等效平衡2-3-4.ppt

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1、第三节 化学平衡,专题:等效平衡,同：化学平衡状态只与条件有关，而与反应途径无关。,N2 + 3H2 2NH3,（mol/L） 起始浓度,1 3 0 -,0 0 2 - ,起始浓度,1/3 1 4/3 -,如何理解“等效平衡”？,相同效果的平衡状态。,？,相同效果指的是什么？,？,达到平衡时，反应混合物中各组成成分的含量（体积分数、物质的量分数等）相等。,专题:等效平衡,相同条件下的同一可逆反应，起始时投料情况不同，但达到化学平衡时，同种物质的含量(体积分数、物质的量分数) 相同，这样的化学平衡互称等效平衡。,在一定条件下，可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应开始，或是从中间态（既有反应物又有

2、生成物的状态）开始，最终都能达到平衡。,我们已经知道：,1、定义:,在恒温恒容下，按不同的投料方式进行反应 平衡后各体系内相同组分浓度是否对应相同,三条途径最终达同一平衡,N2 + 3H2 2NH3 (1) 1mol 4mol 0mol (2) 0mol 1mol 2mol (3) 0.5mol 2.5mol 1mol,1mol (3+1)mol 0mol,(0.5+0.5)mol (2.5+1.5)mol 0mol,在恒温恒容下，按不同的投料方式进行如下反应 CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) (1) 1mol 1mol 0 mol 0 mol (2) 0 mol 0

3、 mol 1 mol 1 mol (3) 0 mol 1 mol 1 mol 1 mol 以上哪些投料方式在反应达到平衡后，CO2在平衡混合物中的含量相同？由此得出什么规律？,CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) (1) 1mol 1mol 0 mol 0 mol (2) 0 mol 0 mol 1 mol 1 mol “一边倒” 1 mol 1 mol 0 mol 0 mol(3) 0 mol 1 mol 1 mol 1 mol “一边倒” 1mol 2 mol 0 mol 0 mol,恒温恒容下，可逆反应中，若“一边倒”时各物质的物质的量对应相等，达到化学平衡时,各物

4、质的百分含量(体积分数、物质的量分数等）均相等, 平衡时互为等效平衡。,结论1：恒温恒容下的等效平衡,口诀：恒温恒容，物质的量相等，平衡等效,练习1： 可逆反应：2SO2(g)+O2 (g)2SO3(g) ，在相同温度、固定容积的相同密闭容器中，分别按下列配比放入起始物质，恒温恒容条件下，能达到等效平衡的是： A 2.0molSO3 B 2.0molSO2+ 1.0molO2 C 1.0molSO2+ 0.5molO2+1.0molSO3 D 3.0molSO2+1.0molO2+1.0molSO3,A、B和C,练习2.在一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和2molB，发生如下反应： 2

5、A（气）+ 2B（气） 3C（气）+ D（气），达到平衡时，C的浓度为Wmol/L,若维持容器体积和温度不变,按下列配比作为起始物质达到平衡后,C的浓度仍为Wmol/L的是（ ） A 2molA+2molB+3molC+1molD B 3molC+1molD+1molB C 3molC+1molD D 1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD,C,如果改成C的质量分数 为x,会是什么结果?,练习3.在一固定容积的密闭容器中充入2molA和1molB，发生反应：2A(气)+B(气) xC(气),达到平衡后，C的体积分数为W%。若维持容器体积和温度不变，按0.6molA、0.3m

6、olB和1.4molC为起始物质，达到平衡后，C的体积分数仍为W%，则x值为（ ） A、1 B、2 C、3 D、4,B,在恒温恒压下，按不同的投料方式进行如下反应 N2 + 3H2 2NH3 1mol 3mol 0mol 2mol 6mol 0mol (3) 2mol 6mol 2mol 以上哪些投料方式在反应达到平衡后，NH3在平衡混合物中的体积百分含量相同？由此得出什么规律？,1molN2 3molH2,NH3% =a%,2molN2 6molH2,1molN2 1molN2 3molH2 3molH2,割板,抽割板,恒温恒压,途径1,途径2,平衡1,平衡2,构造中间态,同平衡1,平衡 不

7、移动,NH3% =a%,NH3% NH3% =a% =a%,NH3% =a%,恒温、恒压下，气体参加的可逆反应，若“一边倒”时各物质的物质的量对应成比例，达到化学平衡时，对应物质的体积分数相等，平衡互为等效平衡。,结论2：恒温、恒压下的等效平衡,口诀：恒温恒压，各物质的量的比 相等， 平衡等效,例4.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，

8、Y=-，Z=-。 3X、Y、Z应满足的一般条件是-。,2mol,2.25mol,0.5mol,Y=3X,X+Y+2Z=4,X+Z/2=1 , Y+3Z/2=3,例5.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： （2）恒定T、P： 1若X=0、Y=0，则Z-。 2若X=0.75,则Y-，Z-。 3X、Y、Z应满足的一般条件是-。,0,=2.25mol,=0,Y=3X,Z=0,例5.将2molSO2和2molSO3

9、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(气)+O2(气) 2SO3 （气），平衡时SO3为n mol。相同温度下，分别按下列配比在相同体积的密闭容器中加入起始物质，平衡时SO3的物质的量大于n mol的是（ ） 2mol SO2+1 molO2 4molSO2+1molO2 2molSO2+1molO2+2molSO3 3molSO2+1molO2+1molSO3,C D,如:某可逆反应： mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)， 若m+n=p+q，由于压强对平衡无影响 则无论是恒温恒容或者是恒温恒压,若 “一边倒”时各物质的物质的量对应成比例，则所建立的平衡为

10、等效平衡。,结论3:反应前后气体总体积不变的反应,口诀：体积不变，比相等，则等效,对于反应：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g) 1如果 abcd：,不管是恒温、恒容还是恒温、恒压，“一边倒”时各物质的物质的量对应成比例，则平衡等效。,2如果abcd：,恒温、恒容条件下，“一边倒”时各物质的物质的量对应相等,平衡等效.,恒温、恒压条件下， “一边倒”时各物质的物质的量对应成比例,平衡等效.,小 结,等效平衡心法要诀: （对象：气体可逆反应） 恒温恒容,物质的量相等,平衡等效 恒温恒压,比相等,平衡等效 体积不变,比相等,则等效,练习3：对于可逆反应： CO(g) + H2O(g) CO

11、2(g) + H2(g) 在恒温、恒容条件下，分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，则能 达到等效平衡的是（ ） CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) A 2mol 2mol 0mol 0mol B 0mol 0mol 4mol 4mol C 1mol 1mol 2mol 2mol D 4mol 6mol 0mol 0mol,A、B和C,D项CO2的体积分数与A项比较, 较大的是:,D,2、等效平衡的分类：,例1：对于合成氨反应：N23H22NH3，在恒温恒容的密闭容器中，按下列四种情况分别加入下述物质：,N2 H2 NH3 A 1 3 0 mol B 0 0 2

12、mol C 0.5 1.5 1 mol D 1 3 2 mol,一定时间后分别达到化学平衡状态，则这四种情况的平衡混合气中NH3体积分数相等的是（ ）,分析如下：,练习2：在四个密闭容器中，发生下列反应：2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)，在同温、同压（且恒压）下分别充入表中四种配比气体到达平衡：,其中平衡状态完全相同的容器是:,1、2、3、4,练习1： 可逆反应：2SO2(g)+O2 (g)2SO3(g) ，在相同温度、固定容积的相同密闭容器中，分别按下列配比放入起始物质，恒温恒容条件下，能达到等效平衡的是： A 2.0molSO3 B 2.0molSO2+ 1.0molO2 C 1

13、.0molSO2+ 0.5molO2+1.0molSO3 D 3.0molSO2+1.0molO2+1.0molSO3,A、B和C,N23H2 2NH3 A 1 3 2 mol B 0 0 2 mol C 0.5 1.5 1 +1 mol D 1 3 2 +2 mol,极限法：,“一边倒”时三种情况各物质的物质的量对应相等，互为等效平衡,恒温、恒容条件下,对上述四种情况进行等价变换:,三种情况平衡时平衡混合气中NH3体积分数相等,D项NH3体积分数 比A C 大还是小?,大,例2、在一定条件下，将2molSO2和1molO2通入下列容器中：,2SO2+O2 2SO3,p0,活塞与大气相通，维持

14、容器内温度不变，平衡时SO2的质量分数为。若在容器内充入4molSO2、2molO2，相同条件下达到平衡时，SO2的质量分数 （填“”、“”或“”）。,等 效,等 效,恒 温 恒 压 条 件 下,SO2质量分数：,SO2质量分数：,SO2质量分数：,SO2质量分数：,例3：t时容积为VL的甲、乙两容器，甲中充入1molI2蒸气和1molH2,乙中充入2molI2蒸气和2molH2,恒温、恒容条件下达到平衡，测得甲、乙容器中HI的体积分数分别为a%、b%，则a% b%（填“”、“”或“”）。,1molH2 1mol I2,等效,等效,甲,乙,分析：H2 (g) +I2 (g) 2HI (g) (

15、压强对平衡无影响),等效,恒温恒容,1mol H2 1mol I2,2mol H2 2mol I2,1mol H2 1mol I2,1molH2 1mol I2,等效,例4、在一个1 L的密闭容器中，加入2 mol A和1 mol B ，发生下述反应： 2A(g)+B(g) 3C(g)+D(s) 达到平衡时，C的浓度为1.2 mol/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1.2 mol/L的是（ ） A 3mol C+xmol D(x0.6) B 1mol A+0.5mol B+1.5mol C+xmol D(x0.1) C 2

16、mol A+1mol B+xmolD(x0) D 1mol A+0.5mol B+4.5mol C+xmol D(x0.7),A、B、C,(A中X的最小量为0.6),(D中X的最小量为1.1),ABCD四项都符合A(g):B(g)=2:1,该题符合“比相等，则等效”，但必须考虑固体D(s)的量是否足够,3、对于有固体参加的可逆反应： 处理方法： 不考虑固体物质，先进行等价变换，应该符合上述的规律。 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等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）

17、,一个不忘: “不忘固体最小量”,2,习题1,(4)若该反应在恒温恒压下进行, a=0，b=0，则c为_。,C 0,若a=1，c=5，则b=_， a、b、c取值必须满足的一般条件是:,0.5,a:b=2:1 c0,1-a,3a,D,达到平衡的过程中反应的方向不能确定。,习题2,a/(2-a),在一恒定容器中充入2 mol A和1 mol B，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0.6 mol A、0.3 mol B、1.4 mol 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. 1 B. 2 C. 3 D.

18、 无法确定,BC,习题3,全线突破P39 11,（04年天津理综第13题）一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，发生下列反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。达到平衡后改变下述条件，SO3气体平衡浓度不改变的是（ ） A保持温度和容器体积不变，充入1 mol SO3(g) B保持温度和容器内压强不变，充入1 mol SO3(g) C保持温度和容器内压强不变，充入1 mol O2(g) D保持温度和容器内压强不变，充入1 mol Ar(g),B,拓展练习： A、B两容器由极易导热的材料做成。A容积不变，B容积活塞可上下移动，保持内外压强相等。在相

19、同条件下，将等量的NO2压入容积相等的A、B两容器中发生如下反应： 2NO2 N2O4 H ”或“”填空： （1）反应开始时，生成N2O4的速率V(A) V(B) （2）反应中生成N2O4的速率V(A) V(B) （3）平衡时两容器中分子总数N(A) N(B) （4）达到平衡时两容器压强P(A) P(B) （5）A、B中的转化率大小比较：A B,=,在一个固定体积的密闭容器中，保持一定温度进行以下反应：H2(g)十 Br2(g) 2HBr(g) 已知加入l mol H2和2 mol Br2时，达到平衡后生成a mol HBr(见下表已知项)在相同条件下，且保持平衡时各组分的体积分数不变，对下列编号的状态，填写表中的空白。,2a,0,0.5,2g-4m,(g-m)a,难题,注意:平衡时四种情况HBr的物质的量分数(体积分数)相同，都是?,(a/3),起始(mol)： 0.5 x y,所以，y=1.5，x=0.25 。,起始(mol)： a b c,所以，a+c=2，b+c/2=1 。,