b%C.a%<b%
D.2a%=b%【变式】已知
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
ΔH=-197kJ/mol。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:(甲)2molSO2和1molO2;(乙)1molSO2和0.5molO2;(丙)2molSO3。恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是()A.容器内压强p:p甲=p丙>2p乙B.SO3的质量m:m甲=m丙>2m乙C.c(SO2)与c(O2)之比为k:k甲=k丙>k乙D.反应放出或吸收热量的数值Q:Q甲=Q丙>2Q乙B②
对于气体计量数之和相等的可逆反应(1)恒温恒容时的等效平衡:H2+I22HI投料方式1.1102.2203.2404.0025.10.51恒温恒容H2
(g)+I2(g)2HI(g)等体反应,压强改变,平衡不移动。平衡状态H2a%I2b%HIc%H2a%I2b%HIc%H2a%I2b%HIc%1molH2
1molI21molH2
1molI2起始2molH2
2molI2起始1molH2
1molI2平衡状态H2a%I2b%HIc%加压等效两次平衡时:同种组分的百分含量相同,n、c成倍数关系平衡状态HI%=an(H2)=b平衡状态HI%=an(H2)=2b平衡状态H2
≠a%I2
≠b%HI≠c%H2
≠
a%I2
≠b%HI≠c%H2
≠a%I2
≠b%HI≠c%1molH2
2molI21molH2
2molI2起始2molH2
4molI2起始1molH2
1molI2平衡状态H2a%I2b%HIc%压缩H2(g)+I2(g)
2HI(g)
②
对于气体计量数之和相等的可逆反应(1)恒温恒容时:H2+I22HI投料方式1.1102.2203.2404.0025.0.50.51
规律:把不同的起始投料,通过化学方程式的计量数,换算成同一边物质(即一边倒),若物质的量的比值相同,则两平衡等效。简记:一边倒,量等比则等效。两次平衡时:
同种组分的百分含量相同,n、c成倍数关系练习3、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4、某温度下,在一个容积恒定的密闭容器中发生如下可逆反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H<0,反应达到平衡时,测得容器中各物质均为nmol,现欲使H2的平衡浓度增大一倍,在其他条件不变时,下列措施可以采用的是
()A.升高温度
C.再加入nmolCO和nmolH2O
B.加入催化剂
D.再加入2nmolCO2和2nmolH2D在一个1L的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生下述反应:。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、0.3molC+0.1molDB、1.6molA+0.8molB+0.6molC+0.2molDC、3molC+1molD+1molBD、4molA+2molB练习5:B固例(2)恒温恒压时的等效平衡:等效规律:把不同的起始投料,通过化学方程式的计量数,换算成同一边物质(即一边倒)后,若物质的量的比值相同,则两平衡等效。简记:一边倒后,量等比,则等效。投料1:
2mol1mol0投料2:
4mol2mol0两次平衡的特点:各组分百分含量相等、c也相等,n成比例H2(g)+I2(g)2HI(g)投料1:1mol1mol0投料2:
2mol2mol0投料3:
1mol0.5mol1mol投料3:
0mol0mol4开始SO2a%O2b%SO3c%平衡状态I2molSO2
1molO22molSO2
1molO22molSO2
1molO2SO2a%O2b%SO3c%SO2a%O2b%SO3c%4molSO2
2molO2SO2a%O2b%SO3c%两次平衡时:各组分百分含量相等、c也相等,n成比例开始平衡状态II等效平衡开始H2a%I2b%HIc%平衡状态I1molH2
1molI21molH2
1molI21molH2
1molI2H2a%I2b%HIc%H2a%I2b%HIc%2molH2
2molI2H2a%I2b%HIc%两次平衡时:各组分百分含量相等、c也相等,n成比例开始平衡状态II等效平衡H2(g)+I2(g)2HI(g)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%。维持容器的压强(或者C的体积分数仍为a%)的是(
)A、3molC+1molDB、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC、1molA+0.5molB+1.5molCD、4molA+2molBABD练习6:【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3molA和2molB,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%。将molA、molB、4molC、molD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()
A、x=3y=1B、x=4y=1C、x=5y=1D、x=10y=2CD类型等效条件等效的结果恒温恒容不等体积的反应若一边倒后,量相同,则等效两平衡相比,同一个组分百分含量、n、c均相同(全等平衡)等体积的反应若一边倒后,量等比,则等效两平衡相比,同一组分百分含量相同,n、c同比例变化(等比平衡)恒温恒压若一边倒,量等比,则等效两次平衡相比,同一组分百分含量、和c相同,n同比例变化(等比平衡)小结:等效平衡的类型和判断方法
解题思路:任何状态的体系,都用一边倒法即通过可逆反应的化学计量数换算成同一边物质1.思维模式:虚拟“中间态”法构建等效平衡(1)构建恒温恒容平衡思维模式:新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成,相当于增大压强。(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例,见图示):新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加,压强不变,平衡不移动。2.具体应用:利用等效平衡的方法解决不等效平衡的问题【例1】把晶体N2O4放入一固定容积的密闭容器中气化并建立N2O4(g)
2NO2(g)平衡后,保持温度不变,再通入与起始时等量的N2O4气体,反应再次达平衡,则新平衡时c(NO2)/c(N2O4)与原平衡比,其比值(
)A.变大 B.变小 C.不变 D.无法确定B【例2】在相同的A、B密闭容器中分别充入2molSO2和1molO2,使它们在一定温度下反应,并达新平衡:2SO2+O22SO3(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B2SO2+O2
2SO3
2molSO2
1molO2开始SO2a%O2b%SO3c%2molSO2
1molO22molSO2
1molO2SO2a%O2b%SO3c%SO2a%O2b%SO3c%SO2a%O2b%SO3c%加压4molSO2
2molO2开始SO2<a%O2<b%SO3>c%平衡状态平衡状态【例3】
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