平衡专题(使用2).ppt

1、化学平衡专题,例：可逆反应A(g)+B(g) 2C(g)在不同的温度下经过一时间,混合物中C的体积分数与温度的关系如图所示，那么：反应在 温度下达到平衡。此反应的正反应为 热反应；由T1向T2变化时正反应速率 逆反应速率（填、）；由T3向T4变化时正反应速率 逆反应速率,T3,放,例： 对于反应：X（气）+ Y（气） Z（气）+ Q，从反应开始经过t1秒后达到平衡状态，t2时由于条件改变，平衡受到破坏，在t3秒时，又达到平衡。据图回答：从t2秒到t3秒间曲线变化是由哪种条件引起的（ ）,A 增大X或Y的浓度,B 增大压强,C 增大Z的浓度,D 升高温度,Z,X或Y,t1,t2,t3,0,浓度,

2、时间,D,例：右图是关于反应A2(g)+3B2(g) 2C(g)(正反应为放热反应)的平衡移动图形，影响平衡移动的原因是,A、升高温度，同时加压 B、降低温度，同时减压,C、增大反应物浓度，同时使用催化剂,D、增大反应物浓度，同时减小生成物浓度,完全相同的两个容器A和B中存在下列化学平衡：,H2 + I2 2HI,保持温度为423K，初始时A容器中加入a molHI，B容器中加入b molHI （a b），则（用 、 、 填空）,( 1 ) 从反应开始到平衡所需时间tA tB,( 3 ) 平衡时I2蒸气的体积分数为(I2)A (I2)B,（2）平衡时I2的浓度C(I2)A C(I2)B,( 4

3、 ) 平衡时HI的分解率A B,例:右图表示外界（温度、压强）的变化对下列反应的影响L(s)+3G(g) 2R(g)(正反应为热反应)，在图中，y轴是指（ ）,A.平衡混合物中R的百分含量,B.平衡混合物中G的百分含量,C.G的转化率,D.L的物质的量,例：可逆反应2A+B 2C(g),正反应为放热反应，随温度变化气体平衡相对分子质量如图所示。则下列叙述正确的是( ),A、A和B可能都是固体,B、A和B一定都是固体,C、若B为固体则A一定为气体,D、A和B可能都是气体,(1)定义:在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度系数之幂的积与反应物浓度系数之幂的积比值是一个常数，这个常数

4、就是该反应的化学平衡常数。用 K 表示。,(3)在一定温度下无论反应物的起始浓度如何，反应达平衡状态后，将各物质的物质量浓度代入下式，得到的结果是一个定值。,五、化学平衡常数,思考与交流 1、K 值的大小说明了什么? 2、同一条件下正、逆反应的化学平衡常数有何关系？,(1)K 的意义： K 值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正反应进行的程度大,反应物的转化率也越大。因此，平衡常数的大小能够衡量一个化学反应进行的程度，又叫反应的限度。,练习,(02 上海）在一定体积密闭容器中，进行如下反应： CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g), 其平衡常数和温度 t 的关系如下：

5、(1)k 的表达式为： (2)该反应为 (3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据（） 、容器中压强不变、混合气体中 CO 浓度不变 、v(H2) 正=v(H2O) 逆D、c(CO2)=c(CO) (4)若 c(CO2).c(H2)=c(CO).c(H2O),此时温度为,【答案】AD 【高考考点】化学平衡的移动，平衡常数,例4（08海南卷）反应A(g)+B(g)C(g) +D(g)过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。 (1)该反应是_反应(填“吸热”“放热”); (2)当反应达到平衡时，升高温度，A的转化率_(填“增大”“减小”“不变”)， 原因是_； (3)反应体系中加入催化剂对反应热

6、是否有影响?_，原因是_。 (4)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大， E1和E2的变化是：E1_，E2_ (填“增大”“减小、”“不变”)。,【高考考点】反应的热效应，化学平衡移动，活化能。重在考察学生的综合应用能力。,高考真题比较研究,由平衡常数表达式写方程式,由方程式写平衡常数表达式,平衡常数的计算,平衡常数表达式和判断反应的热效应,16（07海南高考）PCl5的热分解反应如下：PCl5（g） PCl3（g）+ Cl2（g） （1）写出反应的平衡常数表达式； （2）已知某温度下，在容积为10.0L的密闭容器中充入2.00mol PCl5，达到平衡后，测得容器内PCl3的浓度为0.150

7、mol/L。计算该温度下的平衡常数。,平衡常数的简单计算,平衡常数表达式,25（07广东高考）（1）将0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中，反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡，测得c(SO3)0.040mol/L。计算该条件下反应的平衡常数K和SO2的平衡转化率（写出计算过程）。 （2）已知上述反应是放热反应，当该反应处于平衡状态时，在体积不变的条件下，下列措施中有利于提高SO2平衡转化率的有 （填字母） A 升高温度 B 降低温度 C 增大压强 D 减小压强 E 加入催化剂 G 移出氧气,平衡常数的简单计算,平衡常数

8、表达式和判断反应的热效应,以上试题考察学生面对实际问题时，能否依托已有化学知识，明确实验目的，设计实验方案，解决实际问题，能否读图、析图、获取信息、采集处理数据进行基本计算的能力。这些特点在主观试题中体现得更明显。,变式训练2,醋酸是重要的一元酸，在有机和无机反应中都有应用。 （1）在酯化反应的实验中，乙酸、乙醇的用量和平衡时乙酸乙酯的生成量如下表,变式训练2,该酯化反应的平衡常数K的表达式为：K=_。 由表中数据推测，数值X的范围是_推断的依据为_。 假设乙醇的价格为500/k mol，乙酸乙酯的价格为1600元/kmol，同反应2相比，反应3的经济效益_（填：增加或减少）,变式训练2,（2

9、）10mL 0.10mol/L的稀醋酸中存在着平衡： CH3COOH CH3COO- + H+。向稀醋酸中不断加水向稀醋酸中慢慢滴加0.10mol/L的稀氢氧化钠溶液。中醋酸电离度的变化图线已画出，请你在下图中画出过程中醋酸电离度的变化图线,变式训练2,答案： （1）K= （2）1.57X1.76（1分），在乙酸的物质的量相同条件下，增加乙醇的物质的量平衡向右移动，乙酸乙酯的物质的量增加，减少乙醇的物质的量平衡向左移动，乙酸乙酯的物质的量减少 （3）减少,变式训练2,变式训练2,提示：要重视培养设计数据处理表格的能力以及画工作曲线，并从工作曲线中发现问题、分析原因或得出结论的能力。,六、化学平

10、衡计算的一般方法：,例1. 在673k，1.01105 Pa的条件下，有1mol某气体A发生如下反应：2A(气) x B(气)+ C(气)，在一定条件下已达平衡，在平衡混合气中，A在混合气中的体积百分比为58.84，混合气的总质量为46g，密度为0.72gL1，求： （1）单质A的相对分子质量 （2）达平衡后，混合气的平均分子量 （3）A的平衡转化率 （4） x 的值,2、极限法： 【例】在一定温度下的密闭容器中加入CO和H2O（气）各1mol当反应达到平衡时生成0.5mol的CO2，若其它条件不变，再充入8molH2O（气）重新达到平衡时CO2的物质的量为（ ） A、0.5mol B、0.9

11、3mol C、1mol D、1.5mol,练习在一密闭容器中进行下列反应： 2SO2+O2 2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L,0.1mol/L，0.2mol/L，当反应达到平衡时，可能存在的数据是( ) A.SO2为0.4mol/L，O2为0.2mol/L B.SO2为0.25mol/L C.SO2，SO3均为0.15mol/L D.SO3为0.4mol/L,3、守恒法： 【例】将1mol A、2molB的混合物132g在密闭容器中反应：A（气）+2B（气）=2C（气）+2D（气）达到平衡后，测得A的转化率为30%，则平衡时混合气体的平均分

12、子量为（ ） A、44 B、48 C、40 D、52,【练习】在体积为20L的真空密闭容器中，充入0.1mol H2和0.2mol I2（气），T1温度下发生反应：H2(g)+I2(g)=2HI(g)+热量测得平衡时H2的转化率为50%，再升温到T2，平衡发生移动并达到新的平衡，测得HI的平衡浓度为T1时的一半，整个过程体积不变，则T2时平衡混合物的密度为（ ）g/L A、2.12 B、2.55 C、3.06 D、3.18,例7：在一个容积固定的反应器中，有一可左右滑动的密闭隔板，两侧分别进行两个不同的可逆反应，各物质起始加入量如下：M为2.5mol，N为3mol，P为0mol，A、C、D各为

13、0.5mol，B为x mol。当x在一定范围内变化时，均可以通过调节温度，使两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处在反应器正中位置。若达到平衡后，测得M转化率为75%，请填空： 平衡后，反应器左室气体总物质的量为 。 若欲使右室反应V(正)V(逆)，x的取值范围 若欲使右室反应V(逆) V(正)，x的取值范围,2.5,126,化学平衡计算基本模式平衡“三步曲” 例： mA + nBpC + qD 起始： a b 0 0 转化：mx nx px qx 平衡：amx bnx px qx,如：化学反应速率与化学平衡图像,先画出四种因素变化对化学平衡影响的曲线，共有14个基本图像，再让学生归纳出基本图像有

14、6种。,在相同的温度下，两个体积不变相同容器，其中一容器中投入 1mol N2和3mol H2，另一容器中投入2mol NH3，试利用化学平衡常数证明达到平衡时，容器内所对应的各物质的量相同。,化学平衡的建立与反应从那个方向开始无关,五、等效平衡问题,一、等同平衡,1、定义 对于同一可逆反应，当外界条件一定时，该反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，或是从中间状态（既有反应物又有生成物的状态）开始，达到平衡时，加入的物质的量相当，达到平衡时同种物质的各种物理量均相同，这样的平衡称为等同平衡,两个体积相同的带有活塞的密闭容器，在相同的温度下，保持容器的压强不变，其中一容器中投入 1mol N2

15、和2mol H2，另一容器中投入2mol N2和4mol H2。试说明两容器内的平衡是否是等同平衡,二、等效平衡,1、定义 对于同一可逆反应，当外界条件一定时，该反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，或是从中间状态（既有反应物又有生成物的状态）开始，只要达到平衡时条件保持不变，加入的物质的量相当，达到平衡时同种物质的含量均相同，这样的平衡称为等效平衡,(1)T、V 不变时，对于一般的可逆反应，只改变起始时加入物质的物质的量，只要通过可逆反应的化学计量数之比换算,若与原平衡相同，则两平衡等同。,(3) 对于反应前后气体系数不变的可逆反应，无论是 T、V 不变还是T、P 不变，只改变起始时加入物

16、质的物质的量，只要反应物(或生成物) 的物质的量之比与原平衡相同，则两平衡等效或等同。,(2)T、P 不变时，对于一般的可逆反应，只改变起始时加入物质的物质的量，只要通过可逆反应的化学计量数之比换算，若比例与原平衡相同，则两平衡等效。,类型,等温等压、靠边 、等比,等温等容、靠边 、等值,解题思路：,一般可逆反应,气体系数不变的可逆反应,等温等压或等温等容均靠边 、等比,【99全国】例1、 在一固定体积的密闭容器中，加入2 mol A和2 mol B，发生反应： 2A(气) +B(气) 3C(气)+D(气) 达平衡时，C的浓度为W molL-1，若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比做起始物

17、质，达平衡后，C的浓度仍为W molL-1的是（ ） A. 4mol A + 2 mol B B. 1mol A + 1.5mol B + 1.5mol C + 0.5mol D C. 3mol C + 1mol D + 1mol B D. 3mol C + 1mol D,BC,例2(02广东)在一固定容积的密闭容器内，加入2mol A与1mol B，发生反应 A(g)+B(g) 2C(g) ,达到平衡时，C的质量分数为W%，在相同条件下，按下列情况充入物质达到平衡时C的质量分数仍然是W%的是 （ ） A 2mol C B 3mol C C 4mol A ,2mol B D 1mol A 2m

18、ol C,C D,（湖南高二竞赛）例3：在一固定容积的密闭容器中，充入2mol A和1mol B发生反应 2A(g)+B (g) x C (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0.6mol A，0.3molB和1.4mol C为起始物质，达到平衡后， C的体积分数也为w%，则x的值为 （ ） A、1 B、2 C、3 D、4,（97全国）例4在一定温度下，把2mol SO2和1mol O2通入一个定容积的密闭容器中，发生可逆反应，当反应达到一定的程度时，反应混合物处于一定的平衡状态，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

19、质的量，如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证反应达平衡时，反应混合物中三种气体的百分含量仍与上述平衡相同，请填空： （1）若a = 0，b = 0，则c = _。 （2）若a = 0.5，则b = _ c = _。 （3）a、b、c取值必须满足的一般条件是（请用两个方程表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c）。 _,（98测试）在一个固定体积的密封容器中，保持一定温度进行如下反应： 2A(g) B(g) 3C(g) D(g) 已知加入3mol A和2mol B时，达到平衡后生成x mol C（见下表“已知项”）。在相同条件下，且保持平衡时各组分的体积分数不变，对

20、下列编号的状态，填写表中的空白：,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（见下表“已知”项）。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（1）（3）的状态，填写表中的空白：,练习2：,容积可变,反应后气体分子数减少,1.5a,0,0.5,2(n-4m),(n-3m)a,练习3： 在一个1L的密封容器中，加入2molA和1molB，发生下述反应：2A(g) B(g) 3C(g) D(s) 达到平衡时，C的浓度为1.2mol/L。 (

21、1)维持容器的温度不变，若缩小容器的体积，则平衡 移动(填“向正反应方向、向逆反应方向或不”) (2)维持容器的体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡时，C的浓度仍为1.2mol/L的是 。(错选倒扣分) A.4molA2molB B. 3molC1molD C.2molA1molB1molD D.1molA0.5molB1.5molC0.2molD,不,B C D,s,例3、已知723K时生成2molSO3可以产生393.2kJ 的热量，2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) 在该温度下，向一有固定容积的密闭容器中通入2molSO2和1molO2，达到平衡时放出热量为Q

22、1；向另一体积相同、固定容积的密闭容器中通入1molSO2和0.5molO2，达到平衡时放出热量为Q2。则下列判断不正确的是 A.反应速率v(SO2) 第一种情况比第二种情况大 B. 平衡时，SO2的转化率第一种情况比第二种情况大 C. 平衡时，混合气体的密度第一种情况比第二种大 D. 平衡时放出的热分别为2Q2 =Q1=393.2kJ,D,（2004江苏卷）恒温、恒压下，在一个体积可变的密闭容器中发生如下反应，A(g)+B (g) C (g) (1)若开始时放入1mol A和1mol B达到平衡时，生成C amol，这时A的物质的量多少 (2)若开始时放入3mol A和3mol B达到平衡时

23、，生成C 的物质的量与 3a mol（大于 等于 小于 不能确定） (3)若开始时放入x mol A、2mol B和1mol C 达到平衡时，A与C的物质的量为y mol与3a mol ，则x y (4)若在(3)的平衡混合物中再加入3mol C 再次达到平衡后，C的物质的量分数是多少？ (5)若维持温度不变，（1）在体积不变的密闭容器中进行反应，达到平衡后所达到C为b mol ，则a与b的大小关系。,例4、在真空密闭容器加入a molPH4I固体，在一定的温度下发生如下反应： PH4I（s） PH3（g）HI（g） 4PH3（g） P4（g）6H2（g） 2HI（g） H2（g） I2（g）

24、 三个反应建立平衡后，测得HI为b mol，I2为c mol、H2为 d mol。求： （1）平衡后，容器内P4和PH3的物质的量（用代数式表示） n(P4) n (PH3) （2）a、b、c三者应服从的关系 a （填b、c的代数式）,等效平衡,等效平衡 化学平衡状态是建立在一定条件下的一个状态量，与建立平衡的途径无关 对于同一可逆反应，当外界条件一定时，该反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，或是正逆反应同时进行，只要反应物或生成物满足一定的配比，达平衡时，任何相同的组分的百分含量均对应相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。,同一平衡状态的条件： 在同一条件下投料相当，平衡时各种量分别完全相

25、同。 等效平衡建立的条件：等效平衡时各种量不一定相同，但一定成比例。 反应：mA（g）+nB（g） pC(g)+qD(g) （1）等温等容： m+np+q 投料相当 同一平衡状态 m+n=p+q 投料等比 不一定同一平衡状态 （不一定等于系数比） （2）等温等压 m+np+q或m+n=p+q，都是投料等比,只有投料相当时是同一平衡状态,等效平衡解题方法： 极限转化分析 模型转换,等效平衡解题注意点： 条件：等温等容、等温等压 状态：过量固体的量不影响平衡,例1. 在一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和2molB，发生如下反应： 2A（气）+ 2B（气） 3C（气）+ D（气），达到平衡时，C的浓度为Wmol/L,若维持容器体积和温度不变,按下列配比作为起始物质达到平衡后,C的浓度仍为Wmol/L的是（ ） A 2molA+2molB+3molC+1molD B 3molC+1molD+1molB C 3molC+1molD D 1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD,C,例题：（2003年全国，12）某温度下，在一容积可变的变器中，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