化学平衡移动和等效平衡

1、化学平衡移动和等效平衡三、关于化学平衡移动1、什么是化学平衡移动？ 2、影响化学平衡的条件浓度在其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，都可以使化学平衡向正反应方向移动；增大生成物的浓度或减小反应物的浓度，都可以使化学平衡向逆反应方向移动。压强在其他条件不变的情况下，增大压强，会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动；减小压强，会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。温度在其他条件不变的情况下，升高温度，会使化学平衡向着吸热反应的方向移动；降低温度，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。勒夏特列原理：如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等）,平衡就向能够减弱这种改变的方

2、向移动。适用范围：已达平衡状态的可逆反应。推广：该原理适用于很多平衡体系：如溶解平衡、电离平衡、水解平衡等。注意：减弱的含义定性的角度：平衡移动的方向就是能够减弱外界条件改变的方向。定量的角度：平衡结果只是减弱了外界条件的变化而不能完全抵消外界条件的变化量。3、例题分析例1、某温度下，反应N2O42NO2；H0 在密闭容器中达到平衡，下列说法中不正确的是（）A、体积减小时将使反应速率增大 B、体积不变时加入少许NO2，将使正反应速率减小C、体积不变时加入少许N2O4，再度平衡时颜色变深D、体积不变时升高温度，再度平衡时颜色变深分析：A、B两选项是结合判断化学反应速率变化而设置的，C、D两选项是

3、结合判断化学平衡移动而设置的。速率变化与平衡移动是两个不同的但又密切相关的概念，在解题时一定要正确处理好两者的关系。A选项：体积减小使反应物浓度及生成物浓度都增大，所以无论正反应还是逆反应速率都增大。B选项：体积不变时增加NO2的瞬间，反应物N2O4的浓度不变，正反应速率不变；而生成物的浓度增大，逆反应速率增大。达到平衡后，正逆反应速率都增大。C选项：体积不变加入少许N2O4，再度平衡时，无论平衡如何移动各物质浓度均增大，颜色也一定加深。D选项：体积不变升高温度，平衡向吸热（正反应）方向移动，颜色一定加深。答案：B例2、对于可逆反应2A(g)+B(g)2C(g)；H0 到达平衡后，当升高温度时

4、，平衡逆向移动，其原因是（）A、正反应速率增加，逆反应速率下降B、逆反应速率上升，正反应速率下降C、正逆反应速率同时增大且倍数一样D、正逆反应速率同时增大，逆反应速率增加的更快分析：由于温度、压强、浓度等外在条件既能影响速率，又能影响平衡移动，因此容易混为一谈，好象正反应速率增大的反应平衡一定右移，正反应速率减小的反应平衡一定左移。这里要注意的是，只要增大压强，升高温度或增加浓度，不论正逆反应速率都会同时增大，平衡移动的方向由正逆反应速率增加的相对快慢决定。若正反应速率增加的快，平衡右移，反之，平衡左移。答案：D例3、在密闭容器中，下列可逆反应达到平衡后，升高温度可以使混合气体平均相对分子质量

5、减小的是（）A、H2（气）Br2（气） 2HBr（气）；H0B、N2（气）+3H2（气） 2NH3（气）；H0C、N2O4（气） 2NO2（气）；H0D、4NH3（气）+5O2（气） 4NO（气）+ 6H2O（气）；H0分析：根据质量守恒定律，反应前后质量不变，由于上述反应参加者均是气体，当气体物质的物质的量增大时将使混合气体的平均相对分子质量减小，升高温度化学平衡应向吸热反应方向移动。应选择吸热方向同时也是气体体积增加方向的答案。答案：B、C四、关于等效平衡1、等效平衡的含义：在相同条件下，对同一可逆反应，不论从正反应方向、逆反应方向或正逆反应方向同时进行，均能达到同一平衡状态，即平衡时相应

6、组分的含量(体积分数、质量分数)相同，这样的化学平衡称为等效平衡。相同条件指投入物质的温度、浓度、压强相等。等效的本质即该可逆反应进行的程度相同。2、等效平衡的分类恒温恒容，且反应前后气体分子数改变的反应，如PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g)只要保证投料量与原投料量完全相同(是按化学方程式的化学计量数等价转换以后的结果)，则二者等效。因为若两次投料量不相同，必然导致体系中压强的差异，则两次反应进行的程度必然不同，最终的状态不可能相等，即不可能等效。保证投料量完全相同的本质是保证原子守恒。这种等效实际是绝对的等效，即平衡时各组分的绝对值和相对值与原平衡状态完全一致。恒温恒容，且反应前后

7、气体分子数不变的反应，如H2(g)+I2(g) 2HI(g)只要投料量与原平衡的投料量成比例（按化学方程式的化学计量数等价转换后的结果），即为等效平衡。投料量的变化会改变容器内的压强，但对最终平衡状态没有影响，即第二次平衡中各组分的绝对值有变化，但相对含量不变。可视为一种相对的等效。恒温恒压下的等效平衡对任一可逆反应，只要投料量与原投料量成比例（按化学方程式的化学计量数等价转换后的结果），即为等效平衡。3、例题分析例1、恒温恒容下，可逆反应2HI H2+I2(g)达平衡。下列四种投料量均能达到同一平衡，请填写：起始状态物质的量n/mol平衡时HI的物质的量n/molH2I2HI120a2401

8、0.5amg(g2m)分析：题干n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=1:2:a<=>2:4:2an(HI)平衡=2a根据反应：2HI=H2+I2（气），起始状态1mol HI<=>0.5molH2+0.5molI2根据题干n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=1:2:a则 n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=0.5:1:0.5a则H2和I2原有物质的量应为0和1-0.5=0.5mol设起始HI为x molx mol HI<=>0.5x molH2+0.5x molI2n(H2)起始=(m+0.5x) moln(I2)起始=(

9、g+0.5x) mol又n(H2)起始:n(I2)起始=(m+0.5x): (g+0.5x)=1:2x=2(g-2m)设n(HI)平衡为ymol，则n(I2)起始: n(HI)平衡=2:a= (g+0.5x):yy=(g-m)a答案：起始状态物质的量n/mol平衡时HI的物质的量n/molH2I2HI120a2402a00.510.5amg(g2m)2(g-2m)(g-m)a例2、在一定温度下，把2 mol SO2 和1 mol O2通入一个定容的密闭容器中，发生可逆反应 2SO2+O2 2SO3达平衡。维持恒温恒容条件，令 a、b、c分别代表初始加入的 SO2、O2和SO3的物质的量，若a、

10、b、c取不同数值，它们必须满足一定关系，才能保证再达平衡时为等效平衡。填写下列空白：(1)若a=0，b=0，c=_。(2)若a=0.5，b=_，c=_。(3)a、b、c必须满足的一般关系是_。分析：此投料相当于从逆向开始反应，2molSO3与2 mol SO2 +1 mol O2是等效的。此投料相当于从正逆同时开始，0.5mol SO2+0.25mol O2与0.5mol SO3是等效的，再加1.5mol SO3就与起始2mol SO3等效了。建立等效关系：2mol SO2 +1mol O2<=>a mol SO2+bmol O2+cmol SO3从2SO2+O2=2SO3得知：c

11、mol SO3<=>cmol SO2+0.5cmol O2 a mol SO2+bmol O2+cmol SO3<=> a mol SO2+bmol O2+ cmol SO2+0.5cmol O2 a mol SO2+bmol O2+cmol SO3<=>(a+c)mol SO2+(b+o.5c)mol O2， 2mol SO2 +1mol O2<=>(a+c)mol SO2+(b+o.5c)mol O2 a+c=2 b+0.5c=1答案：c=2b=0.25 c=1.5a+c=2 b+0.5c=1例3、I、恒温恒压下，在一个容积可变的容器中发生如

12、下反应：A(g)+B(g) C(g)。(1)若开始放入1 mol A和1 mol B，平衡时生成a mol C，这时A的物质的量为_ mol。(2)开始时放入3 mol A和3 mol B，达平衡时生成C的物质的量是_ mol。(3)若开始时放入x mol A和2 mol B，1molC，达平衡时A和C的物质的量分别为y mol和3amol，则x =_ mol，y = _ mol。平衡时B的物质的量_(选填一个编号)甲：>2 mol 乙：=2 mol 丙：<2 mol 丁：无法确定作出此判断的理由是_。(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3 mol C，待再次达平衡后，C的物质的量

13、分数是_。II、若维持温度不变，在一个与(1)反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。(5)开始时放入1 mol A和1 mol B，平衡时生成b mol C，将b与(1)小题中的a对比，_。(选填一个编号)甲：a<b 乙：a>b 丙：a=b 丁：无法确定作出此判断的理由是_。解析：(1) 1-a mol(2) 对于(1)来讲投料量成比例，所以平衡状态与(1)相同，属于相对等效。平衡时C的物质的量为(1)的3倍，即3a mol 。(3) 与(2)中C平衡时的物质的量相等，说明(3)与(2)属于绝对等效，即平衡状态的绝对量和相对量均相等，二者起始投料量必须相等。x=2 m

14、ol，y=3-3a mol 。平衡时B物质的量不确定，因为a值不确定。(4) 与(3)属于投料量成比例的相对等效，也就是与(1)相对等效，C的物质的量分数与(1)中相等，为a/(2-a)。(5) 为恒温恒容条件下的等效平衡，起始投料量与(1)相同，因反应正向是气体分子数减小的反应，所以假设反应先经过恒温恒压达到平衡状态(1)，生成amolC，再经过减压过程达到平衡状态(5)，平衡左移，C物质的量减小，所以b<a，乙正确。本周参考练习：1、在密闭容器中，aA(g) bB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器体积增加1倍，当达到新平衡后，B的浓度是原来的60%，下列说法正确的是（）A、平衡向正

15、向移动B、物质A的转化率减小 C、物质B的质量分数减小D、a>b2、在一个密闭容器中充入1molCO2和3molH2，在850时气体混合物达到下式所示平衡：CO2+H2 CO+H2O。已知达到平衡时生成0.75molCO，当H2改为9mol时，在上述条件下平衡时生成CO与水蒸气物质的量之和可能是（）A、1.2molB、1.5molC、1.8molD、2.5mol3、在一定温度下，一定体积的密闭容器中有如下平衡：H2(g)+I2(g) 2HI(g)已知H2和I2的起始浓度均为)0.1mol/L时，达平衡时HI的浓度为0.16mol/L。若H2和I2的起始浓度均变为0.20mol/L，则平衡

16、时H2的浓度（mol/L）是（）A、0.16B、0.08C、0.04D、0.024、密闭容器中，保持一定温度，进行如下反应：N2(气)+3H2(气) 2NH3(气)。已知加入1molN2和3molH2，在恒压条件下，达到平衡时生成amolNH3见下表中编号（1）的一行；在恒容条件下，达到平衡时生成bmolNH3见下表中编号（4）的一行。若相同条件下，达到平衡时混合物中各组分的百分含量不变，请填空：5、t时，将3 mol A和1 mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中(容积不变)，发生如下反应：3A(g)+B(g) xC(g)，2 min时达到平衡状态(温度不变)，剩余0.8 mol B，并

17、测得C的浓度为0.4 mol/L，请填写下列空白：(1) 从开始反应到平衡状态，生成C的平均速率为_；(2) x_；(3) 若继续向原平衡混合物的容器中通入少量氦气，化学平衡_；A向正反应方向移动B向逆反应方向移动C不移动(4) 若向原平衡混合物的容器中再充入a mol C，在t时达到新的平衡，此时B的物质的量为n(B)=_mol； (5) 如果上述反应在相同温度和容器中进行，欲使反应达到平衡时C的物质的量分数与原平衡相等，起始加入的三种物质的物质的量n(A)、n(B)、n(C)之间应该满足的关系式_。参考答案：1、A2、C3、C4、5、(1) c0.4mol·L-1/2min=0.2 mol·L-1·min-1(2)3A(g) + B(g) xC(g)起 3 1 0转 3a a xa平3-3a 1-a xa1-a=0.8 mol a=0.2 molxa=0.8mol x=4(3)向恒温恒容体系