化学选修四-等效平衡

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化学选修四-等效平衡,在,一定条件,下的同一可逆反应，只要,起始浓度相当,，则达到平衡后，同一组分的体积,分数,(或物质的量分数)均，这样的化学平衡互称等效平衡。,等效平衡的含义,恒温恒容or,恒温恒压,转化成同一边的物质，或,等效,平衡,的分类,全同平衡,等比平衡,1全同平衡,定义：,一定条件下从不同起始投料进行的同一可逆反应，达到平衡时，反应混合物各物质的物质的量、质量、体积（气体）、以及物质的量分数、质量分数、体积分数甚至化学反应速率均相同的两个或两个以上的平衡状态互称为全同平衡状态，简称全同平衡。,形成条件：,相同条件下（恒温、恒容或恒温、恒压），对于任意可逆反应，无论起始投料如何，只要按化学方程式中的系数关系折算成同一边的物质，各相同组份的物质的 量对应相等即可形成全同平衡。,Eg1:在一定温度下的某体积恒定密闭容器中,从4个不同途径建立下列可逆反应的平衡状态:,N,2,+ 3H,2,= 2NH,3,(1) 1mol 3mol 0mol,(2) 0mol 0mol 2mol,(3) 0.5mol 1.5mol 1mol,(4) xmol ymol zmol,如果 :,x+z/2=1;,y+3z/2=3.,Eg2:在一定温度下的某体积恒定密闭容器 中,从4个不同途径建立下列可逆反应的平衡状态:,H,2,+ I,2,= 2HI,(1) 1mol 1mol 0mol,(2) 0mol 0mol 2mol,(3) 0.5mol 0.5mol 1mol,(4) xmol ymol zmol,如果:,x+z/2=1;,y+z/2=1,返回,2等比平衡,定义：,一定条件下从不同起始投料开始的同一可逆反应达平衡时，各物质的物质的量分数、质量分数、体积分数（气体）对应相等，这样的两个或两个以上的平衡状态互称为等比平衡状态，简称等比平衡。,等比,平衡,的分类,类：,类：,形成条件：,同温、同容（恒温、恒容）时，对于气体体积反应前后不变的同一可逆反应，无论起始投料如何，只要按系数关系折算成同一边的物质，同一边的物质的物质的量之比对应相同即可形成等比平衡。,如果：,(x+z/2):(y+z/2)= 1:1,Eg1:在一定温度下的某体积恒定密闭容器中,从4个不同途径建立下列可逆反应的平衡状态:,H,2,+ I,2,= 2HI,(1) 1mol 1mol 0mol,(2) 0mol 0mol 4mol,(3) 1mol 1mol 4mol,(4) xmol ymol zmol,返回,形成条件：,同温、同压（恒温、恒压）时，对于任意可逆反应，无论起始投料如何，只要按系数关系折算成同一边的物质，同一边的物质物质的量之比对应相等，即可形成等比平衡。,Eg1:在一定温度下的某压强恒定密闭容器中,从4个不同途径建立下列可逆反应的平衡状态:,N,2,+ 3H,2,= 2NH,3,1mol 3mol 0mol,0mol,0mol,4mol,1mol 3mol 4mol,X,mol,y,mol,z,mol,如果：,(x +z/2 ) :(y + 3z/2),= 1:3,Eg2: 在一定温度下的某压强恒定密闭容器中,从4个不同途径建立下列可逆反应的平衡状态:,I,2,+ H,2,= 2HI,(1) 1mol 1mol 0mol,(2) 0mol 0mol 4mol,(3) 1mol 1mol 4mol,(4) xmol ymol zmol,如果：,(x+z/2):(y+z/2)=1:1,经验规律：,若两个或两个以上的平衡状态中，只要有一种物质的物质的量分数、质量分数、体积分数（气体）其中一个对应相等，这样的两个或两个以上的平衡状态互称为等效平衡，至于是等效平衡中的全同平衡还是等比平衡，可以参照全同、等比平衡形成条件来判定。,例题评讲：,例1、在一定温度下，将2mol N,2,和6mol H,2,充入固定容积的密闭容器中，发生 N,2,(g)3H,2,(g) 2NH,3,(g)，达到化学平衡后，若保持温度不变，令a、b、c分别为N,2,、H,2,、NH,3,的物质的量，重新建立平衡，混合物中个物质的量仍和上述平衡相同，填空,、若a=0，b=0，则c=,、若a=1， c =2，则 b =,、若a、 b 、 c取值必须满足的一般条件为（用两个式子表示，一个只含a和c，一个只含b和c,、,4,3,a+c/2 = 2,b+3c/2 = 6,例2、在一个固定容积的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生,2A(g)B (g) 3C(g) +D(g) ，达到化学平衡时，C的浓度为w mol/L。若保持温度容积不变，改变起始物质的用量，达到平衡后，C的浓度仍为 w mol/L的是（ ）,A.4molA+2molB B.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD,C.3molC+1molD+1molB D.3molC+1molD,B、D,例3、温度压强不变时，将1molN,2,和4molH,2,充入一个装有催化剂容积可变的密闭容器中，发生N,2,(g)3H,2,(g) 2NH,3,(g)，达到化学平衡后生成a mol的NH,3,，在相同温度和压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变，填表：,已知,编号,起始物质的量（mol）,平衡时NH,3,的量 mol,N,2,H,2,NH,3,1,4,0,a,1.5,6,0,1,0.5a,m,n(n4m),1.5a,0,0.5,2(n-4m),(n-3m)a,1.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( ),A均减半 B均加倍,C均增加1mol D均减少1mol,C,挑战题,2. （98全国）体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的SO,2,和O,2,，在相同温度下发生反应：,2SO,2,+O,2,2SO,3,，并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO,2,的转化率为p%，则乙容器中SO,2,的转化率( ),A、等于p% B、大于p%,C、小于p% D、无法判断,B,3、在一定温度下，把1 mol CO和2 mol H,2,O通入一个密闭容器中，发生如下反应：CO(g)+H,2,O (g) CO,2,(g)+H,2,(g)，一定时间后达到平衡，此时，CO的含量为p%，若维持温度不变，改变起始加入物质的物质的量，平衡时CO的含量仍为p%的是（ ）,A.1molCO,、2molH,B. 0.2molCO,、0.2molH,0.8molCO 、 1.8molH,2,O,C.1molCO,、1molH,2,O,D.1molCO,、1molH,、1molH,2,O,B、D,4.将2mol SO,2,气体和2mol SO,3,气体混合于固定体积的密闭容器中，在一定条件下发生反应: 2SO,2,(g) + O,2,(g) 2SO,3,(g)。达到平衡时SO,3,为n mol。在相同温度下，分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时SO,3,等于n mol的是( ),2,+0.3molO,2,+0.4molSO,3,B.4molSO,2,+1molO,2,C.2molSO,2,+1molO,2,+2molSO,3,D.3molSO,2,+1molO,2,+1molSO,3,B,5、在一固定容积的密闭容器中，2molA和,1molB在一定条件下发生反应：,2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)，达平衡时，c(C)=,mol/L。若在同一容器，保持温度不变，按下列配比进行反应，仍可使平衡时c(C)= mol/L的是（ ）,A、3molA+2molB,B、3molC+1molD,C、2molA+1molB+3molC+1molD,D、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD,D,6,、在一个固定体积的密闭容器内，保持一定的温度发生以下反应：H,2,+Br,2,2HBr。已知加入1molH,2,和2molBr,2,时，达到平衡状态生成amolHBr。在相同条件下，且保持平衡时的各物质的百分含量相同，则填写下列空白：,编号,起始状态（mol）,平衡HBr物质的量(mol),H,2,Br,2,HBr,已知,1,2,0,a,2,4,0,1,0.5a,m,n（n2m）,2a,0,0.5,0,ma,7,、在一固定容积的密闭容器中充入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（ ）,A、1 B、2,C、3 D、4,BC,8、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%,则的值分别为( ),A x=3 y=1 B x=4 y=1,C x=5 y =1 D x=10 y=2,CD,9、在一定条件下，,A B+C(A、B、C均为气态),可发生如下反应：若已知平衡时所得混合气体对H2的相对密度为4.25，则可推知A的相对分子质量可能为（ ）,A8.5 B17,C16D34,C,10、将1mol SO,2,和1mol O,2,通入密闭容器中，在一定条件下反应达到平衡，平衡体系中有SO,3,0.3mol，此时若移走0.5mol O,2,和0.5 mol SO,2,，则反应达到新平衡时SO,3,的物质的量为( ),A、 0.3mol,B、 0.15mol,C、 小于0.15mol,D、 大于0.15mol，小于0.3mol,D,11、在一定温度下，把2 mol SO,2,和1 mol O,2,通入一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应：2SO,2,(g)+O,2,(g) 2SO,3,(g)，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SO,2,、O,2,和SO,3,的物质的量。如果,a,、,b,、,c,取不同的值，它们必须满足一定的关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的物质的量仍与上述平衡时完全相同。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,）,、,。,练习1 将2 mol SO,2,和2 mol SO,3,气体混合于某固定体积的密闭容器中，在一定条件下反应：2SO,2,(g)+O,2,(g) 2SO,3,(g)达平衡。平衡时SO,3,为,w,mol。相同温度下，分别按下列配比在相同体积的容器中反应，反应达平衡时，SO,3,物质的量仍为,w,mol的是（ ）,A.2 mol SO,2,+1 mol O,2,B. 4 mol SO,2,+1 mol O,2,C. 2 mol SO,2,+1 mol O,2,+2 mol SO,3,D. 3 mol SO,2,+1.5 mol O,2,+1 mol SO,3,练习2 某恒温恒压下，向可变容积的密闭容器中充入3 L A和2 L B，发生如下反应：,3A(g)+2B(g),x,C(g)+,y,D(g),达到平衡时，C的体积分数为,w,%，若维持温度、压强不变，将0.6 L A、0.4 L B，4 L C、0.8 L D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,w,%，则,x,，,y,的值分别为（ ）,A.,x,=3,y,=1 B.,x,=4,y,=1,C.,x,=5,y,=1 D.,x,=2,y,=3,例2 （2004北京理综）在一定温度下，一定体积的密闭容器中有如下平衡：,H,2,(g)+I,2,(g) 2HI(g),已知H,2,和I,2,的起始浓度均为0.10 molL,1,时，达平衡时HI的浓度为0.16 molL,1,。若H,2,和I,2,的起始浓度均变为0.20 molL,1,，则平衡时H,2,的浓度（molL,1,）是（ ）,A. 0.16 B. 0.08,C. 0.04 D. 0.02,例3 （2004天津理综）一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2molSO,2,和1mol O,2,，发生下列反应：,2SO,2,（g）+O,2,（g） 2SO,3,（g）达到平衡后改变下述条件，SO,3,气体平衡浓度不改变的是（ ）,保持温度和容器体积不变，充入,1mol SO,3,（,g,）,B.,保持温度和容器内压强不变，充入,1mol SO,3,（,g,）,C.,保持温度和容器内压强不变，充入,1mol O,2,（,g,）,D.,保持温度和容器内压强不变，充入,1mol,Ar,（,g,）,练习如图所示，向,A,中充入,1mol X,和,lmo1 Y,，向,B,中充入,2mol X,和,2mol Y,，起始,V,a,=V,b,=a L,，在相同温度和有催化剂的条件下，两容器中各自发生下列反应：,X(g)+Y(g) 2Z(g)+W (g),；,H,0,，达到平衡时，,V,A,=1.2aL,。则：,(1)反应开始时，B容器中化学反应速率_A容器中的化学反应速率(填“大于”、“小于”或“等于”)；,(2)A容器中X的转化率为_，且B容器中X的转化率_A容器中X的转化率；(填“大于”、“小于”或“等于”)；,(3),打开,K,一段时间达到新平衡时，,A,的体积为,_(,连通管中气体体积不计,) 。,A,B,X(g)+Y(g) 2Z(g)+W (g),；,H,0,，,起始：,1molX，1molY,2molX，2molY,(1)反应开始时，B容器中化学反应速率_A容器中的化学反应速率(填“大于”、“小于”或“等于”)；,大于,A,B,X(g)+Y(g) 2Z(g)+W (g),；,H,0,，,起始：,1molX，1molY,2molX，2molY,平衡：,A,B,1.2aL,(2)A容器中X的转化率为_，且B容器中X的转化率_A容器中X的转化率；(填“大于”、“小于”或“等于”)；,40,大于,A,B,X(g)+Y(g) 2Z(g)+W (g),；,H,0,，,起始：,1molX，1molY,2molX，2molY,平衡：,A,B,3.6aL,(3),打开,K,一段时间达到新平衡时，,A,的体积为,_(,连通管中气体体积不计,) 。,2.6L,练习 （2003全国化学）I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,mol。,（2）若开始时放入3molA和3molB，到达平衡后，生成C的物质的量为,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y mol和3a mol，则x,mol，y,mol。,平衡时，B的物质的量,（选填一个编号）,（甲）大于2 mol （乙）等于2 mol,（丙）小于2 mol （丁）可能大于、等于或小于2mol,作出此判断的理由是,。,（4）若在（3）的平衡混合物中再加入3molC，待再次到达平衡后，C的物质的量分数是,。,练习,5,在一密闭容器中，保持一定温度，进行如下反应：,N,2,(g)+3H,2,(g) 2NH,3,(g),。,已知加入,lmolN,2,和,3mol H,2,，在恒压条件下，达至平衡时生成,amol NH,3,，,见下表中编号,(1),的一行,；在恒容条件下，达到平衡时生成,bmolNH,3,见下表中编号,(4),的行,。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：,例5在一定温度下，将2mol N,2,和6mol H,2,充入固定容积的密闭容器中，发生N,2,(g)3H,2,(g) 2NH,3,(g)，达到化学平衡后，若保持温度不变，令a、b、c分别为N,2,、H,2,、NH,3,的物质的量，重新建立平衡，混合物中个物质的量仍和上述平衡相同，请填空：,（1）若a=0，b=0，则c=, 。,（2）若a=1， c =2，则 b =,。,（3）若a、 b 、 c取值必须满足的一般条件为（用两个式子表示，一个只含a和c，一个只含b和c,、,。,4,3,a+c/2 = 2,b+3c/2 = 6,变式练习1在一个固定容积的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生 2A(g)B (g) 3C(g) +D(g) ，达到化学平衡时，C的浓度为pmol/L。若保持温度容积不变，改变起始物质的用量，达到平衡后，C的浓度仍为pmol/L的是（ ）。,A.4molA+2molB B.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD,C.3molC+1molD+1molA,D.3molC+1molD,BD,变式练习2在一定温度下，把1 mol CO和2 mol H,2,O通入一个密闭容器中，发生如下反应：CO(g) + H,2,O (g),CO,2,(g)+H,2,(g)，一定时间后达到平衡，此时，CO,的物质的量为nmol，若维持温度不变，改变起始加入,物质的物质的量，平衡时CO物质的量仍为nmol的,是（ ）。,A.1molCO,、2molH,B. 0.2molCO,、0.2molH,、0.8molCO 、1.8molH,2,O,C.1molCO,、1molH,2,O,D.1molCO,、1molH,、1molH,2,O,BD,2.恒温、恒容时，反应前后气体体积不变（等计量系数）的可逆反应，只要反应物（或生成物）的物质的量比例与起始状态相等，则二平衡等效。,3.恒温、恒压时，改变起始加入量，只要按化学计量数换算成平衡式左右两边同一边物质的量之比与原状态相同，则二平衡等效。,例6在温度、压强不变时，将1molN,2,和4molH,2,充入一个装有催化剂容积可变的密闭容器中，发生:,N,2,(g)3H,2,(g) 2NH,3,(g)， 达到化学平衡后生成,a mol的NH,3,，在相同温度和压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变，填表：,已知,编号,起始物质的量（mol）,平衡时NH,3,的量 (mol),N,2,H,2,NH,3,1,4,0,a,1.5,6,0,1,0.5a,m,n(n4m),1.5a,0,0.5,2(n-4m,),(,n-3m)a,N,2,+ 3H,2,2NH,3,m,n,2x,m+ x,n+3x,0,:,(m+ x),(n +3x),=,1:4,n +3x = 4m+ 4x,x,=,n - 4m,2x,= 2（n-4m）,m + x = m + (n-4m) = n - 3m,相当于,1,4,0,a,平衡时NH,3,（m+X）a,变式练习3某温度下，向某密闭容器中加入1molN,2,和3molH,2,使之反应合成NH,3,，平衡后测得NH,3,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NH,3,的体积分数仍为m，若N,2,、H,2,、NH,3,的加入量用X、Y、Z表示应满足：（1）恒定T、V：, 若X=0，Y=0，则Z=,。 若X=0.75，Y=,，Z=,。 X、Y、Z应满足的一般条件,是,、,。,2mol,2.25mol,0.5mol,Y + 3Z/2 = 3,X + Z/2 = 1,（2）恒定T、P：, 若X=0、Y=0，则Z,。,若X=0.75,则Y,，,Z,。,X、Y、Z应满足的一般条件是,。,0,=2.25mol,0,Y=3X，Z0,变式练习5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) 若开始时放入1molA和1molB，到达平衡后，生成amolC，这时A的物质的量为_mol。 若开始时放入3molA和3molB，到达平衡后，生成C的物质的量为_mol。,1-a,3a,变式练习5 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) 若开始时放入xmolA、2molB和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3amol，则x,mol，y,mol。,平衡时，B的物质的量,(选填一个编号)。,A .大于2mol B. 等于2mol C. 小于2mol,D. 以上都有可能做出此判断的理由是,。,2,3(1-a),D,达到平衡的过程中反应的方向不能确定,最新高考（2011四川高考）可逆反应： X(g)2Y(g ) 2Z(g) 2M(g) N(g),p,(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示,：,下列判断正确的是( )。,A反应的正反应是吸热反应,B达平衡(I)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为14:15,C达平衡(I)时，X的转化率为5/11,D在平衡(I)和平衡(II)中，M的体积分数相等,C,【解析】由平衡(I)到平衡(II)，降温时气体的物质的量减少，说明,平衡向右移动，故正反应放热，A错；在恒容容器中，压强之比,等于物质的量之比，而隔板右侧的反应是气体的物质的量不变的,反应，关键是计算平衡(I)时气体的物质的量。,平衡(I)时右侧的体积为2.2，气体的物质的量为2 mol，则每mol,气体所占的体积为2.2/2；左侧的体积为2.8，故气体的物质的量,为28/22，根据三段式计算：,X(g) 2Y(g ) 2Z(g),起始物质的量/mol 1 2 0,转化物质的量/mol,x 2x,2,x,平衡物质的量/mol 1-,x 2,-2,x,2,x,则(1-,x,)+,(,2,-2,x,)+,2,x,=28/11得,x,=5/11，由此可知X的转化率为,5/11,故C正确；由平衡(I)到平衡(II)，化学反应发生移动，,M的体积分数不会是相等的，故D错。,祝大家生活愉快，学习进步,再 见,