江西省临川区第二中学高中化学 第二章 第三节 化学平衡之等效平衡课件 新人教版选修4.ppt

等效平衡 回忆 化学平衡状态 1 概念 在一定条件下的可逆反应里 正反应和逆反应的速率相等 反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态 2 特征 逆 可逆反应 平衡也可从逆向建立等 v正 v逆判断反应是否处于平衡状态的因素定 各组分的浓度或其百分含量为定值动 v正 v逆 0动态平衡变 条件变化 化学平衡状态亦发生变化 起始n mol 210平衡n mol 0 80 41 2 起始n mol 002平衡n mol 0 80 41 2 2so2 o22so3 恒温恒容 以上两个平衡 有什么异同 1 若先加入反应物 从正反应方向开始 可以建立化学平衡 2 若先加入生成物 从逆反应方向开始 也可以建立等效的化学平衡 3 若同时加入反应物与生成物 从中间状态开始 同样可以建立等效的化学平衡 化学平衡状态建立的途径 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还是从逆方向开始 途径 而达到相同的平衡状态 结果 这样的平衡称为等效平衡 一 等效平衡 1 相同的条件 通常指 同t同v 同t同p 2 相同的平衡状态 通常是指平衡时体系中各组分的百分含量 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 3 平衡状态只与始态和终态有关 而与途径无关 1 在恒温 恒容条件下 对反应前后气体体积改变的可逆反应 如果极值转化后与原平衡的起始量相同 则两平衡为等效平衡 全等平衡 1 恒温 恒容条件下的等效平衡 二 等效平衡的类型 结果 各组分百分量 n c均相同 恒温恒容 2so2 g o2 g 2so3 g 途径1起始2mol1mol0途径2起始0 5mol 途径3起始amolbmolcmol 1 途径2中o2 g 和so3 g 的起始量为多少 到达平衡时可与途径1等效 2 途径3中a b c符合怎样的关系达到平衡状态时与途径1等效 思考 1 5mol 0 25mol a c 2 2b c 2 课堂练习 1molh21moli2 恒t 恒v h2a i2b hic p增大 开始1 平衡状态 开始3 2molh22moli2 平衡不移动 等效平衡 恒t 恒v 开始2 2molhi 2molh22moli2 2 在恒温 恒容条件下 对于反应前后气体分子数不变的可逆反应 1 恒温 恒容条件下的等效平衡 二 等效平衡的类型 2 在恒温 恒容条件下 对于反应前后气体分子数不变的可逆反应 如果极值转化后与原平衡的起始量成比例 则两平衡为等效平衡 1 恒温 恒容条件下的等效平衡 二 等效平衡的类型 结果 各组分百分量相同 n c成比例变化 在恒温 恒容条件下 对于反应前后气体分子数变化的可逆反应 如果极值转化后与原平衡的起始量成比例 是否等效 思考 思路 浓度不发生变化 平衡肯定不发生移动 1 在一个1l的密闭容器中 加入2mola和1molb 发生下述反应 2a g b g 3c g d g 达到平衡时 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的体积分数为a 是 a 3molc 1moldb 1mola 0 5molb 1 5molc 0 5moldc 1mola 0 5molb 1 5molcd 4mola 2molb ab 课堂练习 变式1 若该可逆反应中d为固体 结果又如何 abd 2 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b 加入催化剂c 再加入nmolco和nmolh2od 再加入2nmolco2和2nmolh2 d 课堂练习 e 体积变为原来的一半 起始n mol 210平衡n mol 0 80 41 2 起始n mol 420平衡n mol 1 60 82 4 2so2 o22so3 恒温恒压 1 2 1 2 起始n mol 110平衡n mol 0 80 80 4 起始n mol 220平衡n mol 1 61 60 8 h2 i22hi 恒温恒压 恒温 恒压条件下 若改变起始加入情况 只要通过极限转换换算后与原平衡的起始量成比例 则两平衡为等效平衡 2 恒温 恒压条件下的等效平衡 二 等效平衡的类型 各组分百分量 c相同 n成比例变化 结果 另外一种分类情况 以可逆反应本身作为分类前提 1 在一个1l的密闭容器中 加入2mola和1molb 发生下述反应 2a g b g 3c g d g 达到平衡时 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的体积分数为a 是 a 3molc 1moldb 1mola 0 5molb 1 5molc 0 5moldc 1mola 0 5molb 1 5molcd 4mola 2molb ab 课堂练习 变式1 若该可逆反应中d为固体 结果又如何 abd 变式2 若条件改为恒温恒压 结果又如何 abd 2 在一体积可变的密闭容器中 通入1moln2和3molh2 发生反应 在t1时刻达到平衡 保持温度和压强不变 在t2时刻 再通入一部分nh3 反应速率 v 与时间 t 的关系曲线正确的是 c 课堂练习 变式1 若保持温度和容器容积不变 在t2时刻 再通入一部分nh3 情况又如何 b 变式2 假设恒温恒压时 nh3百分含量为a 那么在恒温恒容条件下 情况又如何 巩固1 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 y z 3 x y z应满足的一般条件是 2 恒定t p 1 若x 0 y 0 则z 2 若x 0 75 则y z 3 x y z应满足的一般条件是 2mol 2 25mol 0 5mol 0 2 25mol 0 y 3x z 0 x z 2 1 y 3z 2 3 三 等效平衡的解题思路1 步骤2 起始浓度相当的判断 1 同t同v下 对于反应前后气体体积发生变化的反应来说 对于反应前后气体体积没有变化的反应来说 2 同t同p 即体积可变化 下 等效转化后 投料成比例 等效转化后 投料成比例 等效转化后 投料相同 1 看反应条件 2 看反应前后气体体积变化 3 判断平衡是否等效 3 在恒温 恒压的条件下 向可变容积的密闭容器中充入3la和2lb 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 若维持温度压强不变 将0 6la 0 4lb 4lc 0 8ld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 2 cd 课堂练习 4 在一固定容积的密闭容器中充入2mola和1molb 发生反应 2a g b g xc g 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 3molb和1 4molc为起始物质 达到平衡后 c的体积分数仍为w 则x值可能为 a 1b 2c 3d 4 bc 课堂练习 bc 5 在一个固定容积的密闭容器中 加入mmola nmolb 发生下列反应 ma g nb g pc g 平衡时c的浓度是wmol l 若容器体积和温度不变 起始时放入amola bmolb cmolc 若要平衡后c的浓度仍为wmol l 则a b c应满足的关系是 aa b c m n pba b m n ap m c pc mc p a m nc p b nda m 3 b n 3 c 2p 3 三 等效平衡的解题思路1 步骤2 起始浓度相当的判断 1 同t同v下 对于反应前后气体体积发生变化的反应来说 对于反应前后气体体积没有变化的反应来说 2 同t同p 即体积可变化 下 等效转化后 投料成比例 等效转化后 投料成比例 等效转化后 投料相同 1 看反应条件 2 看反应前后气体体积变化 3 判断平衡是否等效 思想 浓度不变 平衡肯定不移动 平衡等效 建立 等效 平衡 例题 一定温度下下 将1moln2和3molh2充入一密闭容器中 达到平衡时nh3的物质的量为0 6mol 现向密闭容器中再加入 则下列说法正确的是 a 保持容器的体积不变 平衡时nh3的物质的量大于1 2molb 保持容器的体积不变 平衡时nh3的物质的量为1 2molc 保持容器的压强不变 平衡时nh3的物质的量为1 2mold 保持容器的压强不变 平衡时nh3的物质的量小于1 2mol ac 模型分析 建立浓度不改变的 虚拟 等效平衡 然后通过条件的改变来考虑平衡的移动 得到实际的平衡状态 1moln23molh2 恒t 恒v n2a h2b nh3c 虚拟 开始1 平衡状态 开始2 2moln26molh2 n2a h2b nh3c 平衡向右移动 n2a h2b nh3c 实际 压强增大 n2c 虚拟 平衡状态 实际平衡状态 c1c2c3 c1 c2 c3 1 分析各物质的浓度变化 压强变化 c12c3 p1 p2 2p1 2 若改加入2molnh3 达到平衡时结果是否相同 相同 恒温恒容 3 如果是等比例撤去各物质 结果有如何 画出模型 等比例加入 1moln23molh2 恒t 恒v n2a h2b nh3c 虚拟 开始1 平衡状态 开始2 0 5moln21 5molh2 n2a h2b nh3c 平衡向左移动 n2a h2b nh3c 实际 压强减小 n2 a h2 b nh3 c 虚拟 平衡状态 实际平衡状态 c1c2c3 c1 c2 c3 1 分析各物质的浓度变化 压强变化 1 2c11 2c3 1 2p1 p2 p1 恒温恒容 等比例加入 2 若改加入1molnh3 达到平衡时结果是否相同 相同 3 如果是恒温恒压条件下等比例改变各物质的浓度 平衡是否等效 等效 四 应用 先建立等效平衡 再看平衡移动 1 将1molso2和1molo2通入密闭容器中 一定条件下反应达到平衡 平衡体系中有so30 3mol 此时若移走0 5molo2和0 5molso2 则反应达到新平衡时so3的物质的量为 a0 3molb0 15molc小于0 15mold大于0 15mol 小于0 3mol c 2 在相同的a b密闭容器中分别充入2mol的so2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 b 3 已知700k时 n2 3h22nh3 h q 现有甲 乙两个容积相等的密闭容器 保持700k条件下 向密闭容器甲中通入1moln2和3molh2 达平衡时放出热量q1 向密闭容器乙中通入0 5moln2和1 5molh2 达平衡时放出热量q2 则q q1 q2的大小关系是 a q q1 1 2q2b q q1 2q2c q 2q2 q1d q q1 q2 4 一定温度下将amolpcl5充入一密闭容器中达到如下平衡 pcl5 g pcl3 g cl2 g 此时压强为p1 再向容器中通入amolpcl5 在同温下又达到平衡时的压强为p2 则下列说法中正确的是 a2p1 p2b2p1 p2c2p1 p2dp1 p2 b ad 5 某温度下 在一容积可变的容器中 反应2a g b g 2c g 达到平衡时 a b和c的物质的量分别为4mol 2mol和4mol 保持温度和压强不变 对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整 可使平衡右移的是 a 均减半b 均加倍c 均增加1mold 均减少1mol c 6 将1molco g 与1molh2o g 充入某固定容积的密闭容器中 一定条件下发生co g h2o g co2 g h2 g 达到平衡时 有2 3的co转化为co2 在相同条件下 将1molco g 和2molh2o g 充入同一反应容器中 当反应达到平衡后 混合气体中的co2的体积分数可能为 a 22 2 b 28 2 c 33 3 d 37 8 b 1 等比例改变各种反应物 1 恒温恒容 先建立等效平衡 然后看成是反应叠加后 增大压强使平衡向气体总系数小方向移动 2 恒温恒压 由于恒温恒压时等比例扩大或缩小反应物的用用量均与原平衡等效 故转化率不变 各反应物和生成物的体积分数不变 各反应物和生成物物质量与跟原平衡相比 等比例增加 但浓度不变 2 不等比例加入各种反应物 一般先让加入量等比例满足 建立等效平衡 然后考虑多出来或减少的物质对化学平衡移动的影响 利用等效平衡解题 化学平衡常数k判断 建立等效平衡的两种方法 1 浓度不变 平衡肯定不发生移动 2 平衡状态的叠加 高考题 1 09北京 已知有相同容积的定容密封容器甲和乙 甲中加入h2和i2各0 1mol 乙中加入hi0 2mol 相同温度下分别达到平衡 欲使甲中hi的平衡浓度大于乙中hi的平衡浓度 应采取的措施是 a 甲 乙提高相同温度b甲中加入0 1molhe 乙不改变c 甲降低温度 乙不变d甲增加0 1molh2 乙增加0 1moli2 c 高考题 2 一定温度下 在恒容密闭容器中发生 2a g b g 3c g 若反应开始充入2mola和2molb 达平衡后a的体积分数为a 其他条件不变时 若按下类4种配比作为起始物质 平衡后a的体积分数大于a 的是 a 2molcb 2mola 1molb和1molhe 不参加反应 c 1molb和1molcd 2mola 3molb和3molc ab 3 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 07四川 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 高考题 b 3 一定温度下可逆反应a s 2b g 2c g d g h 0 现将1mola和2molb加入甲容器中 将4molc和2mold加入乙容器中 此时控制活塞p 使乙的容积为甲的2倍 t1时两容器内均达到平衡状态 如图1所示 隔板k不能移动 下列说法正确的是 07江苏 a 保持温度和活塞位置不变 在甲中再加入1mola和2molb 达到新的平衡后 甲中c的浓度是乙中c的浓度的2倍 高考题 小于 b 保持活塞位置不变 升高温度 达到新的平衡后 甲 乙中b的体积分数均增大c 保持温度不变 移动活塞p 使乙的容积和甲相等 达到新的平衡后 乙中c的体积分数是甲中c的体积分数的2倍d 保持温度和乙中的压强不变 t2时分别向甲 乙中加入等质量的氦气后 甲 乙中反应速率变化情况分别如图2和图3所示 t1前的反应速率变化已省略 高考题 bd 小于1 4 一定温度下 向密闭容器中 充入10moln2和30molh2 反应达到平衡时h2的转化率为25 若反应只从nh3开始 在相同的欲使平衡时各成分的百分含量与前者相同 则应加入nh3的物质的量和nh3的转化率为 a 15mol 25 b 20mol 50 c 20mol 75 d 40mol 80 高考题 c 10moln2和30molh2 20molnh3 xmoln2 ymolh2 zmolnh3 5 温度为t时 向2 0l恒容密闭容器中充入1 0molpcl5 反应pcl5 g pcl3 g cl2 g 经过一段时间后达到平衡 反应过程中测定的部分数据见下表 下列说法正确的是 c 高考题 a 反应在前50s的平均速率v pcl3 0 0032mol l 1 s 1b 保持其他条件不变 升高温度 平衡时c pcl3 0 11mol l 1 则反应的 hv 逆 d 相同温度下 起始时向容器中充入2 0molpcl3和2 0molcl2 达到平衡时 pcl3的转化率小于80 6 10江苏 在温度 容积相同的3个密闭容器中 按不同方式投入反应物 保持恒温 恒容 测得反应达到平衡时的有关数据如下 已知 n2 g 3h2 g 2nh3 g h 92 4kj mol a 2c1 c3b a b 92 4c 2p2 p3d a1 a3 1 高考题 bd 7 13江苏 一定条件下存在反应 co g h2o g co2 g h2 g 其正反应放热 现有三个相同的2l恒容绝热 与外界没有热量交换 密闭容器i ii iii 在i中充入1molco和1molh2o 在ii中充入1molco2和1molh2 在iii中充入2molco和2molh2o 700 条件下开始反应 达到平衡时 下列说法正确的是 a 容器i ii中正反应速率相同b 容器i iii中反应的平衡常数相同c 容器i中co的物质的量比容器ii中的多d 容器i中co的转化率与容器ii中co2的转化率之和小于1 高考题 cd 8 a是由导热材料制成的密闭容器 b是一耐化学腐蚀且易于传热的透明气球 关闭k2 将等量且少量的no2通过k1 k3分别充人a b中 反应起始时 a b的体积相同 已知 2no2n2o4 h 0 1 下列能表明b中反应达到平衡的是 a 气体颜色深浅不再改变b 气体压强不再变c 气球大小不再变d 气体变为无色 2 若在a b中再充人与初始量相等的no2 则达到平衡时 a中no2的转化率将 填 增大 减小 或 不变 下同 若通人等量的ne气 则达到平衡时 a中no2的转化率将 b中no2的转化率将 高考题 3 室温下 若设法使a b都保持体积不变 将a套上一个绝热层 b与外界可以进行热传递 则达到平衡时 中的颜色较深 4 若在容器a中充人9 2g的no2 达到平衡后容器内混合气体的平均相对分子质量为57 5 则平衡时n2o4的物质的量为 高考题 五 反应物转化率与浓度的关系 1 由于温度或压强改变而引起平衡正向移动时 反应物的转化率必定增大 2 改变浓度 增大一种反应物的浓度反应达到平衡后 ca b的转