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等效平衡 专题讲座 相同条件下 同一可逆反应体系 不管从正反应开始 还是从逆反应开始 达到平衡时 任何相同物质的含量 体积分数 质量分数或物质的量分数 都相同的化学平衡互称等效平衡 等效平衡的含义 在一定条件下 恒温恒容或恒温恒压 对同一可逆反应 起始时加入物质的物质的量不同 达平衡时的状态规律如下表 一 恒温恒容 定t v 的等效平衡1 在定t v条件下 对于反应前后气体体积改变的反应 若改变起始加入情况 只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡时左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同 则二平衡等效 2 在定t v条件下 对于反应前后气体体积不变的反应 只要反应物 或生成物 的物质的量的比例与原平衡相同 则二平衡等效 二 恒温恒压 定t p 的等效平衡在定t p条件下 若改变起始加入情况 只要通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡时左右两边同一边物质的物质的量之比相同 等效平衡的类型 等效平衡的类型及解题思路 练习 对于可逆反应2so2 o22so3 h 0 在5000c 1个大气压时 进行六次实验 实验时的有关物质的起始浓度数据如下 其中达到平衡时属于等效平衡的体系是 例1 在一定温度下 把1molco和2molh2o通入一个密闭容器中 发生如下反应 co g h2o g co2 g h2 g 一定时间后达到衡 此时 co的含量为p 若维持温度不变 改起始加入物质的物质的量 平衡时co的含量仍为p 的是 a 1molco2 2molh2b 0 2molco2 0 2molh2 0 8molco 1 8molh2oc 1molco2 1molh2od 1molco21molh21molh2o 等效平衡的类型及解题思路 b d 利用等效平衡的方法解决不等效平衡的问题 将amolpcl5充入一个容积恒为vl的密闭容器中 发生如下反应pcl5 g pcl3 g cl2 g 在t0c的温度下反应达到平衡 此时容器内压强为p1 保持温度不变再向该容器中充入amolpcl5 在度达到化学平衡时 容器内气体压强为p2 则p1和p2的大小关系是 a 2p1 p2b 2p1 p2c 2p1 p2d p1 p2 a 利用等效平衡的方法解决不等效平衡的问题 选取两个密闭容器a b 向a b中都加入1g so2和o2发生如下反应 2so2 g o2 g 2so3 g 反应开始之前a与b同温 同压 同容 反应开始之后 a保持恒温 恒容 b保持恒温 恒压 并都达到化学平衡状态 下列说法中正确的是 a 平衡时so2的转化率a bb 平衡时的化学反应速率abd 可逆反应从开始到平衡 放出的热量a b b d 4等效平衡特例分析 例1 在一定温度下 把2molso2和1molo2通入一个一定容积的密闭容器中 发生如下反应2so2 o22so3 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a b c取不同的数值 它们必须满足一定的相互关系 才能达到平衡时 反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡完全相同 请填写下列空白 催化剂 4等效平衡特例分析 例1 1 若a 0 b 0 则c 2 若a 0 5 则b 和c 3 a b c必须满足的一般条件是 请写两个方程式表示 其中一个只含a和c 另一个只含b和c 2 1 5 0 25 a c 2 b c 2 1 4等效平衡特例分析 思路分析 对于一般可逆反应 在等温等容条件下 只改变起始加入情况 只要通过可逆反应的化学计量数之比换算成平衡式左右两边同一边物质的量与原平衡相同 则二平衡等效 4等效平衡特例分析 例2 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 br2 g 2hbr g 已知加入1molh2和2molbr2时 达到平衡后生成amolhbr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 思路分析 在等温等容条件下 对于反应前后气体分子数不变的可逆反应 只要反应物 或生成物 的物质的量的比例与原平衡相同 则二平衡等效 2a 0 0 5 2 g 2m a g m 4等效平衡特例分析 例3 在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中 保持一定温度和压强进行以下反应 n2 g 3h2 g 2nh3 g 已知加入1moln2和4molh2时 达到平衡后生成amolnh3在相同温度 压强下 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 思路分析 在等温等压条件下 投料量成比例 二平衡等效 1 5a 0 0 5 2 g 4m a g 3m 4等效平衡特例分析 例4 一定条件下 可逆反应a2 b22c达到平衡时 各物质的平衡浓度 a2 b2 c均为气体 a2 0 5mol l b 0 1mol l c 1 6mol l 若用a b c分别表示a2 b2 c的初始浓度 mol l 则 1 a b应满足的关系是 2 a的取值范围是 a b 0 4 0 4 a 1 3 等效平衡的实质与化学反应的热效应 物理学上的做工一样 只考虑起始状态 与途径无关 要善于运用 极限转换 法分析等效平衡的问题 化学平衡研究的对象是不能完全进行的反应 可逆反应 极限转换 法就是将可逆反应极端的视为不可逆反应 从而求出某物质的量的极大值或极小值 将这一数学的假想思维迁移到化学平衡中 许多难题就会迎刃而解 等效平衡的总结 在解答有关化学平衡问题