同一可逆反应等容等压的比较
化学平衡中的等效平衡问题
化学平衡中的等效平衡问题等效平衡是教学的一个难点也是高考的热点。
但同学们解等效平衡题目时普遍感到困难,根本原因是对等效平衡的建立过程不理解,本文将设计几种过程,以增进理解。
一、等效平衡的背景知识相同条件下的同一可逆反应,只是起始加入情况不同,但达平衡后,反应混合物中,对应的任意一组分的百分含量都相等,则二者为等效平衡。
如:一定条件下,以下三种不同的加入情况:(单位mol)2SO2 + O22SO3① 2 1 0② 0 0 2△V=02HI以下T、2V将容器压缩一半由于增大压强对此平衡无影响,所以依然 ----------------→(压强增大)T、V 是原平衡状态,即①、②两种加入情况是等效平衡。
此条件下两次所加反应物的物质的量之比相等,即 [n H2/n I2]1 = [n H2/n I2]2应为等比等效平衡。
【例2】等T 、V 、△V≠0两次加入量如下(单位mol )如:N 2 + 3H 22NH 3① 1 3 0② 2 6 0① T 、② T 、V T 、V 以下②]2 但2HI、 T 、入情况是等效平衡。
【例4】等T 、P 、 △V≠0 如: N 2 + 3H 2 2NH 3① 1 3 0② 2 6 0解析:设计过程,将两次的反应物分别通人如下的两个容积可变的密闭容器中:(若①中气体的体积为V ,由PV=nRT 2V )① T 、P (V )② T 、P (V ) T 、P (V ) 达到平衡后,三份气体必为等效平衡,现在对第二次的容器作以下变化:抽掉中间的隔板---------------→(平衡不移动)② T 、P (V ) T 、P (V ) ② T 、P (2V )由于条件没变,所以依然是原平衡状态,即①、 ②两种加入情况是等效平衡。
综上所述,等效平衡的规律(注意等比和等量所表达的意义):等T 、V 、△V≠0 时,只有等量等效平衡等T 、V 、△V=0 时,等T 、P 、△V=0 时,}既有等量等效平衡又有等比等效平衡。
等效平衡
等效平衡等效平衡是指同一可逆反应在一定条件下(等温、等容或等温、等压),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,同种物质的百分含量相同(平衡点相同,反应物转化率相同)。
这样的平衡互称为等效平衡。
怎么相当呢?一、我们先来看看以下两个例子:1、可逆反应2SO2(g)+O2(g )2SO3(g)⑴、抽开B中隔板后平衡不会移动,即A 中各组分百分含量和C 中相同,所以A、C互为等效,C各组分物质的量为A 中的2倍。
⑵、C到D加压,因为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应前后气体系数和不相等,所以平衡将发生移动,所以A和D不互为等效平衡。
2、 可逆反应H 2(g )+I 2(g )2HI (g )⑴、A 和C 是在等温等压下的平衡状态,B 中隔板抽开后平衡不会发生移动,A 、C 中各组分百分含量相等,所以A 、C 互为等效平衡,C 各组分物质的量是A 中的2倍。
⑵、C 到D 加压,因为H 2(g )+I 2(g )2HI (g )反应前后气体系数之和相等所以C 中平衡不移动,所以A 和D 互为等效平衡,且D 中各组分物质的量是A 中的2倍。
二、综合上述两可逆反应建立的等效平衡图示过程我们可以顺利的得出结论:a 、对于反应前后气体系数和不等的可逆反应,要建立等效平衡,应按方程式的计量关系转化为方程式同一边物质,其物质的量与对应组分起始加入量相同。
此时的互为的等效平衡状态中,各组分的物质的量相等,即此时的等效平衡为等同平衡。
b 、对于反应前后气体系数之和相等的可逆反应,要在此条件下建立等效平衡,应按方程式的计量关系转化为方程式同一边物质,其物质的量比与对应组分起始加入量比相同,即可建立等效平衡。
2、 在等温等压下,无论可逆反应前后气体系数之和是否相等,只需按方程式的计量关系转化为方程式同一边物质,其物质的量比与对应组分起始加入量比相同,即可建立等效平衡。
高考化学必考知识点整理附历年高考真题 —等效平衡(提高)
高考化学总复习等效平衡(提高)【考纲要求】1.理解等效平衡的含义、类型、规律;2.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响,并能用相关理论解决实际问题。
【考点梳理】考点一、等效平衡的含义在相同条件下,对同一可逆反应,不论从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始,或从正、逆两个方向同时开始;投料是一次还是分成几次,只要起始浓度相当(即按方程式中的计量系数转换成同一半边满足对应相等或对应成比例),均可能达到同一平衡状态,即平衡时相应组分的含量(体积分数、物质的量分数、质量分数)相同,这样的化学平衡称为等效平衡。
即在满足质量(原子)守恒定律的前提下,一定条件下的同一个平衡状态可以对应无数个起始状态。
如果将两种不同方式的起始投料按方程式中的计量系数转换成同一半边满足对应相等,这样最终达到的等效平衡不仅各组分的物质的量分数对应相等,而且其物质的量也对应相等,则两平衡互为等同平衡。
等同平衡可视为等效平衡的一种特殊情况。
遇到等效平衡问题时,特别注意以下几点:一看外界条件①恒温、恒容,②恒温、恒压;二看反应前后气体体积变化与否;三看“等效平衡”中的“等效”要求:一般指“物质的量分数相等”,但有些题目中要求达到的等效平衡是“等物质的量”或“等浓度”等,应格外注意题目的要求。
解题时要分清类别,用相应的方法求解。
我们常采用“等价转换”的方法,分析和解决等效平衡问题。
考点二、等效平衡的类型和规律:注:n表示各物质的物质的量、ω%表示质量分数、C表示物质的量浓度、Δn(g) =0表示反应前后气体的总物质的量不变要点诠释:等效平衡的解题方法与技巧是:明确等效平衡的种类:一是恒温恒容下的等效平衡,它再细分成二种情况,①是反应前后气体的体积不相等的的反应,只要按照化学计量数换算到一边即“一边倒”,与原平衡的初始量相同,则建立的平衡与原平衡视为等效;②是反应前后气体的体积相等,只要按照化学计量数换算到一边即“一边倒”,与原平衡物质的初始量的比值相同,则建立的平衡与原平衡视为等效。
等效平衡原理及规律技巧归纳
等效平衡原理及规律技巧归纳SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-等效平衡原理及规律技巧归纳人教版教材对等效平衡概念是这样表述的:“实验证明,如果不是从CO和H2O(g)开始反应,而是各取0.01molCO2和0.01molH2,以相同的条件进行反应,生成CO 和H2O(g),当达到化学平衡状态时,反应混合物里CO、H2O(g)、CO2、H2各为0.005mol,其组成与前者完全相同(人教版教材第二册(必修加选修)第38页第四段)。
”这段文字说明了,化学平衡状态的达到与化学反应途径无关。
即在相同的条件下,可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应开始,还是从既有反应物又有生成物开始,达到的化学平衡状态是相同的,平衡混合物中各组成物质的百分含量保持不变,也就是等效平衡。
(其实这个例子属于等效平衡中的特例,也称完全等效)等效平衡的内涵是,在一定条件下(等温等容或等温等压),只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的质量分数(或体积分数)都相同,这样的平衡互为等效平衡。
等效平衡的外延是它的分类,即不同类型的等效平衡以及其前提条件,类型大致可分为三种.面对繁多的等效平衡类型,我们要掌握一定的方法,方法指导:解等效平衡的题,有一种基本的解题方法——极限转换法(也称一边倒)。
由于等效平衡的建立与途径无关,不论反应时如何投料,都可以考虑成只加入反应物的“等效”情况。
所以在解题时,可以将所加的物质“一边倒”为起始物质时,只要满足其浓度与开始时起始物质时的浓度相同或成比例,即为等效平衡。
但是,要区分“浓度相同”或“浓度成比例”的情况,必须事先判断等效平衡的类型。
分类如下:①在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体分子数改变的可逆反应,改变起始时加入物质的物质的量,通过化学计量数计算,把投料量换算成与原投料量同一则物质的物质的量,若保持其数值相等,则两平衡等效。
此时,各组分的浓度、反应速率等分别与原平衡相同,亦称为同一平衡。
2.3等效平衡
第三节化学平衡 (第6课时)【学习目标】知道等效平衡的概念,理解等效平衡的三种情况,能综合应用。
【学习重、难点】等效平衡的综合应用【预备知识】1.可逆反应、化学平衡状态的影响因素、化学平衡状态的移动2.化学平衡状态的建立与条件(如浓度、温度、压强),与途径 ,【新知识探究】一、等效平衡含义对于同一个可逆反应,在相同的条件下(),只是起始加入物质的情况,达到平衡后,任何相同组分的百分含量(体积分数、物质的量分数、质量分数)均,这样的化学平衡互称为等效平衡二、等效平衡基本模式:1、等温等容条件下(1)反应前后气体计量数之和不相等的反应判断方法:一边“归零”通过化学方程式中的计量数,把不同的起始状态,换算成同一边物质(反应物一边或生成物一边),如果各反应物或生成物的物质的量数值与原平衡,则两平衡是等效平衡。
结果:【精讲精练】1.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+O22SO3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):______,_____练习1.某恒温、恒容的密闭容器充入3mol A和2mol B,反应3A(g)+2B(g)xC(g)+yD(g)达到平衡时C的体积分数为m%。
若将0.6mol A,0.4mol B,4mol C,0.8mol D作为起始物充入,同温同容下达到平衡时C的体积分数仍为m%,则x= ,y= 。
高中化学平衡移动知识点
高中化学平衡移动知识点化学是一门基础的自然科学。
在学习过程中,学生普遍感到化学“一听就懂,一学就会,一做就错”。
究其原因关键在于基本功不扎实。
化学知识点多而零碎,学习过程中若不能融会贯通,尤其是一些“特殊”之处,往往致使解题陷人“山重水复”之境。
为了理解、巩固和掌握这些知识,消除盲点。
一、化学平衡的移动(1)定义达到平衡状态的反应体系,条件改变,引起平衡状态被破坏的过程。
(2)化学平衡移动的过程影响化学平衡移动的因素(1)温度:在其他条件不变的情况下,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动;降低温度,化学平衡向放热反应方向移动。
(2)浓度:在其他条件不变的情况下,增大反应物浓度或减小生成物浓度,化学平衡向正反应方向移动;减小反应物浓度或增大生成物浓度,化学平衡向逆反应方向移动。
(3)压强:对于反应前后总体积发生变化的化学反应,在其他条件不变的情况下,增大压强,化学平衡向气体体积减小的方向移动;减小压强,化学平衡向气体体积增大的方向移动。
(4)催化剂:由于催化剂能同时同等程度地增大或减小正反应速率和逆反应速率,故其对化学平衡的移动无影响。
勒夏特列原理在密闭体系中,如果改变影响化学平衡的一个条件(如温度、压强或浓度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
二、外界条件对化学平衡移动的影响外界条件的变化对速率的影响和平衡移动方向的判断在一定条件下,浓度、压强、温度、催化剂等外界因素会影响可逆反应的速率,但平衡不一定发生移动,只有当v正≠v 逆时,平衡才会发生移动。
对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),分析如下:浓度、压强和温度对平衡移动影响的几种特殊情况(1)改变固体或纯液体的量,对平衡无影响。
(2)当反应混合物中不存在气态物质时,压强的改变对平衡无影响。
(3)对于反应前后气体体积无变化的反应,如H2(g)+I2(g)2HI(g),压强的改变对平衡无影响。
但增大(或减小)压强会使各物质的浓度增大(或减小),混合气体的颜色变深(或浅)。
化学等效平衡
化学等效平衡等效平衡问题:对于同一可逆反应,在同一相同条件下,无论反应是从正反应开始、还是从逆反应开始或从中间态开始,以一定的配比投入物质,则可以到达相同的平衡状态。
例如,在同一相同条件下:N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)配比1〔单位mol〕: 1 3 0配比2〔单位mol〕:0 0 2配比3〔单位mol〕:0.5 1.5 1以上3种配比投入物质,可以到达相同的平衡状态。
在到达化学平衡状态时,任何相同组分的百分含量....〔体积分数、物质的量分数、质量分数等〕均相同.一、等效平衡概念在一定条件〔恒温恒容或恒温恒压〕下,同一可逆反应体系,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,在到达化学平衡状态时,任何相同组分的百分含量〔体积分数、物质的量分数、质量分数等〕均相同,这样的化学平衡互称等效平衡。
注意:〔1〕外界条件相同:①恒温、恒容,②恒温、恒压。
〔2〕“等效平衡”与“完全相同的平衡状态”不同:“等效平衡”只要求平衡混合物中各组分的物质的量分数〔或体积分数〕对应相同,各组份的浓度、物质的量、反应的速率、压强等可以不同。
〔3〕平衡状态只与始态有关,而与途径无关,只要物料相当,就到达相同的平衡状态。
二、等效平衡的分类和判断方法〔一〕:恒温、恒容条件下对反应前后气体分子数发生变化的反应〔即△V≠0的体系〕:判断方法:极值等量即等效恒温、恒容时,根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时,反应物〔或生成物〕中同一组分的物质的量完全相同,则互为等效平衡。
此时一般不考虑反应本身的特点,计算的关键是换算到同一边后各组分要完全相同。
特点:两次平衡时各组分的百分含量、物质的量、浓度均相同〔全等平衡〕.【例1】定温定容下,可逆反应N2(g) +3H2(g)2NH3(g)按以下四种不同投料方式到达平衡后,N2的体积分数都相等,请填写下面的空格。
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 平衡时n〔NH3〕/mol 起始量〔投料1〕/ mol: 1 3 0 a等效于〔投料2〕/ mol:0等效于〔投料3〕/ mol:4/3等效于〔投料4〕/ mol: a b ca、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〕:、。
化学平衡专题 等效平衡 - 副本
化学平衡专题等效平衡等效平衡就是在一定条件下,对同一可逆反应,无论从正反应开始还是从逆反应开始,达到平衡时,混合物中各物质的含量或物质的量相同的平衡状态。
规律一:等温、等容时,反应前后气体分子数不等的同一可逆反应,由极端假设法,确定出两初始有相同的物料关系(如相同的物质的量),则达到平衡后,两平衡等效相等(实为全等平衡)如:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)起始量:1mol 3mol 0等效于:0.95mol 2.85mol 0.1mol等效于:0 0 2mol起始量amol bmol cmol则a+c/2= 1和b+3c/2=3也是等效平衡规律二:等温、等容条件下,反应前后气体分子数相等的同一可逆反应,由极端假设法确定出两初始态的物质的量比相同,则达到平衡后两平衡等效。
如:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)起始量:2mol 2mol 0 0等效于:1mol 1mol 1mol 1mol等效于:0 0 2mol 2mol起始量:amol amol bmol bmola,b均为大于零的任何数规律三:等温等压下,任一可逆反应,由极端假设法确定出两初始状态的物质的量比相同,则达到平衡后两平衡等效。
如:N2+3H2=2NH3起始量:1mol 4mol 0等效于:1.5mol 6mol 0等效于:0 0.5mol 1mol起始量:amol bmol cmol则:(a+c/2)÷(b+3c/2)=1/4是等效平衡等效平衡典例精析例(2005江苏18)一定温度下,在恒容密封容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)=3C(g)若反应开始时充入2molA和2molB,达平衡后A的体积分数为a%其他条件不变时,若按下列四种配比作为起始物质,平衡后A的体积分数大于a的是A 2molCB 2molA,1molB,1molHeC 1molB,1molCD 2molA,3molB,3molC解析:2A+B = 3C2 1 34/3mol 2/3mol 2mol与起始的2molA和2molB比较相当于少加B,A的转化率减少,A的百分含量增加。
物化思考题
Tb 。 mB
8.如果在水中假入少量乙醇,则液体的蒸气压将会升
高;水的蒸气压将会下降;沸点将会下降;凝固点将会 降低。
9.若某挥发性溶质的活度作如下两种规定: (1) lim a B x B (2)lim a ' x B B x 1
B
xB 0
则按这两种规定所求得的活度值是不相等的, 按第 一种规定a B 与 PB 的关 系为 PB=PB aB; 按第二种规定为 PB=KxaB , 因此 ' a B 的比值为 K / P *。 aB 与 x B 二、是非题: 1、 在恒温恒压下, 由不同组分组成相同浓度的不同 理想混合物,它们的 mix S 与 mix G 的值都相同。
二、单项选择题: 1.热力学第一定律的数学表达式△U=Q+W 只能适用于 (A)理想气体 ; (B)封闭物系; (B) (C)孤立物系 ; (D)敞开物系
2、1mol 单原子理想气体,在 300K 时绝热压缩到 500K, 则其焓变△H 约为 (A) (A)4157J; (B)596J; (C)1255J; (D)994J 3、同一温度下,同一气体物质的等压摩尔热容 Cp 与等 容摩尔热容 CV 之间存在 (B) (A)Cp<CV; (B)Cp>CV ; (C)Cp=CV; (D)难以比较 4、对于任何循环过程,物系经历了 i 步变化,则根据热 力学第一定律应该是(D) (A) Qi =0 ; (B) Wi =0 ; (C) [ Qi Wi ] >0 ; 5、对于理想气体,下列关系中哪个是不正确的?(A) U U (A) (B) 0; 0 ; T V V T H U (C) (D) 0; 0 P T P T
化学反应中的等效平衡
①可加入反应物,从正反应方向开始
(3)建立平衡 状态的途径:
②可加入生成物,从逆反应方向开始
③也可从加入反应物和生成物,从正、逆反 应方向同时开始
二、等效平衡的分类和判断方法 1、定温、定容条件下的等效平衡 (1)对于反应前后气体分子数发生变化的可逆反应 特点: 两次平衡时各组分百分含量、n、c均相同 判断方法: 若改变起始加入情况,只要通过可逆反应的 化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边 物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等 效。
2、等温、等压条件下的等效平衡
特点: 两次平衡时各组分百分含量、 c 相同,n同比例变 化 判断方法: 若改变起始加入情况,只要通过可逆反应 的化学计量数比换算成平衡式左右两边同 一边物质的物质的量之比相同。
4、在一个盛有催化剂的容积可变的密闭容器中,保持一定温度 压强,进行以下反应, N2(气)+3H2(气) 2NH3(气),已知加入1mol N2和4molH2时, 达到平衡后生成amolNH3,在相同条件下,且保持平衡时各组分 的百分含量不变,填写表中空白:
1.5a 0 0.2
4(n-4m)
总结
等效平衡的条件(xA(g)+yB(g) pC(g)+qD(g))
一、等温等压 所投的料的物质的量之比相等 二、等温等容:
A、x+y≠ p+q 所投的料的物质的量相等 B、x+y = p+q 所投的料的物质的量之比相等
5、在一个1L的密闭容器中,加入2molA和1molB ,发 生下述反应:
解析:若反应前后气体体积不变,则x=3,要保持C 的体积分数不变,只需要起始状态的物质的量之比不 变,反应物的系数比为n(A):n(B)=2:1,而 0.6:0.3=2:1,C完全转化成A和B生成的量之比总 等于2:1,所以x=3成立。此种情况是等效平衡而不 等同。 若反应前后气体体积不相等,要保持C的体积分数不 变,两种情况的起始量必须相等,1.4molC必须转化 为1.4molA和0.7molB,所以x=2成立。此种情况是 等同平衡,也一定等效。本题正确答案为B、C。
【新高考】等效平衡【精编讲义+答案】
该反应的方程式为2A(g)+B(g) 3C(g),所以,△c(B)=1/2;△n(A)=
1/2×0.2mol/L=0.1mol/L,起始2molA所对应的浓度为1mol/L,则体积应是
2mol
1mol/L
=2L,故B的起始物质的量为n(B)=(0.1mol/L+0.4mol/L)×2L=1mol,t1-t2段,处于平衡状态,c(A)平衡=0.8mol/L,c(B)平衡=0.4mol/L,c(C)平衡=0.6mol/L,
cC(g)+dD(g)
一.等温等容下进行的可逆反应,不同起始态归零后,相同反应物的物质的量均对应相等,建立的平衡相同
二.等温、等容条件下,对反应前后气体分子数相等的可逆反应,经始态归零后若反应物间物质的量之比相等,则平衡等效。
三.等温等压下进行的可逆反应,不同起始态归零后,反应物间物质的量之比相等建立的平衡相同
A.a>b B.a<bC.a=bD.无法确定
8、一个真空密闭恒容容器中盛有1molPCl5,加热到200℃发生如下反应:
PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g),反应达到平衡时,混合气体中PCl5,所占体积分数为M%,。若同一温度的同一容器中,最初投入2 molPCl5,反应达平衡时,混合气体中PCl5,所占体积分数为N%。则M和N的关系是( )
(3)平衡状态只与始态有关,而与途径无关,只要物料相当,就达到相同的平衡状态。
化学平衡等效平衡
化学平衡等效平衡
化学平衡中的等效平衡指的是在一定条件下(如恒温恒容或恒温恒压),不同起始反应物投料达到的平衡状态具有相同的组分百分含量。
等效平衡通常涉及以下几个方面的内容:
1. 定义:在相同的环境条件下,对同一可逆反应体系,即使起始加入物质的情况不同(例如不同的投料方式),但最终达到化学平衡时,同种物质的百分含量(体积分数、物质的量分数或质量分数)均相同,这样的平衡状态互称为等效平衡。
2. 全等平衡:作为等效平衡的一个特例,全等平衡不仅要求相同组分的分数均相同,而且相同组分的物质的量也完全相同。
这通常发生在恒温恒容或恒温恒压条件下的定量投料情况。
3. 应用结论:
-在恒温恒容或恒温恒压的条件下进行定量投料,都能建立全等等效平衡状态。
-在恒温恒压条件下进行定比投料,能建立相似等效平衡状态。
-在恒温恒容条件下进行定比投料,只有等体反应能建立相似等效平衡状态。
等效平衡的概念对于理解和预测化学反应的行为具有重要意义,尤其是在工业化学过程中,通过对原料投料比例的调整,可以预期达到相同的产品组成,从而优化生产过程和提高原料利用率。
【浅析化学平衡中的等效平衡】等效平衡中百分含量
【浅析化学平衡中的等效平衡】等效平衡中百分含量【摘要】化学平衡知识是基本理论中的重要组成部分,也是历年高考中的必考内容,其中的等效平衡规律又在化学平衡中占有重要地位。
【关键词】等效平衡规律应用化学平衡是中学化学教学中的一个重要内容,也是每年高考的重点考查内容。
但由于其内容较抽象,命题也往往比较灵活,导致学生在学习中往往陷入迷茫,解题时也顾此失彼。
因此化学平衡成为了学生学习化学中的一个难点,如何来突破这个难点呢?本人认为关键在于以下两点:一是掌握外界因素对化学平衡的影响;二是建立等效平衡观念。
下面就重点谈谈等效平衡。
一、什么是等效平衡所谓等效平衡就是指可逆反应从两个不同的起始状态开始,达到平衡时两个体系中对应组分的百分含量均相同,这两个平衡互称为等效平衡。
那么如何才能达到等效平衡呢?一般认为在以下三种情况下可逆反应可达到等效平衡:1.在定温定容时,对于所有的可逆反应若起始加入情况不同,但转化为反应方程式同一边物质后对应物质的物质的量均相同,则可达到等效平衡。
2.在定温定压时,对于所有的可逆反应若起始加入不同,但转化为方程式同一边物质后各物质的物质的量成正比,则可达到等效平衡。
3.在定温定容时,对于反应前后气体分子数相等的反应,若起始加入情况不同,但转化为反应方程式同一边物质后各物质的物质的量成正比,则可达到等效平衡。
二、等效平衡的建立和特征条件:两反应体系的温度、容积(或温度、压强)完全相同,且参加反应的各种物质的量也必须相等(或对应成比例)。
特征:由同一可逆反应建立的两个气态化学平衡体系,外界条件温度压强(或温度容积)完全相同,平衡混合物中各物质的百分含量对应相等(或各物质的量对应相等)。
三、等效平衡规律1.无论在恒温、恒压(或恒温、恒容),只要起始加入物质的物质的量相同,则平衡时,每种物质的物质的量、浓度和百分含量都对应相同,即两平衡完全相同,是等同平衡。
2.恒温、恒压下,改变起始时加入物质的物质的量,只要按化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同,则达平衡后与原平衡等效。
等效平衡
二、等效平衡的类型 Ⅲ类:恒温恒压, 反应前后气体分子数相等或不等, 恒温恒压 反应前后气体分子数相等或不等, 投料比相同。 投料比相同。 2 NH3 (g) N2 (g)+ 3H2(g) ) ) ) 0 0 ① 1mol 0 0 等效 ② 2mol 0 0 等效 ③ n mol 注意:对于属可逆反应的分解反应,在等温等压条件下, 注意:对于属可逆反应的分解反应,在等温等压条件下, 充入任意量的分解物,所达到的平衡状态均等效。 充入任意量的分解物,所达到的平衡状态均等效。 思考: 思考: 达平衡时,密度、浓度、 ① ② ③ 达平衡时,密度、浓度、 NH3的转化率有什么 关系? 关系?
2mol 1mol 4mol
2mol H2 1mol Br2
反应特点 相同组分 相同组分 相同组分 物质的量 的浓度 的含量 相同 成比例 成比例 恒温恒容 V前=V后
条件
类型 等效
二、等效平衡的类型 投料比相同。 投料比相同。 恒温恒容, 反应前后气体分子数相等, Ⅱ类:恒温恒容 反应前后气体分子数相等, H2 + Br2 (g) 2HBr ) 1mol 0 ① 2mol 0 2mol ② 1mol 全同 2mol 0mol ③ 4mol 等效 c mol ④ a mol b mol 思考: 达平衡时, 比较H 的转化率? 思考:⑴ ①达平衡时, 比较 2和 Br2 的转化率? 达平衡时,浓度、密度、颜色、速率有什么关系? ⑵ ① ③达平衡时,浓度、密度、颜色、速率有什么关系 等效, 满足什么关系? ⑶ ④与①等效,a 、 b 、 c满足什么关系? 满足什么关系 等效, ?(用含a ?(用含 的代数式表示) ⑷ ④与①等效, c=?(用含 、 b 的代数式表示) 达平衡时, ( ⑸①达平衡时, c(HBr)= m mol/L, ) , ③达平衡时, c(HBr)= ? 达平衡时, ( ) 达平衡时, ( ④达平衡时, c(HBr)= ? )
专题二 等效平衡
专题二等效平衡学习目标:1.等效平衡的概念及分类;2.会应用等效平衡解决问题。
一.等效平衡的概念对于同一可逆反应,在一定条件下(等温等压、等温等容),以不同投料方式(只投反应物、只投生成物、反应物生成物都投)开始反应,只要达到平衡时各组分的百分含量对应相等,则这样的平衡成为等效平衡。
二.等效平衡的分类1.等温等压条件一定温度下,对于所有的可逆反应,用不同的投料方式,若折算后的起始量成比例,则分别达平衡后二平衡等效。
例1. 一定温度,体积可变的容器中,充入2molSO2和1molO2,反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到平衡时,SO3的百分含量为a %;若起始时充入4molSO3,再次达到平衡时,下列说法不正确的是()A.各气体的浓度与原平衡对应相等 B.SO3的百分含量仍为a %C.各气体的物质的量与原平衡对应相等 D.混合气体的体积是原来的2倍例2. 一定温度,体积固定的容器中,充入2molSO2和1molO2,反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到平衡时,SO3的百分含量为a %;若起始时充入4molSO3 ,再次达到平衡时,下列平衡正确的是()A.SO3的浓度与原平衡对应相等 B.SO3的百分含量仍为a %C.混合气体的压强与原平衡相等 D.SO3的百分含量大于a %2.等温等容条件①一定温度下,对于所有的可逆反应,用不同的投料方式,若折算后的起始量对应相等,则分别达平衡后二平衡等效。
例3. 一定温度,体积固定的容器中,充入2molSO2和2molO2,反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到平衡时,SO3的百分含量为a %;若起始时充入2molSO3和1molO2,再次达到平衡时,下列说法不正确的是()A.各气体的浓度与原平衡对应相等 B.SO3的百分含量仍为a %C.各气体的物质的量与原平衡对应相等 D.混合气体的压强是原平衡的2倍例4. 一定温度,体积固定的容器中,充入2molSO2和1molO2,反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到平衡时,SO3为0.4 mol;若此时移走1molSO2和0.5molO2,在相同温度下再次达到平衡起时,下列说法正确的是()A.SO3物质的量为0.2 mol B.SO3的百分含量不变C.SO3的浓度不变 D.SO3物质的量为小于0.2 mol②一定温度下,对于特殊的可逆反应(气体系数前后相等),用不同的投料方式,若折算后的起始量成比例,则分别达平衡后二平衡等效。
4 热容,相变热,混合热
§2-5 第一定律对于理想气体的应用
一、理想气体的内能和焓 ∵ 理想气体无分子间作用力 ∴ U 意义: U = U(T) 0 Joule定律 V T 对任意物质的任意(p V T)过程 理气
U dU CV dT dV V T
dU CV dT
例: 2HCl (g) + 2Ag(s) 2AgCl(s) + H2(g) rHm(298K) = 2 fHm(AgCl, s) - 2 fHm(HCl, g)
2. 由燃烧焓计算反应热 (1) 燃烧焓:在标准状态下,1mol有机物B完全燃烧时 反应的摩尔焓变, cHm,B, (Enthalpy of combustion) cHm(298.15K)可查手册 (2) 由cHm计算反应热
定义: H U pV
H是状态函数,容量性质,J,
H=H(T, p)无物理意义
Q U W
等压 Qp U ( pV W ' )
U ( pV ) W '
(U pV ) W '
Qp H W ' 条件:等压
Qp H
条件:等压,W’=0
E反=E-dE + 电 池(E) A+ B C -
C
可逆过程的重要性:
§2-4 热的计算 (How to calculate heat)
一、等容热 (Heat of isometric process)
QV U
条件:等容,W’=0
二、等压热和焓 (Heat of isobaric process and enthalpy)
即 CV只是T 的函数
(2) Cp- CV = nR or Cp,m- CV,m = R
高中化学2.13等效平衡
等效平衡教学目标问题层级图目标层级图一、理解等效平衡的定义(★)1、定义:在一定条件下(等温等容或等温等压),对同一可逆反应体系,起始时加入物质的物质的量不同,而达到化学平衡时,同种物质的百分含量相同。
2、原理同一可逆反应,当外界条件一定时,反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,最后都能达到平衡状态。
其中平衡混合物中各物质的含量相同。
由于化学平衡状态与条件有关,而与建立平衡的途径无关。
因而,同一可逆反应,从不同的状态开始,只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同,则可形成等效平衡。
[过关检测](3分钟)1、在等温等容条件下,可逆反应:2A(g)+B(g)3C(g)+D(s)起始物质的量如下表所示:序号A B C D① 2 mol 1 mol00② 4 mol 2 mol00③ 1 mol0.5 mol 1.5 mol0.5 mol④0 1 mol 3 mol 1 mol⑤00 3 mol 1 mol答案①②③⑤互为等效平衡。
表现在达到平衡后各组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同。
二、判断等效平衡的条件(★★)1、等温、等容条件下,对于左右气相物质的化学计量数不等的可逆反应,改变起始时加入物质的物质的量,若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质(一边倒),其物质的量对应相同,则它们互为等效平衡。
2、等温、等容条件下,对于左右气相物质的化学计量数相等的可逆反应,改变起始时加入物质的物质的量,若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质(一边倒),其物质的量对应成比例,则它们互为等效平衡。
3、等温、等压条件下,对于气体参加的反应,改变起始时加入物质的物质的量,若计量数之比换算成通一半边物质按可逆反应(一边倒)其物质的量对应成比例,则她们互为等效平衡[过关检测](10分钟)1、1.在等温等容条件下,可逆反应:2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)ΔH=-Q1 kJ·mol-1(Q1>0),起始物质的量如下表所示:序号A B C D① 2 mol 1 mol00② 4 mol 2 mol00③ 1 mol0.5 mol 1.5 mol0.5 mol④0 1 mol 3 mol 1 mol⑤00 3 mol 1 mol上述反应达到平衡时,互为等效平衡的是哪几组?达到平衡后,哪些量相同?①③⑤互为等效平衡。
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⑵如图Ⅱ,保持温度不变,在体积也为VL 的恒容密闭 容器中发生上述反应,测得反应过程中气体的平均相 对分子质量随时间的变化如图Ⅲ所示,平衡时容器中C 的物质的量为z mol,容器内的压强为P2 。
气体的平均相对分子质量
图Ⅲ 图Ⅱ
0 t0 时间
①若A、B均为气态,则P1与P2的相对大小为P1 > P2(填“>”、“<”或“=”)
②请将符合题意的所有可能情形仿照①填入 A 是 B 不是 z与y的相对 大小 z=y
是 不是
是 是
z <y z <y
B.保持容器体积不变,使甲容器升温
C.保 持 容 器 体 积 和 温 度 不 变 , 向 甲 容 器 中 加 入 适 量 N2O4
2.如图Ⅰ,在一个恒压密闭容器中加入 2 mol A和2 mol B,此时容器的容积 为 VL 。使其发生如下反应并达到化学 平衡状态:2A(?)+B(?) xC(g),正反应 放热,平衡时A、B、C的物质的量之比为 1:3:4, C的物质的量为y mol ,容器内的压强为P1。 ⑴根据题中数据计算,x= 2 ,y= 1.6 。
1.一定温度下,分别往容积为 5L 的甲 (恒压密闭容器)、乙(恒容密闭容器) 中各加入 0.5mol 无色的N2O4 气体,立 即出现红棕色。当反应进行到2 s 时, 测得乙容器中 N2O4 的浓度为 0.09mol/L 。经过60 s 乙容器中的反应 达到平衡(反应过程中两个容器的温度 均保持恒定)。
甲 乙
⑴容器中气体出现红棕色的原因 N2O4
2NO2
。
⑵前2 s 内,乙容器中以 N2O4 的浓度变化表示的反应速 率为0.005mol/(Ls) 。
⑶达到平衡时,甲容器中反应所需的时间
> 60 s (填“>”、“<”或“=”,以下同); 两容器中都达到平衡时,N2O4 的浓度 甲 < 乙;反应过程中吸收的能量甲 > 乙。 ⑷两容器都达到平衡后,若要使甲、乙中 N2O4 浓度相 等,不能采取的措施是( B ) A.保持温度不变,适当压缩甲容器体积