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3.等效平衡专题2


2013-7-14

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在425℃时,在1L密闭容器中进行反应: H2+I2 2HI, 达到平衡,分别说明下列各图所示的涵义。由图中的事 实可以说明化学平衡具有哪些特征?
浓度/mol· -1 L 浓度/mol· -1 L

2.00 1.58
1.00 0.21 0.00

>HI H2或I2 t1 时间/s

2.00 1.58
1.00 0.21 0.00

HI

H2或I2

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从正反应开始 1molH2+1mol I2

相当于

从逆反应开始 2mol HI

t2

时间/s

2

一、等效平衡的概念
在一定条件下,可逆反应只要 起始浓度相当,无论经过何种途 径,但达到化学平衡时,只要同 种物质的体积分数相同,这样的 平衡称为等效平衡。

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等效平衡建成条件探究一
在一定温度下,一个容积固定的密闭容器中 发生反应:2A(g)+B(g)? 3C(g)+D(g),根据下表有 关数据分析恒温、恒容下等效平衡建成的条件。
A 起 始 充 入 2mol 0 1mol B 1mol 0
0.5mol

C 0 3mol
1.5mol

D 0 1mol
0.5mol

平衡时D的体积分数

a% a% a%

4mol
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2mol

0

0

b% (a﹤b)
4

恒温 恒容
开始
2mol SO2 1mol O2

2SO2 + O2
平衡状态
SO2 a%

催化剂 加热

2SO3

O2 b%
SO3 c% 平衡状态 平衡状态 SO2 a% O2 b% SO3 c%

2molSO2

SO2 a% O2 b% SO3 c%

1mol O2
4mol SO2

平衡状态 SO2 O2 SO3

2molO2

2mol SO2 1mol O2

SO2 a% O2 b% SO3 c%

?
5

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归纳总结
二、等效平衡的建成条件、判断方法及 产生结果: 1、恒温、恒容下对于气态物质反应前后 分子数变化的可逆反应等效平衡的 判断方法是: 使用极限转化的方法将各种情况变换成 同一反应物或生成物,然后观察有关物 质的物质的量是否对应相等。

产生结果: 各组分百分量、n、c均相同
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练习1:在一个1L的密闭容器中,加入2molA 和1molB ,发生下述反应:

2A(气)+B(气)

3C(气)+D(气)

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、3mol C+1mol D C、1mol A+0.5mol B+1.5mol C D、4mol A+2mol B
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A、B

B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D

练习2、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=-----------。

2mol

0.5mol 2.25mol [2]若X=0.75,Y=----------,Z=----------。
[3]X、Y、Z应满足的一般条件是---------------。

X+Z/2=1 , Y+3Z/2=3
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在恒温恒容时下列能与下图达到等效平衡的是 催化剂 ( ABCD) H2(g) + I2(g) 加热 2HI(g)
开始 平衡状态 H2 a% I2 b% HI c% 0) (2 2 0) 1mol H2 1molI2

等效平衡建成条件的探究二

A. 2 mol HI

(1 1

B. 2 mol H2+2 mol I2

极限转化
(2 2 0) 0)
9

C. 1 mol H2+1 mol I2+2 mol HI
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D. 0.5 mol H2+0.5 mol I2+1 mol HI

(1 1

归纳总结
二、等效平衡的建成条件、判断方法及 产生结果: 2、恒温、恒容下对于气态物质反应前后 分子数不变化的可逆反应等效平衡的 判断方法是:

使用极限转化的方法将各种情况变 换成同一反应物或生成物,然后观 察有关物质的物质的量比是否相等。
产生结果: 各组分百分量相同,n、c同比例变化
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练习3:对于H2+I2(g) 2HI,在恒 温、恒容下,按下列不同量反应等效的 有 。

1、2

3、4、5
H2 1 0 1 0.1 0

编号 1 2 3 4 5
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起始物质的量 起始物质的量 起始物质的量 起始物质的量 起始物质的量

I2 4 1.5 1 0.1 0

HI 0 1 2 1.8 a
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练习4、在固定体积的密闭容器内,加入 2mol A、1mol B,发生反应: A(气)+B(气) 2C(气)达 到平衡时, C的质量分数为W。在相同(T、V)条件下, 按下列情况充入物质达到平衡时C的质量分 数仍为W的是 A.2mol C CD B.3mol C C.4mol A、2mol B D.1mol A、2mol C
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练习5:在一个1L的密闭容器中,加入 2molA和1molB ,发生下述反应:

达到平衡时, C的浓度为1.2mol/L 。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的浓度仍为 1.2mol/L的是 B A、0.3mol C+0.1mol D
B、1.6mol A+0.8mol B+0.6mol C+0.2mol D

C、3mol C+1mol D +1mol B D、4mol A+2mol B
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等效平衡建成条件的探究三
在一定温度下,一个压强恒定的密闭 容中发生反应2A(g)+B(g)?3C(g)+D(g), 根据下表有关数据分析恒温、恒压下等效 平衡建成的条件。
A 起 始 充 入
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B
1mol
0.5mol

C
0
1.5mol

D
0
0.5mol 0

平衡时D的体积分数

2mol 1mol 4mol

2mol

0

2mol

2mol

0

0

a% a% a% b% (a≠b)
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开始

2SO2 + O2
O2 b% SO3 c%

催化剂 加热

2SO3

2mol SO2 1mol O2

平衡状态 SO2 a%

恒温 恒压

2mol SO2 1mol O2 4mol SO2 2mol O2 2mol SO2
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平衡状态 SO2 a% O2 b%

SO3 c%
SO2 a% O2 b% SO3 c% 1mol O2

SO2 a% O2 b% SO3 c%
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二、等效平衡的建成条件、判断方法及 产生结果: 3、恒温、恒压下等效平衡的
判断方法是: 与可逆反应气态物质的化学 计量数无关,使用极限转化的方法将各 种情况变换成同一反应物或生成物,然 后观察有关物质的物质的量比是否相等。

归纳总结

产生结果: 各组分百分量、c相同,n同比例变化
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练习6、在一个1L的密闭容器中,加2molA 1molB ,发生下述反应: 达到平衡时,C的浓度为1.2mol/L , C的体积分 数为a% 。维持容器的压强和温度不变,按下列 配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍是 1.2mol/L(或C的体积分数仍是a%)的是 A、3mol C+1mol D ABD B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D

2A(气)+B(气)

3C(气)+D(气)

C、1mol A+0.5mol B+1.5mol C
D、4mol A+2mol B
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练习7、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(气)+2B(气) xC(气)+yD(气) 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( D ) C A x=3 y=1 B x=4 y=1 C x=5 y =1 D x=10 y=2



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等效平衡小结
条件
恒温恒容 (△n(g)≠0)

等效条件

结果
两次平衡时各组分百 分量、n、c均相同 两次平衡时各组分 百分量相同,n、c 同比例变化 两次平衡时各组分 百分量、c相同,n 同比例变化
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投料换算成 相同物质表 示时量相同 投料换算成 恒温恒容 相同物质表 (△n(g)=0) 示时等比例 恒温恒压
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投料换算成 相同物质表 示时等比例

练习8、在一固定容积的密闭容器中充入 2molA和1molB,发生反应: 2A(气)+B(气) xC(气),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值为(BC )



A、1

B、2

C、3

D、4

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练习9恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中
发生如下发应:A(气)+B(气) C(气) (1)若开始时放入1molA和1molB,到达平衡 后,生成a molC,这时A的物质的量为

(1-a)mol
(2)若开始时放入3molA和3molB,到达平衡 后,生成C物质的量为 3a mol。 (3)若开始时放入x molA,2molB和1molC, 到达平衡后,A和C的物质的量分别是ymol和 3a mol,则x= 2 mol,y= 3-3a mol。
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练习10、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: (2)恒定T、P: [1]若X=0、Y=0,则Z >0 。 [2]若X=0.75,则Y =2.25mol,Z ≥0 。 [3]X、Y、Z应满足的一般条件是 。
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Y=3X,Z≥0

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练习11.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 C A.均减半 B.均加倍 C.均增加1mol D.均减少1mol
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概念的理解: (1)一定条件下:通常可 以是 ① 同T同V,②同T同P

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概念的理解:
(2)平衡状态(终态)只与始态有 关,而与途径无关, (如:①无论反应从什么方向开始 ②投料是一次还是分成几次,) 只要起始浓度相当,就达到等效 平衡状态。
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概念的理解: (3)体积分数相同:即平衡混合物 各组分的百分含量对应相同,但 各组分的物质的量、浓度可能不 同。

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恒温恒容
开始 1mol H2 1mol I2

H2(g) + I2(g)
平衡状态 H2 a% I2 b% HI c% 1mol H2 1mol I2

催化剂 加热

2HI(g)

平衡状态 H2 a% I2 b% 平衡状态 HI c% 平衡状态 H2 a% I2 b%

2mol H2 2mol I2
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1mol H2 1mol I2

H2 a%
I2 b% HI c%

HI c%

?
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