化学等效平衡
高中化学——等效平衡
等效平衡原理一.等效平衡原理相同条件下,同一可逆反应体系,不管从正反应开始,还是从逆反应开始,在达到化学平衡状态时,同种物质的物质的量分数(或体积分数)相同,这样的化学平衡互称为等效平衡。
也就是所谓的等效平衡原理。
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。
如恒温恒容下,可逆反应:2SO2+O2 2SO3(1)2 mol 1 mol0 mol(2)0 mol 0 mol 2 mol(3)0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol(1)从正反应开始,(2)从逆反应开始,(3)从正逆反应同时开始,由于(1)、(2)、(3)三种情况如果按方程式的系数关系折算成同一方向的反应物,对应各组分的物质的量均相等[如将(2)、(3)折算为(1)],因此三者为等效平衡。
二.等效平衡规律及解题技巧(I类)同T、V,△V≠0,建立等效平衡的条件是:反应物投料量相当。
1. 在一定温度下,把4molA气体和5molB气体通入一定容积的密闭容器里,发生以下反应:4A(g)+5B(g) 4C(g)+6D(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。
在该容器中,维持温度不变,令a、b、c、d分别代表初始加入A、B、C、D的物质的量(mol),如果a、b、c、d取不同的数值,它们必须满足一定关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中几种物质的体积分数仍跟上述平衡时完全相同,请填写下列空白:(1)若a=0,b=0,则c= ,d= 。
(2)若a=1,则c= ,d= 。
(3)a、b、c、d取值必须满足的一般条件是(请用方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c)2. 某温度下,在1L的密闭容器中加入1molN2、3molH2,使反应N2+3H22NH3达到平衡,测得平衡混合气体中N2、3H2、NH3分别为0.6mol、1.8mol、0.8mol,维持温度和容器体积不变,令x、y、z代表初始加入的N2、H2、NH3的物质的量(mol)。
化学平衡---等效平衡
化学平衡----等效平衡有关化学平衡的等效平衡类知识,是高考考查的重点知识之一。
(I)等效平衡有以下三种情况1、恒温恒容,可逆反应前后气体前化学计量数之和不等。
条件:加入的物质的物质的量与原平衡相同结论:①平衡时各物质的物质的量与原平衡相同②平衡时各物质的含量与原平衡相同2、恒温恒容,可逆反应前后气体前化学计量数之和相等。
条件:加入的物质的物质的量之比例与原平衡相同①平衡时各物质的含量与原平衡相同②平衡时,各物质是原平衡时的倍数与起始加入的为原平衡的倍数相同3、恒温、恒压条件、结论与乙相同(Ⅱ)方法:通过可逆反应的化学计量数比换算成同一边物质的物质的量看成是否相同或比例是否相同。
例6(2003江苏)恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应:A(气)+B(气)C(气)(1)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.(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)(甲)大于2mol (乙)等于2mol(丙)小于2mol (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_________________。
II 若维持温度不变,在一个与(1)反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。
(5)开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成bmolC.将b与(1)小题中的a进行比较__________(选填一个编号)(甲)a<b (乙)a>b (丙)a=b (丁)不能比较a 和b 的大小 作出此判断的理由是_______________________________。
第三节化学平衡(五)等效平衡
P(g)+Q(g)
的是( B )
R(g)+S(g) , 在恒温下已达平衡状态
•
反应容器内压强不随时间变化
B. P和S的生成速率相等 C. 反应容器内P、Q、R、S四者共存 D. 反应容器内总物质的量不随时间而变化
3. 在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再 发生变化时,表明A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平 衡状态的是 ( BC ) A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 C.B的物质的量浓度 D.气体的总物质的量
结论:在恒温恒容条
件下,在可逆反应中 若气态反应物的浓度 均按比例改变,视为 加压或减压。
[例题]在一个盛有催化剂的密闭容器中,保持一定温度和压强 进行下列反应:2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)。已知加入 1 mol O2、3 mol SO2,达到平衡时生成a mol SO3,在相同温度 和压强下,保持平衡时各组分的含量不变,填写下表: 编号 O2 已知 (1) 1 0 起 始 状 态 (mol) SO2 3 0.5 SO3 0 1 2(n-3m) y 平衡时SO3 物质的量(mol) a 0.5a a(n-2m) a(x + 0.5y)
(2)相似型等效平衡
a、恒温恒容时,反应前后气体分子数相等的可逆反应, 把所加物质按化学计量数之比转化为同一边的物 质,若其物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效。 特点:平衡时同一物质的百分含量相同, n、c、m、v(气)、N也成比例。 b、恒温恒压下,任何可逆反应,把所加物质按化学计量 数之比转化为同一边的物质,若其物质的量之比与原 平衡相同,则两平衡等效。 特点:平衡时同一物质的百分含量相同,c(气)相同, n、m、N成比例。
化学平衡——等效平衡
等效平衡知识一、等效平衡的概念:在一定条件下,可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应开始,还是从中间状态开始,达到的化学平衡状态是相同的,相同组分(同种物质)的百分含量(物质的量分数、体积分数、质量分数)相同,这样的平衡称为等效平衡。
对于:mA(g) +nB(g) 催化剂加热pC(g) +qD(g)m+n = p+q (△n(g)=0)恒温恒容m+n≠p+q (△n(g)≠0)等效平衡m+n = p+q (△n(g)=0)恒温恒压m+n≠p+q (△n(g)≠0)二、等效平衡的判断方法方法:放大缩小法、极限转换法或一边倒法(最重要的方法)【归纳总结】:(一)恒温、恒容:1: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: mA(g) +nB(g) 催化剂加热pC(g) +qD(g)m+n = p+q (△n(g)=0)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。
若相等各组分百分量相同,n 、c 同比例变化,则为等效平衡2:对于气态物质反应前后分子数有变化的可逆反应等效平衡的判断方法是:mA(g) + nB(g) 催化剂加热 pC(g) + qD(g)m+n ≠p+q (△n(g)≠0)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完全相等。
若相等各组分百分量、n 、c 均相同,则为等效平衡(等同平衡)例1、恒温恒容时对于反应:H2(g) + I2(g) 催化剂加热 2HI(g)下列条件能与下图达到等效平衡的是( )A. 2 mol HIB. 2 mol H 2+2 mol I 2C. 1 mol H2+1 mol I 2+2 mol HID. 0.5 mol H 2+0.5 mol I 2+1 mol HI例2:在一个1L 的密闭容器中,加入2molA 和1molB ,发生下述反应: 2A(g)+B(g) 催化剂加热 3C(g)+D(s) 达到平衡时, C 的浓度为1.2mol/L 。
等效平衡
等效平衡等效平衡的含义:在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的分数(体积、物质的量)均相等,这样的化学平衡互称为等效平衡。
建立等效平衡的条件恒温恒压下或恒温恒容下,对于同一可逆反应,若两初始状态有相同的物料关系,则达到平衡后两平衡等效且实为同一平衡。
此处的相同是指广义的相同,即只要通过可逆反应的化学计量数关系换算成平衡式左右两边中某一边的物质的量,若两者相同则为有相同的物料关系。
如N2+3H2 2NH3① 1 3 0② 0 0 2③ 0.5 1.5 1则①②③为具有相同的物料关系。
恒温恒容条件下,反应前后气体计量数不等的反应,所加反应物一边倒后和原来所加量相等即为等效平衡,也就是等量加。
恒温恒容条件下,反应前后气体计量数相等的反应,所加反应物一边倒后和原来所加量比例相同即为等效平衡,也就是等比加。
恒温恒压条件下,反应前后气体计量数不论相等与否,所加反应物一边倒后和原来所加量比例相同即为等效平衡,也就是等比加。
课后练习1、在一个1L的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生下述反应:2A(g) + B(g)3C(g) + D(s),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的浓度还是1.2mol/L的是 A.1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.1mol DB.3mol C+ 0.7mol D C.2mol A+1mol B+1molDD.0.5mol A+0.25mol B+2.25mol C2、在一恒定的容器中充入2 mol A和1 mol B发生反应:2A(g)+B(g)x C(g),达到平衡后,C的体积分数为W%;若维持容器的容积和温度不变,按起始物质的量A:0.6 mol、B:0.3 mol、C:1.4 mol充入容器,达到平衡后,C的体积分数仍为W%,则x值为A. 只能为2B. 只能为3C. 可能是2,也可能是3D. 无法确定3、在一容积可变的密闭容器中,通入1mol X和3 mol Y,在一定条件下发生如下反应X (g) + 3 Y (g)2 Z (g),到达平衡后,Y的转化率为a %,然后再向容器中通入2 molZ,保持在恒温恒压下反应,当达到新的平衡时,Y的转化率为b %。
化学等效平衡
化学等效平衡————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: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,则可以达到相同的平衡状态。
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,可以达到相同的平衡状态。
在达到化学平衡状态时,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,在达到化学平衡状态时,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,就达到相同的平衡状态。
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)按下列四种不同投料方式达到平衡后,N2的体积分数都相等,请填写下面的空格。
化学等效平衡
化学等效平衡化学等效平衡是化学反应过程中的重要特性,它是一种动态平衡,指反应物和生成物之间存在一定比例关系,反应在平衡状态下会沿着平衡方向进行。
作为一种动态平衡,化学等效平衡的变化随着反应的温度、反应物的浓度、反应的种类以及催化剂的种类而发生变化,而这些变化却也影响着化学反应的进行,从而对反应的生成物产生重要影响。
首先,我们来讨论一下化学等效平衡的定义,它是一种动态平衡,指反应物和生成物之间存在一定比例关系,指反应物和生成物之间的各种反应物的摩尔比例在反应过程中保持不变。
其次,该平衡还可以反映反应物中各种反应物之间在化学平衡状态下的比例关系,并且只要系统处于平衡状态,反应物和生成物之间的比例也就保持不变了。
其次,在化学等效平衡的变化方面,它的变化主要受反应的温度、反应物的浓度、反应的种类以及催化剂的种类等因素的影响。
首先,温度对化学等效平衡影响很大,即使是可逆反应,随着温度的升高,也会使化学反应朝着生成物的方向发展,从而使反应物和生成物之间的比例发生变化。
其次,反应物的浓度也将影响化学等效平衡的变化,比如,如果反应物的浓度增加,可能会使反应朝着反应物的方向发展,而使得反应物和生成物的比例发生变化。
此外,反应的种类也会影响化学等效平衡,比如反应的类型是气相反应,这种反应的平衡受到温度和压力的双重影响,因此反应物和生成物之间的比例也会发生变化。
最后,催化剂的种类也会影响化学等效平衡,它可以使反应速率加快,同时也可能使反应物和生成物之间的比例发生变化。
另外,化学等效平衡也会对化学反应的最终结果产生重要影响。
如果系统只有一方反应物,而另一方则是反应物的生成物,由于系统的静态性,反应物和生成物之间的比例会随着反应的进行而发生变化。
此外,一旦反应物和生成物之间的比例被打破,反应的最终结果将发生变化,有时对反应的最终产物会造成重大的影响。
总之,化学等效平衡是化学反应过程中重要的特性,它是一种动态平衡,指反应物和生成物之间存在一定比例关系,其变化受反应的温度、反应物的浓度、反应的种类以及催化剂的种类等因素的影响,而其变化也会对反应的最终结果产生重要的影响。
化学等效平衡
A(g) + 2B(g) 3C(g) n(起始) 2 8 n n(转化) n/3 2n/3 n n(原始) 2+n/3 8+2n/3 0 要与原平衡等效,有 2+n/3 1 = 得 n=6 8+2n/3 3
一定温度下将a mol HI通入一个容 积不变的反应器中,达到平衡:2HI(g) H2(g)+I2(g)。测得平衡混合气体的压强为P1, 此时反应器中再通入a mol HI,在温度不变 情况下再度达到平衡,测得压强为P2。有关 下列说法中正确的是( BC ) (A)容器内气体的颜色保持不变 (B) 2P1=P2 (C)各物质的百分含量不变 (D)反应速率不变
模型三 在一定温度下,带有自由滑动 活塞的密闭容器中进行如下反应: 2SO2(g)+O2(g)
催化剂
2SO3(g)
V
2molSO2 1molO2
4molSO2 2V 2molO2
(3)恒温恒压下的等效平衡(与气体反 应前后系数无关)
方法:转化之后,等比例则等效 结果:两次平衡时同种组分的百分含量相 同,同种组分的物质的量浓度相同,物质 的量同倍数变化。
例6
例7
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
例:9
恒温恒压下,在容积可变的器皿中,反 应2NO2(气) N2O4(气) 达到平衡 后,再向容器内通入一定量NO2,又达 到平衡时,N2O4的体积分数( A ) A 不变 B 增大 C 减小 D 无法判断
化学等效平衡
化学等效平衡化学等效平衡,也称为化学平衡,是指反应物的浓度(含量)在反应过程中保持恒定的现象。
这意味着在物料的变化特征中,系统的反应物含量不会发生变化,也就是说,反应物和生成物的浓度始终保持恒定值,从而保持反应物及其生成物的化学等价。
对化学等效平衡而言,反应进程由化学反应过程推导出来,建立起反应中反应物和生成物的等价关系。
这样,在一定条件下,反应物和生成物的浓度就可以保持不变,从而形成一种化学等效平衡状态。
这种反应的静态性是化学等效平衡的最基本表现,也是化学反应过程中具有重要意义的现象。
化学等效平衡可以简单地描述为:反应物的浓度不会随着反应的进行而发生变化,只要反应进行的条件不变,就可以很容易地想象出反应物和生成物的浓度也是保持不变的。
化学等效平衡是物理化学的重要概念,它有助于我们更加深入地理解化学反应过程。
例如,可以用化学等效平衡来理解反应动力学。
可以运用化学等效平衡,对化学反应的动力学特性进行定量的计算,从而更好地掌握反应的发展趋势。
化学等效平衡也可以帮助我们正确解释一些化学实验结果。
例如,实验结果表明,在特定范围内,反应最后得到的产品为弱酸性水溶液,但不知道应该采取哪些措施来得到它,这时可以考虑应用化学等效平衡理论来解释,推测出可能的反应路径,并且可以定量地确定反应体系中各种物质的浓度特性。
化学等效平衡也在日常生活中有着广泛的应用,例如采用等效平衡原理来控制工业反应的过程,可以实现更高的产品纯度,也可以使反应的收率大大提高。
总之,化学等效平衡的概念不仅有助于我们探讨化学反应的内在机理,也可以用于实际应用中。
只要掌握了化学等效平衡的原理,我们就可以利用它来解释和控制各种化学反应,从而使得化学反应更加有效率和精确。
等效平衡定义
等效平衡定义等效平衡是指在化学反应中,反应物和生成物之间的化学反应式中,物质的种类和数量必须保持平衡。
这是化学反应遵循的基本原则之一,也是化学方程式的基础。
等效平衡的概念对于理解化学反应的性质和过程非常重要。
在化学反应中,反应物和生成物之间的化学反应式显示了反应物和生成物之间的摩尔比例关系。
这个比例关系对于理解和预测化学反应的结果至关重要。
等效平衡要求反应物的摩尔数与生成物的摩尔数相等,这意味着反应物和生成物中的原子数量必须保持平衡。
等效平衡的概念可以通过一个简单的化学反应来说明。
例如,当氢气和氧气发生反应生成水时,化学反应式可以写为:2H2 + O2 → 2H2O在这个化学反应中,反应物中的氢气和氧气的摩尔数分别为2和1,而生成物中的水的摩尔数为2。
在这个反应中,摩尔比例是2:1:2,反应物和生成物之间的物质的种类和数量保持平衡。
等效平衡的概念也适用于其他类型的化学反应。
例如,在酸碱中和反应中,酸和碱的摩尔数必须相等,以保持等效平衡。
当酸和碱发生反应生成盐和水时,等效平衡的化学反应式可以写为:HCl + NaOH → NaCl + H2O在这个反应中,酸和碱的摩尔数都为1,生成物中的盐和水的摩尔数也都为1。
这保持了反应物和生成物之间的等效平衡。
等效平衡的概念不仅适用于化学反应的摩尔比例,还适用于化学方程式中的其他物质性质。
例如,化学方程式中的电荷、质量和能量也必须保持平衡。
这些物质性质的平衡对于理解和解释化学反应的动力学和热力学特性至关重要。
在化学实验和工业生产中,等效平衡的概念被广泛应用。
通过研究和掌握化学反应的等效平衡,科学家和工程师可以优化反应条件和提高反应效率。
等效平衡的研究也为新材料的设计和合成提供了重要的指导。
等效平衡是化学反应中物质的种类和数量必须保持平衡的基本原则。
通过研究和应用等效平衡的概念,我们可以更好地理解和解释化学反应的性质和过程。
等效平衡的研究对于化学领域的发展和应用具有重要意义。
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。
化学等效平衡
一、原理
等效平衡即:在一定条件下(恒温、恒压或恒温、恒容)下,只是起始物质加入情况不同(先加反应物或先加入生成物或者同时加入)的同一可逆反应达到平衡后,反应混合物中任何相同组分的分数(体积、物质的量、质量)均相等,这样的化学平衡互称等效平衡。
二、等效平衡建立的条件及类型
1、恒温恒容(定T、V)的等效平衡
(1)在定T、V的条件下,对于反应前后气体体积改变的反应: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时左右两
边同一物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。
(2)在定T、V条件下,对于反应前后气体体积不变的反应:只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡相同,则两平衡等效。
2、在恒温恒压(T、P)的等效平衡
在定T、P条件下: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方程式左右两边同一物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效。
总结:对于反应前后气体体积发生变化的可逆反应而言恒容容器中要想达到同一平衡状态,投料量必须相同;恒压容器中要想达到同一平衡状态,投料量可以不同,但投入的比例得相同。
对于反应前后气体体积不变的可逆反应而言,不管是恒容还是恒压,要想达到同一平衡状态,只要按比例投料即可。
注:等压比相同;等容量相同;若系数(气体系数)不变,可为比相同。
化学选修四_等效平衡
H2和I2的起始浓度均变为0.20 mol·L—1,则
平衡时H2的浓度(mol·L—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 2molSO2 和 1mol
O2,发生下列反应:
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。
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:
H2 + I2 = 2HI
(1) 1mol 1mol 0mol
(2) 0mol 0mol 2mol
(3) 0.5mol 0.5mol 1mol
如果: x+z/2=1; y+z/2=1
(4) xmol ymol zmol
C的浓度仍为 w mol/L的是( B)、D
A.4molA+2molB B.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD C.3molC+1molD+1molB D.3molC+1molD
例3、温度压强不变时,将1molN2和4molH2 充入一个装有催化剂容积可变的密闭容器中,
发生N2(g)+3H2(g)
化学等效平衡
等效平衡的判断
例1:对于合成氨反应:N2+3H2
2NH3,在相
同温度、相同容积的密闭容器中,按A─D四种情况
分别加入下述物质:
N2
H2
NH3
A 1mol 3mol
0mol
等效转化后,投料须相同。
B、对于反应前后气体体积没有变化的反应来说:
等效转化后,投料须成比例。
(2)同T同P(即体积可变化)下
等效转化后,投料须成比例。
巩固练习:t℃ 时,向某密闭容器中加入1molN2和 3molH2合成NH3,达到平衡时测得NH3的体积分数为m。 若按下述条件改变起始加入量: (1)恒温、恒容:
容器 物质 A/mol
1
2
2
4
3
1
4
0
B/mol 1 2 0.5 0
C/mol 0 0 1.5 9
D/mol 0 0 0.5 3
其中平衡状态相同的容器是
1、2、3、4
等效平衡的解题思路
1、步骤
(1)进行等效转化;(2)判断起始浓度是否相 2当、起始浓度相当的判断
(1)同T同V下
A、对于反应前后气体体积发生变化的反应来说:
B 0mol 0mol
2mol
C 0.5mol 1.5mol 1mol
D 1mol 3mol
2mol
恒温、恒容下,一定时间后分别达到化学平衡状态。 则A—D四种情况的平衡混合气中NH3体积分数相等 的是_________
极限法:恒温、恒容条件下
N2 + 3H2
AN2 +1m3Ho2l
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。
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等效平衡1、在一个固定体积的密闭容器中,加入2mol A和1mol B,发生反应:2A(g)+B(g)⇌3C(g)+ D(g),达到平衡时C的浓度为W mol/L,若维持容器体积和温度不变,按下列四种配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍为W mol/L的是()A.4mol A+2mol BB.3mol C+1mol D+1mol BC.3mol C+1mol DD.1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D2、在一定温度下的容积固定的密闭容器里充入1mol C和1mol水蒸气,发生反应:C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)。
当反应达到平衡时,测得水蒸气的浓度为W mol/L,如果起始按下列配比填料,平衡时水蒸气的浓度不为W mol/L的是()A.2mol C+1mol CO+1mol H2B.1mol CO+1mol H2C.2.5mol C+2mol H2O(g)D.0.5mol H2O(g)+0.5mol H2+0.5mol CO+0.5mol C3、可逆反应A(g)+B(g)⇌2C(g)在固定容积的容器中进行,如果向容器中充入1mol A 和1mol B,在某温度下达到平衡时,C的体积分数为m%;若向容器中充入1mol C,在同样的温度下达到平衡时,C的体积分数为n%,则m和n的关系正确的是()A.m>nB.m<nC.m=nD.无法比较4、在450℃、5.05×107Pa时,如果把1体积N2和3体积H2的混合物通入一个装有催化剂的密闭容器中反应达到平衡时,得到含NH3体积分数为52%的混合气体。
在同温同压下向密闭容器中通入2体积N2和6体积H2,达到平衡时NH3的体积分数为()A.大于52%B.等于52%C.小于52%D.不能确定5、在一密闭的容器中充入2mol A和1mol B发生反应:2A(g)+B(g)⇌xC(g),达到平衡后,C的体积分数为w%;若维持容器的容积和温度不变,按起始物质的量A:0.6mol、B:0.3mol、C:1.4mol充入容器,达到平衡后,C的体积分数仍为w%,则x的值为()A.只能为2B.只能为3C.可能为2,也可能为3D.无法确定6、体积相同的甲、乙两个容器中,分别充有等物质的量的SO2和O2,在相同温度下发生反应:2SO2+O2⇌2SO3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SO2的转化率为p%,则乙容器中SO2的转化率为()A.等于p%B.大于p%C.小于p%D.无法判断7、在相同温度下,有相同体积的甲、乙两容器,甲容器中充入1g N2和1g H2,乙容器中充入2g N2和2g H2。
下列叙述中,错误的是()A.化学反应速率:乙>甲B.平衡后N2的浓度:乙>甲C.H2的转化率:乙>甲D.平衡混合气中H2的体积分数:乙>甲8、某恒温恒压下,向可变容积的密闭容器中充入3L A和2L B,发生如下反应:3A(g)+2B(g) ⇌xC(g)+yD(g),达到平衡时,C的体积分数为m%,若维持温度、压强不变,将0.6L A、0.4L B,4L C、0.8L 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=1B.x=4,y=1C.x=5,y=1D. x=2,y=39、某温度下,在一可变的容器中,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1molD.均减少1mol10、在相同的温度和压强下,对反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组上述四种情况达到平衡后,n(CO)的大小顺序是()A.丁>乙>丙=甲B.丁>乙>甲>丙C.乙=丁>丙=甲D.丁>丙>乙>甲11、温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达平衡时的有关数据如下表,已知N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol。
下列说法正A.2c1>c3B.a+b=92.4C.2P1<P3D.α1+α3<112、一定温度下,在恒温密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)⇌3C(g),若反应开始时充入2mol A和2mol B,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.2mol CB.2mol A、1mol B和1mol He(不参加反应)C.1mol B和1mol CD.2mol A、3mol B和3mol C13、一定温度下,在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应:2CH3OH(g)⇌H2O(g)+ CH3A.该反应的正反应为放热反应B达到平衡时,容器Ⅰ中的CH3OH体积分数比容器Ⅱ中的小C.容器Ⅰ中反应达到平衡所需时间比容器Ⅲ中的长D.若起始时向容器Ⅰ中充入0.15mol CH3OH、0.15mol CH3OCH3和0.10mol H2O,则反应将向正反应方向进行14、已知2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) △H=-197kJ/mol。
向同问、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:(甲)2mol SO2和1mol O2;(乙)1mol SO2和0.5mol O2;(丙)2mol SO3。
恒温、恒容下反应达到平衡时,下列关系一定正确的是()A.容器内压强P:P甲=P丙>2P乙B.SO3的质量m:m甲=m丙>2m乙C.c(SO2)与c(O2)之比k:k甲=k丙>k乙D.反应放出或吸收的热量的数值Q:Q甲=Q丙>2Q乙15、温度为T时,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0mol PCl5,反应PCl5(g)⇌PCl3(g)+Cl2(g)经下列说法正确的是()A.反应在前50s的平均速率v(PCl3)=0.0032mol•L-1•s-1B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(PCl3)=0.11mol•L-1,则△H<0C.相同温度下,起始时向容器中充入1.0mol PCl5、0.20mol PCl3和0.20mol Cl2,反应达到平衡前v(正)>v(逆)D.相同温度下,起始时向容器中充入2.0mol PCl3和2.0mol Cl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80%16、某温度下,CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)的平衡常数K=9/4。
该温度下在甲、乙、丙三下列判断不正确的是()A.平衡时,乙中CO2的转化率大于60%B.平衡时,甲中和丙中H2的转化率均是60%C.平衡时,丙中c(CO2)是甲中的2倍,是0.012mol•L-1D.反应开始时,丙中的反应速率最快,甲中的反应速率最慢17、已知在一定条件下发生反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) △H=-QkJ/mol。
向一密闭容器中加入2mol SO2和1mol O2,达到平衡时SO2的转化率为92%,放出的热量为q1;向另一个相同容器中加入2mol SO3,在相同条件下,达平衡时吸收的热量为q2,则下列关系正确的是()A.Q>q1>q2B.Q>q2>q1C.q1>Q>q2D.q2>Q>q118、一定条件下存在反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g),正反应为放热。
现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在Ⅰ中充入1mol CO和1mol H2O,在Ⅱ中充入1mol CO2和1mol H2,在Ⅲ中充入2mol CO和2mol H2O,700℃条件下开始反应,达到平衡时,下列说法正确的是()A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同B.容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同C.容器Ⅰ中CO的物质的量比容器容器Ⅱ中的多D.容器Ⅰ中CO的转化率与容器容器Ⅱ中的转化率之和小于119、如图向A、B中均充入1mol X、1mol Y,起始时A、B的体积相等,都等于a L。
在相同的温度压强和催化剂存在的条件下,关闭活塞K,使两容器中各自反生下列反应:X(g)+ Y(g)⇌2Z(g)+W(g) △H<0。
达平衡时,A的体积为1.4a L。
下列说法错误的是()A.反应速率:v(B)>v(A)B.A容器中X的转化率为80%C.平衡时的压强:P B=P AD.平衡时向A容器中充入与反应无关的气体M,能减慢A容器内化学反应的速率20、可逆反应①X(g)+2Y(g)⇌2Z(g);②2M(g)⇌N(g)+P(g)分别在密闭容器中的两个反应室中进行,反应室之间有无摩擦、可滑动的密闭隔板,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①的正反应为吸热反应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14:15C.达平衡(Ⅰ)时,X的转化率为5/11D.在平衡(Ⅰ)和平衡(Ⅱ)中,M的体积分数相等21、一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+ CO2(g)⇌2CO(g),平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图所示:已知气体分压(P分)=气体总压(P总)×体积分数,下列说法正确的是()A.550℃时,若充入惰性气体,v(正)、v(逆)均减小,平衡不移动B.650℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%C.T℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动D.25℃时,此反应的平衡常数K=2304,保持温度不变,若缩小体积,K值将变小22、某温度下向1L密闭容器中充入1mol N2和3 mol H2,使反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)达到平衡,平衡混合气中N2、H2、NH3的浓度分别为M、N、G(mol/L)。
如果温度不变,只改变初始物质的加入量,要求M、N、G保持不变,则N2、H2、NH3的加入量用x、y、z表示时应满足的条件是:(1)①若x=0,y=0,则z=②若x=0.75 mol,则y= ,z=③x、y、z取值必须满足的一般条件是(用含x、y、z方程表示,其中一个含x、z,另一个含y、z)(2)将上述条件改为恒温、恒压,其它均不变①若x=0,y=0,则z=②若x=0.75 mol,则y= ,z=③x、y、z取值必须满足的一般条件是23、如右图所示,将4 mol SO2和2 mol O2置于体积可变的等压容器中,在一定温度下发生反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),△H<0。
该反应达到平衡状态A时,测知气体的物质的量为4.2 mol,SO2、O2、SO3的起始物质的量分别以a、b、c表示。