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第二章第三节等效平衡在化学平衡中的应用_图文

等效平衡在化学平衡中的应用
N2+3H2 2NH3

Br2+H2

2HBr

化学平衡

化学平衡是指在一定条件下的可 逆反应,正反应和逆反应的速率相等, 逆反应,正反应和逆反应的速率相等, 反应混合物中各组分的含量( 反应混合物中各组分的含量(物质的 量分数、体积分数等) 量分数、体积分数等)保持不变的状 态。

化学平衡的特征

动:动态平衡 定:反应混合物的含量一定 变:一定条件下的平衡

等效平衡

如何理解“等效平衡” 如何理解“等效平衡”? 相同效果的平衡状态。 相同效果的平衡状态。 的平衡状态 相同效果指的是什么? 相同效果指的是什么? 达到平衡时, 达到平衡时,反应混合物中各组成 成分的百分含量 体积分数、 百分含量( 成分的百分含量(体积分数、物质的 量分数等)相等。 量分数等)相等。

一、等效平衡的概念 在相同的条件下,对同一个可逆反应, 在相同的条件下,对同一个可逆反应,反应 无论从正反应方向开始进行还是从逆方向开始进 只要起始时加入物质的物质的量不同, 行,只要起始时加入物质的物质的量不同,而达 到相同的平衡状态,这样的平衡称为等效平衡。 到相同的平衡状态,这样的平衡称为等效平衡。 概念的理解: 概念的理解: (1)相同的条件:通常指:①同T同V,②同T同P )相同的条件:通常指: 同 , 同 (2)相同的平衡状态:通常是指平衡混合物各组分 )相同的平衡状态: 指质量、体积、物质的量等)相同, 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。 但各组分的物质的量、浓度可能不同。

等效平衡

①可加入反应物,从正反应方向开始 可加入反应物, (3)建立平衡 ) 状态的途径: 状态的途径: ②可加入生成物,从逆反应方向开始 可加入生成物, ③也可从加入反应物和生成物,从正、逆反 也可从加入反应物和生成物,从正、 应方向同时开始

达到平衡时反应混合物中各组成成分 的含量决定于什么条件? 的含量决定于什么条件? 相同物质的起始浓度、压强、 相同物质的起始浓度、压强、温度

探究一

500℃ 1L 1molN2 3molH2 A

500℃ 1L 0.5molN2 1molN2 2molNH3 1.5molH2 3molH2 1molNH3 B

请总结等温等容条件下等效平衡的条件。 请总结等温等容条件下等效平衡的条件。

探究一

等温等容条件下等效平衡的条件 相同物质的起始物质的量相等 相同物质的起始物质的量相等 物质的量 物质的起始物质的量等于所加物质 的物质的量与反应物或生成物等效的该 物质的物质的量之和。 物质的物质的量之和。

例题分析
在一定温度下, 在一定温度下,把2 mol SO2和1 mol O2通入一个一定容积的密 闭容器里,发生如下反应: 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, 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, 分别代表初始加入的SO 维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的 2、O2和SO3 、 、 分别代表初始加入的 的物质的量( )。如果 取不同的数值, 的物质的量(mol)。如果 、b、c取不同的数值,它们必须满 )。如果a、 、 取不同的数值 足一定的相互关系, 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: 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: 2 (1)若a=0,b=0,则c=___________。 ) , , 。 (2)若a=0.5,则b=_________,c= _________。 ) , , 。 0.25 1.5 取值必须满足的一般条件是( (3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(用两个方程式表示, ) 、 、 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 ,另一个只含b和 ): ):______, 2b+c=2 其中一个只含 和c,另一个只含 和c): a+c=2 _____。 , 。

探究二 分析容器A中 分析容器 中N2、H2的 物质的量浓度影响因素。 物质的量浓度影响因素。
n( N 2 ) n( N 2 ) = c( N 2 ) = ( n( N 2 ) + n( H 2 ))Vm V n( H 2 ) n( H 2 ) = c( H 2 ) = ( n( N 2 ) + n( H 2 ))Vm V

500℃ 101kPa

1molN2 3molH2 A

请总结等温等压条件下等效平衡的条件。 请总结等温等压条件下等效平衡的条件。

探究二

等温等压条件下等效平衡的条件 相同物质的起始物质的量之比相等 相同物质的起始物质的量之比相等 物质的量之比 物质的起始物质的量等于所加物质 的物质的量与反应物或生成物等效的该 物质的物质的量之和。 物质的物质的量之和。

例题分析
在一定温度下保持压强相等的密闭容器中, 在一定温度下保持压强相等的密闭容器中,充入 1molA、2molB发生 发生A+B 2C+D,达到平衡时 、 发生 , A的含量为 ,下列物质组合充入该容器中,A的 的含量为w,下列物质组合充入该容器中, 的 的含量为 含量仍为w的是 的是( 含量仍为 的是( BD ) A. 2molC+1molD B. 1molB+2molC+1molD C. 1molA+1molB D. 1molA+4molB+4molC+2molD

探究三
500℃ 500℃ 1L 1molBr2 2molH2 A 1L 1L 500℃ 1L H2 Br2 HBr B C

1molH2 1molH2 2molHBr 2molHBr

请总结反应前后气体计量数之和相 等反应的等效平衡条件。 等反应的等效平衡条件。

探究三

反应前后气体计量数之和相等的可逆 反应等效平衡的条件 相同物质的起始物质的量之比相等 相同物质的起始物质的量之比相等 物质的量之比 物质的起始物质的量等于所加物质 的物质的量与反应物或生成物等效的该 物质的物质的量之和。 物质的物质的量之和。

总结
等效平衡的条件( 等效平衡的条件(xA+yB A、x+y≠ p+q 、 ≠ 等温等容:相同起始物质的物质的量相等 等温等容:相同起始物质的物质的量相等 物质的量 等温等压:相同起始物质的物质的量之比 物质的量之比相等 等温等压:相同起始物质的物质的量之比相等 B、x+y = p+q 、 相同起始物质的物质的量之比相等 相同起始物质的物质的量之比相等 物质的量之比 pC+qD) )

例题分析

在一恒定容器中充入2molA和1molB, 在一恒定容器中充入2molA和1molB,发 2molA 生如下反应: 生如下反应:2A(g)+B(g) xC(g),达到化 学平衡以后, 的体积分数为 的体积分数为a 学平衡以后,C的体积分数为a。 若在恒温恒容下, 0.6mol的 、 若在恒温恒容下,按0.6mol的A、0.3mol 为起始物质, 的B、1.4mol的C为起始物质,达到化学平 、1.4mol的 为起始物质 衡后, 的体积分数仍为 的体积分数仍为a )。 衡后,C的体积分数仍为a,则x为( BC )。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 无法确定

应用一

气体和2.0 将2.0 mol SO2气体和 mol 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: 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 3为n mol。在相同温度下,分别 ,达到平衡时SO 。在相同温度下, 按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质,平衡时SO 按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质,平衡时 3 等于n mol的是 BD ) 等于 的是( 的是 A. 1.6 mol SO2+0.3 mol O2+0.4 mol SO3 B. 4.0 mol SO2+1.0 mol O2 C. 2.0 mol SO2+1.0 mol O2+2.0 mol SO3 D. 3.0 mol SO2+0.5 mol O2+1.0 mol SO3

应用二
恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应: 恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应: A(g)+ A(g)+B(g) C(g) 若开始时放入1molA和1molB,到达平衡后,生成amolC, amolC, ①若开始时放入 和 ,到达平衡后,生成amolC 这时A的物质的量为 的物质的量为______mol。 这时 的物质的量为 1-a 。 ②若开始时放入3molA和3molB,到达平衡后,生成C的物 若开始时放入3 和 ,到达平衡后,生成C 质的量为______mol。 mol。 质的量为 3a mol 若开始时放入x ③若开始时放入xmolA、2molB和1molC,到达平衡后,A 、 和 ,到达平衡后, 2 的物质的量分别是ymol ___ __ 和C的物质的量分别是ymol和3amol,则x=__mol,y=3(1-a) 的物质的量分别是ymol和3amol, , mol。平衡时, 的物质的量 的物质的量______(选填一个编号 。 选填一个编号)。 mol。平衡时,B的物质的量 D 选填一个编号 (A)大于2mol (B)等于2mol (C)小于2mol (D) 以上都有可能 A 大于2mol B 等于2mol C 小于2mol D 大于 等于 小于 达到平衡的过程中反应的方向不能确定。 达到平衡的过程中反应的方向不能确定 做出此判断的理由是__________________________________ 做出此判断的理由是__________________________________。 若在③的平衡混合物中再加入3molC 待再次到达平衡后, 3molC, ④若在③的平衡混合物中再加入3molC,待再次到达平衡后, a/(2-a) 。 C的物质的量分数是 的物质的量分数是__________。 的物质的量分数是


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