化学平衡经典.ppt

第二章化学反应速率和化学平衡 第三节化学平衡 复习 可逆反应 1 定义 在相同条件下 既能向正反应方向进行 同时 又能向逆反应方向进行的化学反应 叫做可逆反应 2 常见的可逆反应 N2 H2 NH3 H2O SO2 H2O SO2 O2 Cl2 H2O H2 I2 酯化 3 可逆反应的特点 正 逆反应均不能进行到底 反应中 体系各组分浓度一定不为0 可逆反应具普遍性 化学反应不能完全进行到底 必然存在反应限度 这个限度是如何产生的呢 一 化学平衡的建立过程 N2 3H22NH3 1mol 3mol 起 1 反应开始 v正 v逆的值如何 2 这一瞬间导致反应物和生成物的浓度如何变化 对下一刻的速率带来什么样的影响 3 随反应的进行 反应物和生成物的浓度如何变 正 逆反应速率如何变 4 如此进行下去 最终正 逆反应速率及各组分的浓度将如何 v正 v逆 化学平衡 一 化学平衡的建立过程 N2 3H22NH3 1mol 3mol 起 二 化学平衡 1 概念 在外界条件不变的情况下 可逆反应进行到一定的程度时 v正 v逆 反应物和生成物的浓度不再发生变化 反应达到限度的状态 即化学平衡 2 化学平衡的特征 逆 等 动 定 变 逆 研究的对象是可逆反应 动 等 v正 v逆 定 反应混合物各组分的浓度或质量保持一定 变 平衡状态下 条件改变时 平衡就会被破坏 并在新条件下建立新的平衡 v正 0 v逆 0 对于aA g bB g cC g dD g 若a b c d 混合物总物质的量 混合气体总压 混合气体平均分子量保持不变 v正 v逆 各组分的含量保持不变 如 各物质的物质的量 各物质的物质的量浓度 体积分数 质量分数 反应物的转化率 本质特征 外部特征 若有颜色的气体参与或生成 颜色不再变化 若反应为放热或吸热反应 体系温度不变 3 达到化学平衡的标志 mA g nB g pC g 思考 对于该反应 下面各情况下是否能判断为平衡状态 1 体系中各组分的浓度不变 2 当m n不等于p时 体系总压强不变 3 当m n等于p时 体系总压强不变 4 当A有颜色 B C都无色 时 体系的颜色和深浅不变 例1 对于可逆反应H2 g I2 g 2HI g 在温度一定下由H2 g 和I2 g 开始反应 下列说法正确的是 A H2 g 的消耗速率与HI g 的生成速率之比为2 1B 反应进行的净速率是正 逆反应速率之差C 正 逆反应速率的比值是恒定的D 达平衡时 正 逆反应速率相等 例2 一定条件下 反应A2 g B2 g 2AB g 达到平衡的标志是A 单位时间内生成nmolA2同时生成nmolABB 单位时间内生成2nmolAB同时生成nmolB2C 单位时间内生成nmolA2同时生成nmolB2D 单位时间内生成nmolA2同时消耗nmolB2 例3 一定条件下 反应N2 3H22NH3达到平衡的标志是A 一个N N键断裂的同时 有三个H H键形成B 一个N N键断裂的同时 有三个H H键断裂C 一个N N键断裂的同时 有六个N H键断裂D 一个N N键断裂的同时 有六个N H键形成 课堂练习 1 可逆反应 2HI g H2 g I2 g 在恒容密闭容器中进行反应 达到平衡状态的标志是 A 混合气体的压强B 反应物HI的分解率C 混合气体的颜色D 混合气体的平均摩尔质量 BC 2 在一定温度下 可逆反应 A g 3B g 2C g D s 在体积固定的密闭容器中进行 达到平衡状态的标志是 a C的生成速率与C的消耗速率相等b 单位时间内消耗3amolB 同时生成2amolCc A B C的浓度不再变化d 反应物的转化率不再变化e 混合气体的压强不再变化f A 耗 B 耗 C 生 1 3 2g 混合气体的密度不再变化h A B C D的分子数之比为1 3 2 2 a c d e g 3 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A s 3B g 2C g D g 已达平衡状态的是 A 混合气体的压强B 混合气体的密度C B的物质的量浓度D 气体的总物质的量 BC 4 H2 g I2 g 2HI g 已经达到平衡状态的标志是 c H2 c I2 c HI 时 c H2 c I2 c HI 1 1 2时 c H2 c I2 c HI 不再随时间而改变 单位时间内生成nmolH2的同时生成2nmolHI 单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolI2 反应速率 H2 I2 1 2 HI 一个H H键断裂的同时有两个H I键断裂 温度和体积一定时 容器内压强不再变化 温度和体积一定时 混合气体的颜色不再变化 条件一定 混合气体的平均相对分子质量不再变化 三 平衡移动 1 化学平衡状态的移动 1 图示 v正 v逆 条件改变 化学平衡1 平衡破坏 v正 v逆 一定时间后 v 正 v 逆 化学平衡2 破坏旧平衡 建立新平衡 平衡移动 三 平衡移动 1 化学平衡状态的移动 2 定义 通过改变反应条件 而使平衡状态发生变化的现象 叫化学平衡状态的移动 简称平衡移动 三 平衡移动 1 化学平衡状态的移动 3 平衡移动方向 v正 v逆 条件改变 化学平衡 v正 v逆发生改变 v 正 v 逆 v 正 v 逆 平衡向正反应方向移动 v 正 v 逆 平衡向逆反应方向移动 v 正 v 逆 平衡不移动 三 平衡移动 2 影响化学平衡移动的条件 1 浓度 思考1 在一定条件下 向密闭恒容容器中通入2molSO2和1molO2 用速率 时间图表示该可逆反应达到平衡的过程 思考2 达平衡后 逐步采取下列措施 在t1时刻向容器中通入一定量O2 在t2时刻从容器中移走一定量O2 在t3时刻向容器中通入一定量SO3 g 在t4时刻从容器中移出一定量SO3 g 请在v t图表示上述过程 减小SO3浓度 增大SO3浓度 减小O2浓度 增大O2浓度 增大反应物浓度 减小生成物浓度 平衡向正反应方向移动 反之 平衡向逆反应方向移动 三 平衡移动 2 影响化学平衡移动的条件 1 浓度 思考3 达平衡后的某个时刻a 再向容器中通入1molO2 平衡移动后 SO2的转化率如何变化 增大 滴加3 10滴浓硫酸 滴加10 20滴NaOH Cr2O72 橙色 H2O2CrO42 黄色 2H 实验2 5 红色加深 红色加深 有红褐色沉淀生成 红色变浅 增大反应物浓度 平衡向正反应方向移动 减小反应物浓度 平衡向逆反应方向移动 实验2 6 Fe3 3SCN Fe SCN 3 1 试用 浓度对化学平衡的影响 来解释 用排饱和食盐水法收集Cl2可以抑制Cl2的溶解 分析 Cl2溶解于水 存在溶解平衡 溶解的部分Cl2能与水反应 Cl2 H2OH Cl HClO 思考与交流 2 H2O g C s CO g H2 g 在密闭容器中进行 一定条件下达到平衡状态 改变下列条件 能否引起平衡移动 CO浓度有何变化 增大水蒸汽浓度 加入固体炭 增加H2浓度 正向移动 CO浓度增大 逆向移动 CO浓度减小 不移动 CO浓度不变 思考与交流 结论 对平衡体系中的固态和纯液态物质 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 思考与交流 3 如图是合成氨的反应 N2 g 3H2 g 2NH3 g 速率随时间的变化关系图 t0时反应从哪方开始 t1 t2分别改变的条件及平衡移动的方向 t0t1t2 思考3 对于可逆反应 2SO2 g O2 g 2SO3 g 密闭容器中 加2molSO2 1molO2 画出达到平衡时的v t图 平衡后的某个时刻t1 缩小容器的体积 即增大压强 此时v正 v逆如何变 为什么 2 压强对化学平衡的影响 结论 对于该可逆反应 增大压强 平衡向气体化学计量数之和减小 体积减小 方向移动 思考4 压强对反应 H2 g I2 g 2HI g 的正 逆反应速率有何影响 对平衡呢 思考 对反应H2 I22HI在压强为P1时 HI 随时间变化如图所示 当压强为P2时 P2 P1 图形将如何改变 P1 P2 注意 对反应前后气态物质总体积无变化的可逆反应 压强改变对正 逆反应速率改变倍数相同 因此 平衡不发生移动 压强的不同只改变了反应达平衡的时间 思考 向充有N2 H2的反应器中加入氦气 1 若为恒温 恒容 通入氦气后平衡如何移动 2 若为恒温 恒压 通入氦气后平衡如何移动 不移动 逆向移动 练习1 一定质量的混合气体在密闭容器中发生如下可逆反应 xA g yB g zC g 达到平衡后 测得A g 的浓度为0 5mol L 当在恒温下将密闭容器的容积扩大到原来的2倍 再达到平衡后 测得A g 的浓度为0 3mol L 则下列叙述正确的是 A 平衡向正反应方向移动B x y zC 气体C的体积分数降低D 反应物B的转化率提高 BC 练习2 在体积可变的密闭容器中 反应 mA g nB s pC g 达到平衡后 压缩容器的体积 发现A的转化率随之降低 下列说法中 正确的是 A m n 必定小于pB m n 必定大于pC m必定小于pD n必定大于p C 练习3 反应 aA s bB g cC g dD g 相同温度下 等量的A和B在不同压强下反应达到平衡 试判断P1和P2 a b和c d的大小关系 P1 P2 b c d P1 P2 b c d a b c d 练习4 下列两幅图分别表示的是一个可逆反应达到平衡后增大压强时的情况 有关判断正确的是 A 图 1 研究的反应可能是4NH3 g 5O2 g 4NO g 6H2O g B 图 1 研究的反应可能是2SO2 g O2 g 2SO3 g C 图 2 研究的反应可能是H2 g I2 g 2HI g D 图 2 研究的反应可能是CaO s CO2 g CaCO3 s BC 3 温度对化学平衡的影响 思考1 温度的变化对化学反应速率如何影响 v正和v逆怎样变化 思考2 温度的变化对v正和v逆的影响程度相同吗 情况如何 实验现象 温度升高 混合气体颜色加深 平衡向 方向移动 温度降低 混合气体颜色变浅 平衡向 方向移动 NO2浓度增大 逆反应 NO2浓度减小 正反应 结论 升高温度化学平衡向 移动 吸热反应方向 降低温度化学平衡向 移动 放热反应方向 实验2 7 2NO2N2O4 H 0 例1 可逆反应 2A g 2B g C g H 0 达平衡时 要使正反应速率降低 A的浓度增大 应采取的措施是 A 增大压强B 减小压强C 减小C的浓度D 降低温度 D 例2 1molH2 g 和1molI2 g 置于某1L密闭容器中 在一定温度下发生反应 H2 g I2 g 2HI g H 0 达到平衡HI的体积分数w HI 随时间变化如图 所示 若改变反应条件 w HI 的变化曲线如图 所示 则改变的条件可能是A 恒温恒容条件下 加入适当催化剂B 恒温条件下 扩大反应容器体积C 恒容条件下 降低温度D 恒温条件下 再加入1molHe C 例3 可逆反应 3A 气 3B C 正反应为吸热反应 随着温度升高 气体平均相对分子质量有变小趋势 则下列判断正确的是 A B和C可能都是固体B B和C一定都是气体C 若C为固体 则B一定是气体D B和C可能都是气体 CD 进行相关操作且达到平衡后 忽略体积改变所做的功 下列叙述正确的是A 恒容时 加入A物质 B的转化率增大B 恒压时 通入C物质 容器中温度降低C 恒压时 通入惰性气体 C的物质的量变大D 恒容时 通入Z物质 X的物质的量减小 例4 在一个绝热的密闭容器中 同时发生两个反应 A s 2B g 2C g H1 0 X g Y g 3Z g H2 0 C 步步高p99第10题 4 催化剂对化学平衡的影响 催化剂同步 等倍数改变v正和v逆 结论 催化剂不能使化学平衡发生移动 不能改变反应混合物的百分含量 但可以改变达到平衡的时间 猜猜看下列V t图表示的是哪种条件改变对速率和平衡的影响 新平衡 思考与交流 熟练准确的完成下列填空 1 增大反应物的浓度 化学平衡向移动 2 减小反应物的浓度 化学平衡向移动 3 增大生成物的浓度 化学平衡向移动 4 减小生成物的浓度 化学平衡向移动 对于可逆反应 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 0 5 增大压强 化学平衡向方向移动 6 减小压强 化学平衡向方向移动 7 升高温度 化学平衡向方向移动 8 降低温度 化学平衡向方向移动 知识落实 练1 在一定条件下 下列可逆反应达到化学平衡 H2 g I2 g 2HI g H 0要使混合气体的紫色加深 可以采取的方法是 A 升高温度B 降低温度C 减小压强D 增大压强 AD 课堂练习 练2 在一定条件下 固定容积的密闭容器中反应 2NO2 g O2 g 2NO g H 0 达到平衡 当改变其中一个条件X时 Y随X的变化符合图中曲线的是A X表示温度时 Y表示O2的物质的量B X表示压强时 Y表示NO2的转化率C X表示反应时间时 Y表示混合气体的密度D X表示O2的物质的量时 Y表示NO2的物质的量 B 练3 在一体积可变的密闭容器中 加入一定量的X Y 发生反应mX g nY g H QkJ mol 1 反应达到平衡时 Y的物质的量浓度与温度 气体体积的关系如下表所示 下列说法正确的是A m nB Q 0C 温度不变 压强增大 Y的质量分数减少D 体积不变 温度升高 平衡向逆反应方向移动 C 练4 已知 容器恒压 容器恒容 其它条件相同时 在 中分别加入3molZ 起始时容积相同 发生反应2X g 2Y s 3Z g 并达平衡 下列说法正确的是A 从起始到平衡所需时间 B 平衡时Z的转化率 C 平衡后若在 中再加入0 1molY 则X的物质的量将减少D 平衡后若在 中再加入2molZ 则X的物质的量变大 D 练5 可逆反应2A g B g H 0从开始至平衡后改变某一外界条件使平衡发生了移动至重新平衡 该过程中各物质的量浓度 用c表示 随时间变化情况如图 试分析各图 指出导致平衡移动的因素和平衡移动的方向 练6 下图是可逆反应A 2B2C 3D的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变 先降温后加压 而变化的情况 由此可推断 A 若A B是气体 则D是液体或固体B A B C D均为气体C 逆反应是放热反应D 达平衡后 v A 正 2v C 逆 A 练7 下列说法正确的是A 在恒容容器中加入反应物 平衡向正向移动B 氢气与碘蒸气反应 增加压强 该反应平衡不移动 反应速率不改变C 改变温度 对吸热反应方向速率影响更大D FeCl3溶液中加入KSCN溶液 溶液变红 加入KCl固体 红色变浅 5 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 此原理只适用于已达平衡的体系 平衡移动方向与条件改变方向相反 移动的结果只能是减弱外界条件的该变量 但不能抵消 注意 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 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 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 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 正反应 a c b 正反应 P1 P3 P2 逆反应 T1 T3 T2 例2 对于反应2NO2N2O4 对其进行加压 其现象是 例3 在一体积可变的容器中充入SO2和O2各1mol 待反应达到平衡后 对反应体系加压 下列说法错误的是A 反应速率加快B SO2的转化率变大C 平衡时O2的物质的量浓度变小D 平衡时O2的物质的量变小 C 加压瞬间 红色加深 然后红色逐渐变浅 但最后平衡时仍比加压前深 1 速率 时间 图此类图像定性地揭示了 正 逆 随时间 含条件改变对速率的影响 而变化的规律 体现了平衡的 动 等 定 变 的基本特征 以及平衡移动的方向 化学平衡图像问题的解题方法 例题1 对于反应A g 2B g C g H 0 此图中t1时刻改变了条件 t2时刻改变了条件 例题2 对达到平衡状态的可逆反应X YZ W 在其他条件不变的情况下 增大压强 反应速率变化图像如右图所示 则图像中关于X Y Z W四种物质的聚集状态为 A Z W均为气体 X Y中有一种是气体 B Z W中有一种是气体 X Y皆为非气体C X Y Z W皆为非气体D X Y均为气体 Z W中有一种是气体 A 对于反应 aA g bB g pC g qD g 而言 2 反应物 或生成物 的量 时间 图 在不同T p及有无催化剂下 t A T1 T2 B t p2 p1 B t I II 结论 T1 T2p1 p2正反应 热反应a b p q 1 表有 无催化剂时 I表示 II表示 2 若a b p q时 I表示 压 II为 压 吸 低 高 有 无 3 反应物 或生成物 的量 温度或压强 图 也称恒温 压 线 p A 600 300 D T 1 01 107Pa 5 05 105Pa 结论 a b p qa b p q正反应为 热反应正反应为 热反应 吸 放 对于反应 aA g bB g pC g qD g 而言 T C 1 01 105Pa 2 02 106Pa 7 07 107Pa 结论 a b p q正反应为 热反应 吸 对于反应 aA g bB g pC g qD g 而言 4 速率 温度或压强 图 例题 对于可逆反应 A2 g 3B2 g 2AB3 g 正反应为放热反应 下列图像中正确的是 AB 能力训练1 对于反应 2A g B g 2C g 正反应为放热反应 下列图像正确的是 AD 2 现有可逆反应 A g 2B g nC g 正反应为放热反应 在相同温度 不同压强时 A的转化率与反应时间 t 的关系如图所示 其中结论正确的是 A p1 p2 n 3B p13C p1p2 n 3 B 3 可逆反应 A g B g 2C g 在不同温度下经过一定时间 混合物中C的体积分数 C 与温度的关系如图所示 回答下列问题 1 由T1向T2变化时 正 逆 填 或 2 由T3向T4变化时 正 逆 填 或 3 反应在 温度时达到化学平衡状态 4 此反应的正反应为 热反应 填 放 或 吸 T3 放 4 如图曲线是其它条件不变时某反应物的最大转化率 与温度 的关系曲线 图中标出的1 2 3 4 四个点 表示V正 逆的点是 正 逆的点是 2 4 3 三 化学平衡常数 在一定条件下 当一个可逆反应达到平衡状态时 即该反应达到了该条件下的最大限度 科学探究 分析教材P29数据 计算下列表达式在平衡时的数值 c2 HI c H2 c I2 如何更加准确描述反应所进行的程度呢 通过分析实验数据得出 1 温度不变时 为常数 2 常数K与反应的起始浓度大小无关 3 常数K与正向建立还是逆向建立平衡无关 即与平衡建立的过程无关 三 化学平衡常数 在一定温度下 可逆反应达到化学平衡时 生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数 这个常数称 化学平衡常数 2 平衡常数表达式 注 纯固体和纯液体浓度计为1 不列入平衡常数表达式 三 化学平衡常数 1 平衡常数的定义 三 化学平衡常数 练习 写出下列化学方程式的平衡表达式 三 化学平衡常数 1 平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关 对于同一化学反应 由于书写方式不同 各反应物 生成物的系数不同 平衡常数的表达式就不同 2 对于给定的化学反应 正 逆反应的平衡常数互为倒数 3 平衡常数的单位也与化学方程式的表示形式一一对应 三 化学平衡常数 对给定的反应来说 K值越大 反应程度越大 转化率越高 反之则转化率越低 一般当K 105时 该反应进行得基本完全 3 平衡常数的意义 三 化学平衡常数 4 平衡常数的应用 对给定的反应来说 K值只随温度变化 不随反应物的浓度变化 吸热反应 升高温度 K会变大 放热反应 升高温度 K会变小 可用来判断反应的热效应 利用化学平衡常数可以判断一个化学反应是否达到平衡状态 三 化学平衡常数 4 平衡常数的应用 判断一个化学反应是否达到平衡状态 当QC K时 反应达到平衡 当QC K时 反应向逆移动 当QC K时 反应向正移动 某温度下 反应H2 g I2 g 2HI g 的平衡常数K 0 25 请判断H2 I2 HI的浓度分别是下列数值时 体系是否处于平衡状态 如不处于平衡状态 反应将向哪方向进行 1 c H2 0 1mol L c I2 0 1mol L c HI 0 2mol L 2 c H2 0 16mol L c I2 0 16mol L c HI 0 08mol L 否 向逆方向进行 平衡 思考与交流 已知化学反应 Fe s CO2 g FeO s CO g 其平衡常数为K1 化学反应 Fe s H2O g FeO s H2 g 其平衡常数为K2 在温度973K和1173K情况下 K1 K2的值分别如下 1 通过表格中的数值可以推断 反应 是 填 吸热 或 放热 反应 2 现有反应 CO2 g H2 g CO g H2O g 请你计算该反应在973K时的平衡常数K3的值 K3 吸热 3 据上表数据 也能推断出反应 是 填 吸热 或 放热 反应 要使反应 在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动 可采取的措施有 填写序号 A 缩小反应容器容积B 扩大反应容器容积C 降低温度D 升高温度E 使用合适的催化剂F 设法减少CO的量 4 图甲 乙分别表示反应 在t1时刻达到平衡 在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况 图甲中t2时刻发生改变的条件是 图乙中t2时刻发生改变的条件是 1 已知下列反应的平衡常数 H2 g S s H2S g K1 S s O2 g SO2 g K2则反应 H2 g SO2 g O2 g H2S g 的平衡常数是 A K1 K2B K1 K2C K1 K2D K1 K2 D 能力强化 2 关于化学平衡常数的叙述中 正确的是 A 只与化学反应方程式本身和温度有关B 只与反应的温度有关C 与化学反应本身和温度有关 并且会受到起始浓度的影响D 只与化学反应本身有关 与其他任何条件无关的一个不变的常数 A 3 高温下 某反应达平衡 平衡常数K c CO c H2O c CO2 c H2 恒容时 温度升高 H2浓度减小 下列说法正确的是A 该反应的焓变为正值B 恒温恒容下 增大压强 H2浓度一定减小C 升高温度 逆反应速率减小D 该反应的化学方程式为CO H2O CO2 H2 A 4 将固体NH4I置于密闭容器中 在一定温度下发生下列反应 NH4I s NH3 g HI g 2HI g H2 g I2 g 达到平衡时 c H2 0 5mol L c HI 4mol L 则此温度下反应 的平衡常数为 A 9mol2 L 2B 16mol2 L 2C 20mol2 L 2D 25mol2 L 2 C 5 700 时 向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O 发生反应 CO g H2O g CO2 g H2 g 反应过程中测定的部分数据见右表 表中t2 t1 下列说法正确的是A 反应在t1min内的平均速率为v H2 0 40 t1mol L 1 min 1B 保持其他条件不变 起始时充入0 60molCO和1 20molH2O 达平衡时n CO2 0 40molC 保持其他条件不变 向平衡体系中再通入0 20molH2O 与原平衡相比 达到新平衡时CO转化率增大 H2O的体积分数减小D 温度升高至800 上述反应平衡常数为0 64 则正反应为吸热反应 B 6 25 时 在含有Pb2 Sn2 的某溶液中 加入过量金属锡 Sn 发生反应 Sn s Pb2 aq Sn2 aq Pb s 体系中c Pb2 和c Sn2 变化关系如图所示 下列判断正确的是A 往平衡体系中加入金属铅后 c Pb2 增大B 往平衡体系中加入少量Sn NO3 2固体后 c Pb2 变小C 升高温度 平衡体系中c Pb2 增大 说明该反应 H 0D 25 时 该反应的平衡常数K 2 2 D 7 某条件下 在2L密闭容器中发生如下反应 2NO2 g 2NO g O2 g H 0 在三种不同条件下进行 其中NO O2的起始浓度都为0mol L 1 实验 反应温度相同 NO2的浓度 mol L 1 随时间 min 的变化如图所示 请回答下列问题 1 请在图中标上对应的反应温度 800 或850 实验 隐含的反应条件是 2 若实验 中达到平衡后 再向密闭容器中通入1molNO2与1molNO混合气体 保持温度不变 则平衡将 填 正向移动 逆向移动 或 不移动 不移动 四 等效平衡 1 概念 在一定条件 恒温恒压或恒温恒容 下 可逆反应不管从正反应方向开始 还是从逆反应方向开始 或从正 逆反应两个方向同时开始 当达到平衡状态时 各组分的 百分 含量 物质的量分数 质量分数 同温同压下的气体体积分数 均相同 这样的平衡互称为等效平衡 只要按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质 只要成比例 则建立的化学平衡状态是等效的 1 恒T 恒P条件下的等效平衡 例 2SO2 g O2 g 2SO3 g 起 4mol1mol0起 8mol2mol0 结果 达到平衡后 各组分的 百分 含量 c相同 但各组分的n N m等不一定相同 例题 在一个盛有催化剂的密闭容器中 保持一定温度和压强进行下列反应 O2 g 2SO2 g 2SO3 g 已知加入1molO2 3molSO2 达到平衡时生成amolSO3 在相同温度和压强下 保持平衡时各组分的含量不变 填写下表 0 5 2 n 3m 3x 0 5y 2 对于恒T 恒V条件下的气体体积 或气体分子数 有改变的可逆反应 结果 两次平衡时各组分的 百分 含量 n c m N均相等 如果按方程式的化学计量数关系转化为方程式同一半边的物质 其物质的量与对应组分的起始加入量相同 则建立的化学平衡状态完全相同 必定为等效平衡 此时也称为 全等平衡 例 2SO2 g O2 g 2SO3 g 起 4mol1mol0起 8mol2mol0 例如 以下事例为恒T 恒V条件下的等效平衡 2SO2 g O2 g 2SO3 g 起 2mol1mol0起 002mol起 0 5mol0 25mol1 5mol起 0 4mol0 2molx起 amolbmolcmol 解决方法 一边倒法 a b c取值必须满足的一般条件是 请用两个方程式表示 其中一个只含a和c 另一个只含b和c a c 2 2b c 2 例题1 在一个固定容积的密闭容器中 加入2molA和1molB 发生下列可逆反应 2A g B g 3C g D g 达到平衡时 C的浓度为amol L 若维持容器容积和温度不变 按下列四种方法改变起始物质的用量 达到平衡时 C的浓度仍为amol L的是 A 4molA 2molBB 2molA 1molB 3molC 1molDC 3molC 1molD 1molBD 3molC 1molD D 例题2 在一个固定容积的密闭容器中 加1molN2和3molH2 发生反应 到达平衡时 NH3的浓度是amol L 若维持温度和容器的体积不变 按下列的配比作为起始物质 达到平衡后 NH3的浓度仍为amol L的是 A 2molNH3B 2molN2和6molH2C 0 5molN2 1 5molH2 1molNH3D 1molN2 3molH2 2molNH3 AC 2 对于恒T 恒V条件下的气体体积 或气体分子数 没有改变的可逆反应 如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质 只要成比例 则建立的化学平衡状态是等效的 也称为等比平衡 结果 达到平衡后 各组分的 百分 含量相同 但各组分的c n N m等不一定相同 例 H2 g I2 g 2HI g 起 1mol1mol0起 2mol2mol0 例题 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 见表中的 已知 项 在相同条件下 且保持平衡时各组分的含量不变 对下列编号 1 3 的状态 填写表中的空白 0 5 2 n 2m 练习 向某密闭容器中充入1molCO和2molH2O g 发生反应 CO g H2O g CO2 g H2 g 当反应达到平衡时 CO的体积分数为x 若维持容器的体积和温度不变 起始物质按下列四种配比充入该容器中 达到平衡时CO的体积分数大于x的是 A 0 5molCO 2molH2O g 1molCO2 1molH2B 1molCO 1molH2O g 1molCO2 1molH2C 0 5molCO 1 5molH2O g 0 4molCO2 0 4molH2D 0 5molCO 1 5molH2O g 0 5molCO2 0 5molH2 B 三 三种等效平衡间的对比 在一固定容积的密闭容器中 保持一定温度 在一定条件下进行反应A g 2B g 3C g 已知加入1molA和3molB且达平衡后生成amolC 问 1 平衡时C在反应混合气体中的体积分数是 用字母a表示 2 在相同的实验条件下 若在同一容器中改为加入2molA和6molB 达平衡后 C的物质的量为 3 在相同实验条件下 若在同一容器中改为加入2molA和8molB 若要求平衡后C在反应混合气中的体积分数不变 则还应加入C mol 4 在同一容器中加入nmolA和3nmolB 在平衡时C的物质的量为mmol 若改变实验条件 可以使C的物质的量在m 2m间变化 那么n与m的关系应是 用字母m n表示 a 4 2amol 6 n 2m 3 练习1 在一个固定容积的密闭容器中 加入1molN2和3molH2 发生反应 到达平衡时 NH3的浓度是amol L 若维持温度和容器的体积不变 按下列的配比作为起始物质 达到平衡后 NH3的浓度仍为amol L的是 2molNH32molN2和6molH20 5molN2 1 5molH2 1molNH3D 1molN2 3molH2 2molNH3 AC 练习2 在恒容密闭容器中发生2SO2 g O2 g 2SO3 g 起始时 SO2和O2的物质的量分别为20mol和10mol 达平衡时 SO2的转化率为89 若从SO3开始反应 相同条件下 欲使达平衡时各组分的浓度与前平衡完全相同 则起始时SO3的物质的量及平衡时SO3