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等效平衡的概念


化学平衡
关于等效平衡的初步概念

一、化学平衡状态: 化学平衡状态:
1、一定条件下 、 2、可逆反应 、 3、正反应速率等于逆反应速率 、 4、各组分的浓度保持不变 、

状态建立的途径: 二、化学平衡 状态建立的途径:
1、先加入反应物,从正反应方向开始。 、先加入反应物,从正反应方向开始。 2、先加入

生成物,从逆反应方向开始。 、先加入生成物,从逆反应方向开始。

2SO2 + O2
开始 2mol SO2 1mol O2

催化剂 加热

2SO3
平衡状态 SO2 a% O2 b% SO3 c% 2mol SO3 开始

平衡状态 SO2 a% O2 b% SO3 c%

2SO2 + O2
开始 2mol SO2 1mol O2

催化剂 加热

2SO3
开始 2mol SO3

平衡状态 SO2 a% O2 b% SO3 c%

?
1mol SO2 0.5mol O2 1mol SO3

催化剂

2SO2 + O2
开始 2mol SO2 1mol O2 平衡状态 SO2 a% O2 b% SO3 c%

加热

2SO3

相当于开始加 入1molSO2、 0.5molO2和 1molSO3

开始 2mol SO3

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

2SO2 + O2
开始 2mol SO2 1mol O2 平衡状态 SO2 a% O2 b% SO3 c%

催化剂 加热

2SO3
相当于开始加入 0.5molSO2、 0.25molO2和 1.5molSO3

开始 2mol SO3

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

2SO2 + O2
开始 2mol SO2 1mol O2 平衡状态 SO2 a% O2 b% SO3 c%

催化剂 加热

2SO3

相当于开始加入 0.25molSO2、 0.125molO2和 1.75molSO3

开始 2mol SO3

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

的途径: 三、建立等效平衡 的途径:
1、先加入反应物,从正反应方向开始,可 、先加入反应物,从正反应方向开始, 以建立化学平衡。 以建立化学平衡。 2、若先加入生成物,从逆反应方向开始, 、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。 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 、若同时加入反应物与生成物, 态开始,同样可以建立等效的化学平衡。 态开始,同样可以建立等效的化学平衡。

例1、在一定的温度下,把2molSO2和1molO2通入一定容积的 、在一定的温度下, 密闭容器里,发生如下反应: 密闭容器里,发生如下反应: 2SO2 + O2
催化剂 加热

2SO3

当此反应进行到一定的程度时, 当此反应进行到一定的程度时,反应混合物就处于化学平衡状 现在该容器中,维持温度不变, 态。现在该容器中,维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加 、 、 分别代表初始加 入的SO 的物质的量(mol)。如果 、b、c取不同的 入的 2、O2、和SO3的物质的量 。如果a、 、 取不同的 数值,它们必须满足一定的相互关系, 数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时反 应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。 应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。 请填写下列空白: 请填写下列空白: (1)若a=0、b=0,则c= 若 、 , (2)若a=0.5,则b= 若 , 2 , , c= 1.5 ,

0.25

(3)a、b、c取值必须满足一般的条件是 用两个方程式表示,其 、 、 取值必须满足一般的条件是 用两个方程式表示, 取值必须满足一般的条件是(用两个方程式表示 中一个只含a和 ,另一个只含b和 中一个只含 和c,另一个只含 和c) a+c=2 , b+c/2=1 。

催化剂

2SO2 + O2
开始 2mol SO2 1mol O2 平衡状态 SO2 a% O2 b% SO3 c%

加热

2SO3
SO2 a% O2 b% SO3 c% SO2 a% O2 b% SO3 c%

平衡状态 SO2 a% O2 b% SO3 c%

开始 2mol SO3

平衡状态 SO2 a% O2 b% SO3 c%

平衡状态 SO2 a% O2 b% SO3 c%

开始 4mol SO2 2mol O2

平衡状态 SO2 a% O2 b% SO3 c%

相当于开始加 入1molSO2、 0.5molO2

平衡状态 SO2 a% O2 b% SO3 c%

2SO2 + O2

催化剂 加热

2SO3

两容器, 容器容积固定 容器容积固定, 例2、A、B两容器,A容器容积固定, 、 、 两容器 B容器容积可变。一定温度下,在A 容器容积可变。 容器容积可变 一定温度下, 中加入2molN2和3molH2,当 N2 中加入 (g)+3H2 (g) 2NH3 (g)反应达 反应达 平衡时,生成的NH 的物质的量为m。 平衡时,生成的 3的物质的量为 。 相同温度下,保持B的容积为 的容积为A的一 相同温度下,保持 的容积为 的一 并加入1molNH3,当B中反应 半,并加入 中反应 达平衡时要使B中各物质的质量分数 达平衡时要使 中各物质的质量分数 与上述A容器中达到平衡时相同 容器中达到平衡时相同, 与上述 容器中达到平衡时相同,则 0.5 molN2 和 起始时应加入 molH0 2

B

A

例3、恒温恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应: 、恒温恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应: A(g) + B(g) C(g)

(1)若开始时放入 若开始时放入1molA和1molB,达到平衡后,生成 若开始时放入 和 ,达到平衡后,生成amolC,这 , 时A的物质的量为 的物质的量为 1-a mol。 。

(2)若开始时放入 若开始时放入3molA和3molB,到达平衡后,生成 的物质的 若开始时放入 和 ,到达平衡后,生成C的物质的 量为 3a mol

(3)若开始时放入 若开始时放入xmolA、2molB和1molC,到达平衡后,C的 若开始时放入 、 和 ,到达平衡后, 物质的量是3amol,x= 2 , 物质的量是 mol.

(4)若在 的平衡混合物中再加入 若在(3)的平衡混合物中再加入 若在 的平衡混合物中再加入3molC,待再次到达平衡后, ,待再次到达平衡后, C的物质的量是 6a mol. 的物质的量是

恒温恒压下, 练习:恒温恒压下,在一个可变容积的容器中 发生如下反应: 2HBr (g) 发生如下反应: H2(g) + Br2(g) 已知加入1molH2和2molBr2时,达到平衡后, 达到平衡后, 已知加入 生成amolHBr,(见下表“已知”项)。在相同 见下表“ 生成 , 见下表 已知” 。 的条件下,改变起始加入情况,填写表中空白: 的条件下,改变起始加入情况,填写表中空白: 编号 已知 (1) (2) 起始状态(mol) 起始状态 H2 Br2 HBr 1 2 0 2 4 0 0 0.5 1 平衡时HBr物质 物质 平衡时 的量(mol) 的量 a 2a 0.5a


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