当前位置:首页 >> 理化生 >>

20131123等效平衡专题讲座


化学平衡专题复习之等效平衡
一、等效平衡的概念 1.定义 :对于同一可逆反应,当外界条件一定时,无论该反应是从正反应开始,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,只要到达平衡时反应混合物中各组分的含量(质量分数、 物质的量分数或体积分数)对应相等就可达到相同的平衡状态 ,这就称为等效平衡。 2.标志: 由以上定义我们可以看出,判断同一可逆反

应达到的平衡状态是否达为等效平衡的标志是:

达到平衡后,反应混合物中各组分的含量(质量分数、物质的量分数或体积分数)是否对应相等。 3.意义: 等效平衡的概念的提出反映了化学平衡状态的建立与途径无关。 二、等效平衡的类型 根据外界条件不同,等效平衡可以分为两大类: 1、恒温恒容条件下的等效平衡 在恒温、恒容的情况下,对于同一可逆反应,不论各反应物的起始量是多少,也不管反应物是一次加入或 分几次加入,或是加入后分一次取出或分几次取出,只要各物质的起始量(质量、物质的量、浓度、体积等) 按化学计量数换算成方程式左右两边同一边后对应相同,则就可以达到等效平衡。 这种情况下建立的等效平衡,不但平衡混合物中各组分的质量分数(物质的量分数、体积分数)对应相等, 而且各组分的质量、体积、物质的量、浓度等也分别对应相等。 【典例解析】 例 1: 在一个固定体积的密闭容器中,加入 2molA 和 1molB 发生以下反应:2A(g)+B(g)

? ?? ? ? ? 3C(g)+D(g),达到平衡时 C 的浓度为 W moll/L。若维护容器体积和温度不变,按下列四种配比作为起始
物质,达到平衡时,D 的浓度为 W/3 moll/L 的是( A.3molC+1molD C.2molA+1moB+0.5molD ) B.2molA+2mol C D.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD

解析:本题建立的两个平衡是恒温恒容下的等效平衡,需要各物质的起始量相等。使用极端转化法,将把 生成物全部推算成反应物或把反应物全部推算成生成物后,进行比较即可。 A:3molC+1molD 可完全转化为 A、B,得 A 为 2mol,B 为 1mol,符合等效平衡条件; B:反应不能成立; C:转化后相当于 6molC 和 1.5molD,不符合等效平衡的条件; D:转化后相当于 2molA+1molB 或 3molC+1molD,符合等效平衡条件。答案:A、D

? ?? 例 2 : 在一固定容积的密闭容器中充入 1mol NO2 建立如下平衡:2NO2 ? ? ?
值的大小关系式为 ———— ——。 解析:本题可根据起始态不同,可以建立以下三个平衡: 平衡Ⅰ:一次充入 1mol NO2 ; 平衡Ⅱ:一次充入 2mol NO2 ;

N2O4,测得 NO2 的质量

分数为 a%,在其它条件不变下再充入 1molNO2 ,待平衡建立时,又测 得 NO2 的质量分数为 b%,试问 a、b

平衡Ⅲ:先充入 1molNO2,待建立平衡后再加入 1molNO2。 根据结论,平衡Ⅱ和平衡Ⅲ满足题目恒温恒容下建立等效平衡的条件,为等效平衡,即平衡时,NO2 的质 量分数为 b%。平衡Ⅱ我们可以看作是在两个相同的原容器中各充入 1mol NO2 ,待达到平衡时,再将两个容 器压成一个容器,在压缩过程中平衡向正反应方向移动,NO2 的质量分数减小,故 a>b。 2、恒温恒压条件下的等效平衡 在恒温恒压的情况下,对于有气体物质参加的可逆反应,改变反应物的起始状态,只要各起始反应物之间 的物质的量之比按化学计量数换算成化学方程式左右两边同一边后对应相等,即可达到等效平衡。
-1-

答案:a>b。

在这种情况下建立的等效平衡,平衡混合物中各成份的质量、体积、物质的量、浓度并不一定相等。 例 3 : 某恒温恒压下,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内,则达到平衡时 C 的体积分数仍为 m%,则 x=
————

,y=————



解析:两平衡中 C 的百分含量一样,说明在恒温恒压下建立的是等效平衡。第一次充入容器内的 A、B 体积比为 3:2,第二次充入容器的起始物中 A、B 体积比也为 3:2,另两种起始物 C 和 D 的体积比只有等于 x:y,才能完全转化为 A 和 B,并且满足 A、B 体积比为 3:2。所以得 x:y=4:0.8=5n:n(n 为自然数) 答案:x=5n,y=n(n 为自然数) 3.特例 在恒温恒容的情况下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,其实在到达平衡的过程中压强也一直保 持不变,因此只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡相同,则二平衡等效。

? ?? 例 4:在一个固定容积的密闭容器里,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%,若维持容器的体积、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 的值为( A、1 B、2 C、3 ) D、4

解析:同学在做此题时一般是把它定位为恒温恒容条件下的等效平衡,将起始时 C 的物质的量转换成 A、 B 的物质的量,列式如下: 2A(g) 2 始态 1 : 2mol + B(g) 1 1mol 0.3mol + 1.4mol/x

? ?? ? ??

xC x 0 0

始态 2:0.6mol + 2.8mol/x

从而得以下方程:0.6mol + 2.8mol/x = 2mol 0.3mol +1.4mol/x = 1mol 解得 x = 2,故选 B

其实本题还有一个答案,那就是 C,为什么呢?若 x 的值为 3 则该反应即为反应前后气体分子数不变的可逆 反应,在题目条件下照样可以达到等效平衡,这个答案很多同学都忽略了。

? ?? 例 5:在某温度下,在一容积可变的容器中,反应 2A(g)+B(g) ? ? ?
衡右移的是( ) A 均减半 B 均加倍 C 均增加 1mol D 均减少 1mol

2C(g)达平衡时,A、B 和 C 的物质

的量分别为 4mol、2mol、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

? ?? 解析:2A(g)+B(g) ? ? ?
原平衡:4mol 2mol

2C(g) 4mol 各物质的物质的量之比为 4:2:4=1:0.5:1 ,对于 AB 选项情况下均

减半或均加倍,各物质的物质的量之比不变因此达到的平衡是等效平衡,原平衡不移动;对于 C 选项相当于于 原平衡等效后又加入了 0.5 mol 的 B 物质,所以平衡向正向移动;对于 D 选项相当于于原平衡等效后又减少了 0.5 molB 物质所以平衡向逆向移动。 答案应该选 C。

等效平衡问题是中学化学的教学难点,大家在理解了相关概念的基础上要形成一定的思维方式,掌握一定 的做题方法、做题技巧,才能既快又准地解答相应题目。常用的解题方法有压缩法、隔板法、定一议一法等等。

-2-

例 6:完全相同的两个容器 A 和 B,已知 A 装有 SO2 和 O2 各 1 g,B 中装有 SO2 和 O2 各 2 g,在同温下反 应达到平衡, A 中 SO2 的转化率为 a%, 中 SO2 的转化率为 b%, A、 两个容器中 SO2 转化率的关系( 设 B 则 B A.a%>b% B.a%=b% C.a%<b% D.无法确定 )

解析:此题也可使用压缩法:设容器 A 为 1 L,则 B 也为 1 L,另假设有一体积可变的容器 C 体积为 2 L, 在 C 中充入 SO2 和 O2 各 2 g,在相同温度下达到平衡时,SO2 的转化率为 a%,然后,将 C 容器压缩成 1 L, 平衡向生成 SO3 的方向移动,达到平衡时,SO2 转化率为 b%,显然 a<b。 综上所述,只要理解了等效平衡的概念并掌握不同条件下等效平衡的判断方法,注意运用“极限、可逆、 假设、守恒”等思维方法,这类难解的化学平衡题目就会迎刃而解了。 自我检测一: 在一定温度下,把 2 mol SO2 和 1 mol O2 通入一个一定容积的密闭容器里,发生如下反应: 2SO2+O2 2SO3 当此反应进行到一定程度时,反应混合物就处于化学平衡状态。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 的物质的量(mol)。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。请填写下列空白: (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(用两个方程式表示,其中一个只含 a 和 c,另一个只含 b 和 c): ________,________。 【参考答案】答案:(1)2 (2)0.25 1.5 (3)a+c=2 2b+c=2 自我检测二:如下图所示,A 中充入 1 mol X,1 mol Y,向 B 中充入 2 mol X,2 mol Y,起始时 V(A)=V(B)=a L。 在相同温度和有催化剂存在的条件下,两容器中各自发生下述反应:X+Y 2Z+W;ΔH<0(X、Y、Z、W 均为气体) ,达到平衡时,V(A)=1.2a L。 试回答: (1)A 中 X 的转化率:a(A)=__________。 (2)A、B 中 X 转化率的关系:a(A)_______a(B) (填“>”、“=”、“<”) 。 (3)打开 K,一段时间又达平衡时,A 的体积为多少 L? (4)在(3)达平衡后,同时等幅升高 A、B 的温度,达新平衡后,A 的体积_________(a.变大;b.不变;c. 变小) ,其理由是 ___________________ 。 解析: (1)设:A 中 X 的转化率为 α, X + Y 2Z + W n0 1 1 Δn α α 2α α n平 1-α 1-α 2α α 同温同压下,气体体积比=物质的量比,则有 (1+1)/( 1-α+1-α+2α+α)=a/1.2a 解得 α=0.4 (2)由题中条件可知,A 中反应在达到平衡的整个过程中是等温、等压,B 中反应在达到平衡的整个过 程中是等温、等容。为便于比较两个容器中 A 的转化率,可先假设两个平衡等效,然后改变条件或题给状态, 看平衡移动情况。 设 1 mol X、1 mol Y 和 2 mol X、2 mol Y 分别在下图所示过程中达到平衡。

-3-

综观上述平衡状态,状态Ⅰ和Ⅱ为等效平衡状态,状态Ⅱ ? ?? 状态Ⅲ相当于增压过程,对平衡反应 X+Y 2Z+W 增压,平衡逆向移动,反应物 X 的转化率降低,故 a(A)>a(B) (3)打开 K 重达平衡,相当于在等温、等压下充入 3 mol X、3 mol Y 发生反应。由题中已知条件:1 mol X、1 mol Y 在该条件发生反应,体积将由 a L 增至 1.2a L,则 3 mol X、3 mol Y 在该条件下发生反应,体积将增 至 3.6a L,由于 B 容器的容积固体为 a L,故此时 A 的体积应为:3.6a-a=2.6a L。 (3)由于该可逆反应的 ΔH<0,即正反应放热。若温度升高,平衡将向逆反应方向移动,由于逆反应是 气体体积减小的方向,故 A 的体积减小。 参考答案:(1)?A=40% (2)> (3)2.6 a (4)变小,逆反应为吸热反应,故升高温度,平衡向体 积缩小方向移动。(另一种说法:变大 升高温度,平衡逆向移动,但温度升高使气体体积变大,气体浓度减 小,平衡将向正向移动,且压强不变时,气体体积与温度成正比,为线性关系。这是体积变化的主要原因)

-4-


相关文章:
20131123等效平衡专题讲座
20131123等效平衡专题讲座 隐藏>> 化学平衡专题复习之等效平衡一、等效平衡的概念 1.定义 :对于同一可逆反应,当外界条件一定时,无论该反应是从正反应开始,还是从逆...
20131123等效平衡专题讲座题
20131123等效平衡专题讲座题 暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档 化学平衡专题复习之等效平衡一、等效平衡的概念 1.定义 :对于同一可逆反应,当外界条件一定时,无论...
等效平衡专题讲座
等效平衡专题讲座 2015-11-22 合肥高升学校等效平衡问题是指利用等效平衡(相同...20131123等效平衡专题讲... 暂无评价 4页 2下载券 化学平衡常数专题讲座 5页...
等效平衡专题讲座(模板)
专题讲座 化学反应限度的应用、等效平衡考试大纲:1、化学反应的限度和化学平衡移动的区别与联系 2、理解各种外界条件的改变对化学反应的限度和化学平衡移动分 别产生...
等效平衡专题讲解
等效平衡专题讲解_高二理化生_理化生_高中教育_教育专区。等效平衡模型+练习题+高考链接 高考化学等效平衡解题技巧 一、 概念 在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,...
等效平衡 专题(知识点+经典例题讲评)
等效平衡 专题(知识点+经典例题讲评)_理化生_高中教育_教育专区。等效平衡 专题(知识点+经典例题讲评),教案知识点清晰全面,经典例题具有代表性,同时附加课后巩固提升...
等效平衡专题训练
等效平衡专题训练 一、等效平衡的规律 在一定条件下(定温、定容或定温、定压) ,对同一可逆反应,只要起始时加入物质的物质的量不同, 而达到平衡状态时,同种...
《等效平衡》专题训练(2014-9-3)
高二《等效平衡专题训练一.等效平衡的概念: 班 在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,对于同一可逆反应,不管是从正反应开始, 还是从逆反应开始或是从正、逆反应...
等效平衡专题训练
等效平衡专题训练 一、等效平衡的规律 在一定条件下(定温、定容或定温、定压) ,对同一可逆反应,只要起始时加入物质的物质的量不同, 而达到平衡状态时,同种...
第三讲专题等效平衡
第三讲专题等效平衡_理化生_高中教育_教育专区。思维建模(六) 等效平衡 编号 6 1.含义 在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压),对同一可逆反应体系,起始时加入物质...
更多相关标签:
等效平衡专题训练 | 等效平衡专题 | 等效平衡专题训练精练 | 等效平衡专题训练ppt | 等效平衡 | 等效平衡ppt | 化学等效平衡 | 等效平衡讲解 |