等量平衡
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。
高中化学反应原理等效平衡知识点讲解
等效平衡本文中的m、n、p、q特指气体前的系数,如果遇到固体,默认为0。
1.定义:化学平衡与条件息息相关,而与建立平衡的途径无关。
对于同一可逆反应,在一定条件(一般为恒温恒容或恒温恒压)下,以不同的投料方式(即从正反应、逆反应或从中间状态开始)进行反应,只要达到平衡时相同组分在各混合物中的百分数(体积分数、物质的量分数或质量分数)相等(因),这样的化学平衡即互称为等效平衡(果)。
2.对于反应m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g)①恒温恒容改变起始时加入物质的物质的量,若按可逆反应化学计量数之比换算成同一边的物质(一边倒),其物质的量对应相等或成比例,则它们互为等效平衡。
新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单地叠加并压缩而成,相当于增大压强。
图1恒温恒容模型改变起始时加入物质的物质的量,若按可逆反应化学计量数之比换算成同一边的物质(一边倒),其物质的量对应相等,则它们互为等效平衡。
也就是等量等效。
此时,平衡后的各组分的物质的量(n)、物质的量分数(n%)、质量(m)、质量分数(m%)、体积(V)、体积分数(V%)、物质的量浓度(c n)等相同。
举例:以2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)为例说明,表中单位为mol。
n)、物质的量分数、质量(m)、质量分数、体积(V)、体积分数、物质的量浓度(c n)等相同;B、C、D 和A一样,上述物理量也分别相同。
分析:一边倒之后①③⑤中的物质的量A和B分别为2mol和1mol,而且可以全部倒完,是等量等效,每一个物质的物质的量对应都相等。
自然地,对应物质的百分含量相等,那么就一定互为等效平衡。
【注意】上文“分析”中所说的“对应物质相等”指的是①中的A和③、⑤中的A相等,①中的C和③、⑤中的C相等……问题:①和②为等比等效,为什么不是等效平衡呢?解释:由定义可以知道:“达到平衡时相同组分在各混合物中的百分数相等,这样的化学平衡即互称为等效平衡。
化学平衡中等效平衡的判断
化学平衡中的等效平衡判断一.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,起始时加入物质的物质的量不同,而达到化学平衡状态时,同种物质的百分含量相同,即为等效平衡。
二.方法按照化学方程式的化学计量数关系,把起始物转化为方程式同一半边的物质,通过对比两种情况下对应组分的起始量是相等还是等比,来判断化学平衡是否等效。
三.规律1、对于恒温恒容条件下,气体体积有变化的可逆反应。
如果按方程式的化学计量数关系转化为方程式同一半边的物质,其物质的量与对应组分的起始加入量相同,则建立的化学平衡状态是等效平衡。
例如:A(g)+ 3B(g)2C(g)①1mol 3mol 0mol②0mol 0mol 2mol③0.5mol 1.5mol 1mol对于上面三种情况,按照方程式的化学计量数关系转化为反应物,都可以得到1molA和3molB,那么三种情况下建立的化学平衡状态为等效平衡。
2、对于恒温恒容条件下,气体体积没有变化的可逆反应。
如果按方程式的化学计量数关系转化为方程式同一半边的物质,其物质的量之比与对应组分的起始加入量之比相同,则建立的化学平衡状态是等效平衡。
例如:A (g ) + B (g )2C (g )① 1mol 1mol 0mol② 0mol 0mol 2mol③ 2mol 2mol 1mol对于上面三种情况,按照方程式的化学计量数关系转化为反应物,三种情况下,A 和B 的物质的量之比均为1:1,因此上面三种情况下建立的平衡状态为等效平衡。
3、对于恒温恒压下的可逆反应,(包括气体体积变化的和气体体积不变化的反应)。
如果按方程式的化学计量数关系转化为方程式同一半边的物质,其物质的量之比与对应组分的起始加入量之比相同,则建立的化学平衡状态是等效平衡。
例1.(2008全国II 理综)在相同温度和压强下,对反应CO 2(g)+H 2(g)CO(g)+H 2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验,实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表:上述四种情况达到平衡后,n(CO)的大小顺序是A.乙=丁>丙=甲B.乙>丁>甲>丙C.丁>乙>丙=甲D.丁>丙>乙>甲思路引导①明确四组实验发生的条件;②通过转化建立相同方向的平衡;③依据平衡移动原理判断。
等效平衡课件
平衡时各物质的量或浓度对应相等, 即“一边倒”后起始量相等。
动态等效平衡
定义
在相同条件下,同一可逆反应体系,不管从正反应开始,还是从逆反应开始, 达到平衡时任何相同组分的含量(体积分数、物质的量分数等)均相同。
特点
平衡时各物质的量或浓度成比例,即“一边倒”后起始量成比例。
不同类型间转换关系
01
06
总结回顾与拓展延伸
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ERA
关键知识点总结回顾
等效平衡定义
在相同条件下,同一可逆反应体系无论进行正向反应还是 逆向反应,达到平衡状态时,任何相同组分的含量(体积 分数、物质的量分数等)均相同。
等效平衡类型
恒温恒容条件下的等效平衡和恒温恒压条件下的等效平衡 。
探索新反应路径
通过等效平衡原理,可以预测和发现 新的反应路径和反应机理,推动化学 反应的深入研究。
实际应用场景举例
工业催化反应
通过调节催化剂种类和用量、反 应温度、压力等条件,实现不同 催化反应体系之间的等效平衡,
提高催化效率和产物选择性。
药物合成
利用等效平衡原理,优化药物合成 路线和条件,提高合成产率和纯度 ,降低合成成本。
等效平衡课件
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ERA
• 等效平衡概念及意义 • 等效平衡类型与特点 • 实现等效平衡条件与方法 • 等效平衡计算方法及实例解析 • 实验验证与结果讨论 • 总结回顾与拓展延伸
目录
CONTENTS
01
等效平衡概念及意义
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等效平衡的做题技巧
等效平衡的做题技巧“等效平衡”是化学平衡内容的重要知识点之一,但对这一知识点的学习、理解和应用,学生往往感到困难重重,难以把握其实质,更谈不上灵活运用了。
现将有关内容整理成文,以求对“等效平衡”的理解与应用有所突破。
一、“等效平衡”的概念1、内容:同一可逆反应在相同条件下,不论从正反应方向,还是从逆反应方向,或者中间状态投料起始,平衡后,只要反应混合物各组分的物质的量(或气体体积)分数对应等,这样的平衡互称“等效平衡”。
2、解析:(1)“等效平衡”不同于“完全相同的平衡状态”,它包括“完全相同的平衡状态”。
“完全相同的平衡状态”是指:平衡时,反应混合物各组分的物质的量(或气体体积)分数要对应相等,且两平衡的反应速率也相同。
“等效平衡”则只要求反应混合物各组分的物质的量(或气体体积)分数对应相同。
如:mA(g)+nB(g)⇋pC(g)+qD(g) ,当m+n=p+q 时,即反应前后气体总体积不变的可逆反应,达平衡后,改变压强,平衡不移动,反应混合物的物质的量(或气体体积)分数对应相同,所以二者为“等效平衡”。
但此平衡与原平衡速率不等,故不是“完全相同的平衡状态”。
(2)对于“同一可逆反应在相同条件下,不论从正反应方向,还是从逆反应方向,或者中间状态投料起始,在一定条件下平衡后,可为“等效平衡”,教材中指出:对于可逆反应: CO(g)+H2O(g)⇋CO2(g)+H2(g)实验证明在1L的密闭容器中,有催化剂存在的条件下加热到800℃,无论是充入0.01molCO和0.01molH2O,还是充入0.01molCO2和0.01molH2,反应都达到相同的平衡状态。
对于这一事实,我们也可从理论上推出,上述相同条件下的两种情况可表示如下:投料方式I: CO(g)+H2O(g)⇋CO2(g)+H2(g)起始投料(mol): 0.01 0.01 0 0平衡I(mol): 0.005 0.005 0.005 0.005投料方式II: CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)起始投料(mol): 0 0 0.01 0.01某时刻(mol): 0.005 0.005 0.005 0.005分析:相同条件下的投料方式II,反应向逆反应方向进行,假定某时刻容器内反应进行到CO2和H2都剩余0.005mol,则此时的逆反应速率与平衡I的逆反应速率相等。
《家具设计》第三章家具造型设计(家具造型形式美法则之均衡与稳定
对称又有哪些形式呢?
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常用的对称形式有如下几类: 镜面对称—是最简单的对称形式,它是基于几何图形两半相互镜像
的均衡。这两半彼此相对地配置同形、同量、同色的形体,有如物品在镜子 中的形象一样,镜面对称也称绝对对称;如果对称轴线两侧的物体外形相 同,尺寸相同,但内部分割不同则称相对对称,相对对称有时候没有明显的 对称轴线。
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3.均衡与稳定的表达手法 ⑴均衡与生动 ①均衡与生动的诠释 自然界静止的物体都遵循力学的原理,以平静安稳 的形态出现,均衡与生动便是基于这一自然现象的美学 原则,它要求在特定空间范围内,使诸造型之间的视觉 力保持平衡。家具造型也必须遵循这一原则,在感觉上 有倾倒趋势的家具,会引起人们心理上的不安。
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获得视觉稳定的方法: 水平线(轮廓线、表面分割线、装饰线)是一种具有稳定 情绪效果的线。 大体量,特别是用板件围成的封闭实体,具有较好的稳定 感;小形体则具有轻巧活泼的个性和亲切感;虚体一般具有轻 巧和多变的性格;上虚下实和上实下虚可以分别形成稳定和轻 巧的视觉效果。 深颜色给人以视觉力和重量感;浅色则给人以轻快感。家 具采用不同的色彩或一件家具上下施以同色彩也可以形成不同 之感,上部用浅色,下部用深色可以加强稳定感;上部用深 色,下部用浅色可以造成轻巧的印象。
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等量均衡
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等量均衡
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异量均衡
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异量均衡
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异量均衡
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⑵稳定与轻巧
自然界的启示
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家具造型设计与自然界其他的人造物一样,其形体必须符合 重心靠下或具有较大底面积的规律,使家具保持一种稳定的感觉。 轻巧,则是在稳定的外观上赋予活泼的处理手法,主要指家具形 体各部分之间的大小、比例、尺度、虚实所呈现的协调感而言。 稳定与轻巧是家具构图的法则之一,也是家具形式美的构成 要素之一。
化学平衡的移动【扩展】等效平衡
错题教学案【必备知识】【诊断】【考点】【课内错题】【错题讲解】【相似练习】专题2 化学反应速率与化学平衡第三单元化学平衡的移动【考点】扩展应用“等效平衡”判断平衡移动的结果1.等效平衡的含义在一定条件(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,还是正、逆反应同时投料,达到化学平衡状态时,各组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)和转化率均相同。
2.等效平衡的判断方法(三种等效平衡)(1)恒温恒容条件下反应前后气体体积改变的反应----极值等量即等效。
2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g)2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g)0.5mol0.25mol 1.5mol a mol b mol c mol上表中,若a、b、c三者的关系满足:a+c =2,b+0.5c=1,则原因;根据c=n÷V可知,V不变,极值等效n相同,则c平衡扩展;恒温恒容条件下,n增加,c增大,P也增大,平衡状态发生变化(可用平衡移动分析)a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g)2.等效平衡的判断方法(三种等效平衡)(2)恒温恒压条件下反应前后气体体积改变的反应-----极值等比即等效。
2SO 2(g) + O 2(g) 2SO 3(g) 2SO 2(g) + O 2(g) 2SO 3(g) 0.5mol 0.25mol 1.5mol a mol b mol c mol上表中,若a 、b 、c 三者的关系满足10.5c +b 2c +a =,则任意n 与投料n 1拥有等效平衡(重点、常考) 原因;根据PV=nRT 可知,P 和T 不变,n 变化比值相同,则V 变化比值也相同所以,在公式c=n ÷V 中,各组分c 不变,平衡状态不变,ω和α不变,并且n 平衡扩展;根据PV=nRT 可知,P 和T 不变,n 变化比值不同,则V 变化比值也不同,所以,在公式c=n ÷V 中,各组分c 就会变,平衡状态也会变,ω和α会变、 n 平衡扩大不同比值 a A (g)+b B (g)c C (g)+d D (g)2SO 2(g) + O 2(g)2SO 3(g)3mol 4mol 0mol 2SO 2(g) + O 2(g) 2SO 3(g)1mol 3mol 2mol2.等效平衡的判断方法(三种等效平衡)(3)恒温条件下反应前后气体体积不变的反应-----极值等比即等效任意投料n ,按化学方程式的化学计量数关系,进行一边倒的极值转换恒温 H 2(g) + I 2(g)2HI(g)恒温 H 2(g) + I 2(g)2HI(g)投料n 1 0.5mol 0.25mol 1.5mol 任意n a mol b mol c mol 极值△n1.5mol 0.75mol 1.5mol 极值△nc mol 0.5c mol c mol 极值等效n2mol1mol极值等效na +c molb+0.5c mol上表中,若a 、b 、c 三者的关系满足10.5c+b 2c +a ,则任意n 与投料n 1拥有等效平衡(重点、常考) 原因;①反应前后气体体积不变,压强改变对该类反应的化学平衡无影响②恒温恒压条件下,极值等效n 等比,则c 不变,平衡不移动③恒温恒容条件下,极值等效n 等比,c 平衡也等比变化,则可以计算出Q=K ,平衡不移动 3.等效平衡的扩展应用小结(1)任意投料之间的关系,都可以看成是极值等效n 大的关系,该关系可用平衡移动进行分析 (2)利用极值等效n 来分析任意投料平衡状态的思路;①将“任意投料”之间的关系转变成“极值等效n 变大”的关系,再比较平衡状态之间的移动关系 ②注意条件是恒温恒容还是恒温恒压③先考虑“浓度变大平衡朝正方向移动”对“ω、α、n 平衡”的影响④再考虑“浓度增加的等效(倍)压强”和“反应物过量增加”的对“ω、α、n 平衡”的影响⑤“浓度增加的等效(倍)压强”影响,要看反应方程式前后的气体的数量变化是变多、变少还是不变a A (g)+b B (g)c C (g)+d D (g)任意投料转换为极值等效n 变大的关系比较平衡状态之间的移动关系恒温恒压 恒温恒容①无论n (增多)和n (增少)怎么变都按方程式比例反应②P 不变,V 增加并 不影响实际反应的cA 和B 极值等效n 变大倍数不同 若a +b <c+d α(增多)减少 α(增少)未知 ω(增多)增加 ω(其他)减少若a +b =c+d α(增多)减少 α(增少)减少 ω(增多)增加 ω(其他)减少若a +b >c+d α(增多)减少 α(增少)增加 ω(增多)增加 ω(其他)减少平衡正移 A 和B 极值等效n 变大相同倍数 若a +b >c+d α(反应物)增加 ω(反应物)减少 ω(生成物)增加若a +b <c+d α(反应物)减少 ω(反应物)增加 ω(生成物)减少 若a +b =c+d α(反应物)不变 ω(反应物)不变 ω(生成物)不变 c (平衡)等倍增平衡正移A 和B 只有一个极值等效n 变大 α(增多)减少 α(不变)增加 ω(增多)增加 ω(其他)减少平衡正移 A 和B 极值等效n 变大相同倍数 平衡不移 α(反应物)不变 ω(反应物)不变 ω(生成物)不变n (平衡)等倍增A 和B 极值等效n 变大倍数不同 平衡不移α(增多)变小 α(增少)不变 ω(增多)变大 ω(其他)变小A 和B 只有一个极值等效n 变大 α(增多)变小 α(增少)不变 ω(增多)变大 ω(其他)变小平衡不移 因为P 不变,Vm 不变,则;等比即等效【课内错题】1、PCl 5(g)PCl 3(g)+Cl 2(g)达到平衡,再充入PCl 5(g),平衡向________方向移动,达到平衡后, PCl 5(g)的转化率________,PCl 5(g)的百分含量______。
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 %。
等效平衡
平衡时任何反应物、 平衡时任何反应物、生成物 的浓度都不为零 的浓度都不为零
例3
编号 已知 (1) H2 1 0.5
0
起始状态/mol 起始状态 Br2 2 1
0.5 0.5
HBr 0 0
0 1 0
平衡时 HBr 的 物质的量/mol 物质的量 a
0.5a
(2)
0.5
0.5a
(3)
n
m(m≥2n) ≥
高炉炼铁中发生的基本反应之一: 即时巩固 2 高炉炼铁中发生的基本反应之一: FeO(s) 正反应吸热), + CO(g)Fe(s)+ CO2(g)(正反应吸热 ,其平衡常数可表 正反应吸热 c(CO2) 示为 K= = ,已知 1 100℃时,K=0.263。 ℃ = 。 c(CO) (1)温度升高, 化学平衡移动后达到新的平衡, 高炉内 温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡, 温度升高 CO2 和 CO 的体积比值 增大 , 的体积比值________, 平衡常数 K 值______(“增 增大 “ 减小” 不变” 。 大”、“减小”或“不变”)。 (2)1 100℃时测得高炉中 c(CO2)=0.025 mol/L,c(CO)=0.1 ℃ = , = mol/L,在这种情况下,该反应是否处于平衡状态______(填 ,在这种情况下,该反应是否处于平衡状态 否 填
乙可看作在甲的基础上增大了CO2 乙可看作在甲的基础上增大了 的浓度,平衡右移,因此n(CO)增大, 增大, 的浓度,平衡右移,因此 增大 所以n(CO):乙=丁>丙=甲。 所以 :
P170T5
V V
恒温恒压
2V 4 mol NH3 c2
平衡右移
V 加压 4 mol NH3 c3
1mol N2 2 mol 等效 等效 3mol H2 NH3 c1
等效平衡 专题(知识点+经典例题讲评)
等效平衡专题【教学目标】1.理解等效平衡的定义;2.熟悉等效平衡的条件;3.学以致用。
【重点难点】等效平衡的判断。
【知识点+例题讲评】一、什么是等效平衡在一定条件下,对一可逆反应,起始时加入物质的物质的量不同,而达到化学平衡时,同种物质的含量相同,这两个平衡叫做等效平衡。
具体分析如下:1、一定条件指一定的温度、压强、体积以及反应前后气体总体积是否变化。
关于等效平衡的条件有以下几种情况:(1)ΔV≠0,恒温恒容,极值等量即等效。
(2)ΔV≠0,恒温恒压,极值等比即等效。
(3)ΔV=0,恒温恒容或恒温恒压,极值等比即等效。
ΔV≠0是指反应前后气体总体积发生变化的反应。
ΔV=0是指反应前后气体总体积不发生变化的反应。
2、含量相同指质量分数相同、物质的量分数相同、体积分数相同。
百分含量,将质量分数、物质的量分数、体积分数换算为百分数。
3、等效指效果相同,起始时加入物质的物质的量不同,而达到化学平衡时,同种物质的含量相同。
具体有下面三种情况:①两平衡中同种物质百分含量相同、物质的量相同、物质的量浓度相同。
②两平衡中同种物质百分含量相同、物质的量浓度相同,物质的量与反应物同比例。
③两平衡中同种物质百分含量相同,物质的量、物质的量浓度分别与反应物同比例。
4、等效平衡研究的对象:有气体参加的可逆反应。
二、等效平衡举例1、ΔV≠0,恒温恒容,极值等量即等效。
2SO2(g)+O2(g2SO3(g)①2mol 1mol 0②0 0 2mol分析:将②中2molSO3按计量系数折算成反应物SO2和O2,SO2为2mol,O2为1mol,和①中2mol SO2、1mol O2完全相同,相当于①和②的起始用量相同,两个反应达到平衡后必定是等效平衡。
或将①中2mol SO2、1mol O2按计量系数折算为生成物SO3,也是2mol,相当于①和②的起始用量也相同,两个反应达到平衡后必定是等效平衡。
规律:定温、定容条件下,若反应前后气体总体积发生变化的反应,即ΔV≠0。
高中化学选修四等效平衡应用
等效平衡定义一定条件(温度体积一定或温度压强一定)下的同一可逆反应,只要起始组分的量相当,无论经过何种途径,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,质量分数等)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡注意:①一定条件:同温同体积或同温度同压强②平衡状态:只与始态有关,与途径无关,无论反应从什么方向开始,投料时一次还是多次,只要起始浓度相当,就达到等效平衡状态。
③体积分数相同:平衡混合物各组分的百分含量对应相同,但各组分的物质的量、浓度可能不同,反应的速率、压强等可以不同。
分类1、完全等同相同组分的百分含量、物质的量、物质的量浓度都相同(等量等效)2、比例相同相同组分的百分海量相同,但物质的量、物质的量浓度等不懂(等比等效)解题方法:极值转化法无论反应平衡从哪个方向建立,在判断时都可以根据题目条件和反应计量数把生成物全部推算为反应物或把反应物全部推算为生成物,在于原平衡加入的物质的量比较,若两者相当,则为等效平衡。
等效平衡解题规律1、反应前后体积改变的反应(m+n≠p+q)①恒温恒容条件下(容器体积不变)时, m+n≠p+q只要将各初始态物质的量设定‘回归’至与题给已知条件分别对应相等,则可使反应达平衡时与题给已知平衡等效。
这一方法即为:“回归定值“法。
即极值等量及等效例如:2SO2(g) +O2(g) ==== 2SO3(g)①2mol 1mol 0②002mol③ 0.5mol 0.25mol 1.5mol④ a mol b mol c mol上述①②③三种配比,按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物,则SO2均为2mol,O2均为1mol,三者建立的平衡状态完全相同.④中当题目条件中三者物质的量为a、b、c时。
三者的关系满足化学计量数的相互关系,将cmol的SO3完全转化为SO2和O2的物质的量按照反应方程式计算得出最后计算出n(SO2)=(c/2*2)+amol=cmol+amol n(O2)=c/2mol+bmol。
等量原则和平衡原则具体事例
等量原则和平衡原则具体事例
历史上有个叫蔺相如的臣相,由于护驾有功,所以官职一路上升,引起了大将廉颇的忌妒与不满,便处处与蔺相如作对。
但是蔺相如面对廉颇的无理取闹,只是笑而避之,从而有了“负荆请罪”这个故事。
廉颇对于蔺相如如此宽宏大量,深感惭愧,从此两人便联手,平等待人,一起为赵国奉命效劳。
所以说,学会平等待人,于人于已都有益处。
反观历史上那些善于妒忌的人,遇到一点不满便怨天尤人,这些人纵然学问再好,也难成大器。
周瑜是个卓越的军事家,才能出众,足智多谋,把庞大的东吴水师管理得井井有条。
可是,当他得知了诸葛亮的神机妙算后,虽自知不如,但却不甘落败,于是整天心中盘算着如何打赢诸葛亮,发出了“既生瑜,何生亮”的凄叹后,最终落得个吐血身亡的结局。
等效平衡 专题(知识点+经典例题讲评)
等效平衡专题【教学目标】1.理解等效平衡的定义;2.熟悉等效平衡的条件;3.学以致用。
【重点难点】等效平衡的判断。
【知识点+例题讲评】一、什么是等效平衡在一定条件下,对一可逆反应,起始时加入物质的物质的量不同,而达到化学平衡时,同种物质的含量相同,这两个平衡叫做等效平衡。
具体分析如下:1、一定条件指一定的温度、压强、体积以及反应前后气体总体积是否变化。
关于等效平衡的条件有以下几种情况:(1)ΔV≠0,恒温恒容,极值等量即等效。
(2)ΔV≠0,恒温恒压,极值等比即等效。
(3)ΔV=0,恒温恒容或恒温恒压,极值等比即等效。
ΔV≠0是指反应前后气体总体积发生变化的反应。
ΔV=0是指反应前后气体总体积不发生变化的反应。
2、含量相同指质量分数相同、物质的量分数相同、体积分数相同。
百分含量,将质量分数、物质的量分数、体积分数换算为百分数。
3、等效指效果相同,起始时加入物质的物质的量不同,而达到化学平衡时,同种物质的含量相同。
具体有下面三种情况:①两平衡中同种物质百分含量相同、物质的量相同、物质的量浓度相同。
②两平衡中同种物质百分含量相同、物质的量浓度相同,物质的量与反应物同比例。
③两平衡中同种物质百分含量相同,物质的量、物质的量浓度分别与反应物同比例。
4、等效平衡研究的对象:有气体参加的可逆反应。
二、等效平衡举例1、ΔV≠0,恒温恒容,极值等量即等效。
2SO2(g)+O2(g2SO3(g)①2mol 1mol 0②0 0 2mol分析:将②中2molSO3按计量系数折算成反应物SO2和O2,SO2为2mol,O2为1mol,和①中2mol SO2、1mol O2完全相同,相当于①和②的起始用量相同,两个反应达到平衡后必定是等效平衡。
或将①中2mol SO2、1mol O2按计量系数折算为生成物SO3,也是2mol,相当于①和②的起始用量也相同,两个反应达到平衡后必定是等效平衡。
规律:定温、定容条件下,若反应前后气体总体积发生变化的反应,即ΔV≠0。
等效平衡
等效平衡知识归纳:一、等效平衡的含义:化学平衡状态与外界条件息息相关,而与建立平衡的途径无关。
对于同一可逆反应,在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,以不同投料方式(即从正反应、逆反应或从中间状态开始)或不同的起始投料量进行反应,只要达到平衡时相同组分在各混合物中的百分含量(体积分数、物质的量分数或质量分数)相等,这样的化学平衡即互称为等效平衡。
二、等效平衡的分类:1.恒温恒容条件下,对于反应前后气体分子总数不等的可逆反应,只改变起始物质的加入情况,通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一半边的物质(即只要假设向某个方向进行到底),如果同一半边的各对应物质“起始”投料量与原平衡“起始”投料量相等,则其平衡时各组分的物质的量与原平衡相同(即:“一边倒”)。
简记为:极值等量+ O22SO3例如:在恒温恒容时,对于2SO甲:从正反应开始2mol 1mol 0mol 乙:从逆反应开始0 0 2mol 丙:正逆反应同时开始0.5mol 0.25mol 1.5mol 丁:2mol 1mol 2mol 在恒温恒容时,按照甲、乙、丙、丁四种不同的起始配比开始反应,则甲、乙、丙达到的平衡状态完全相同,又称为等同平衡。
等同平衡规律简称“等量等效”,类似于几何图形中的全等图形。
而丁与上述三个平衡不等效,一边倒后,相当于上述三个平衡的“起始”物质的量的两倍,恒温恒容时,对于反应前后气体分子数不等的可逆反应,改变物质的量就会改变压强,而改变压强会使平衡发生移动,从而导致各物质的百分含量发生改变,所以不能形成等效平衡。
如果按照amolSO2+bmolO2+cmolSO3”为起始投料量,要达到与甲、乙、丙形成等效平衡,应满足的条件是:a+c=2 b+c/2=12.恒温恒容条件下,对于反应前后气体分子总数相等的可逆反应,只改变起始物质的加入情况,通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一半边的物质(即只要假设向某个方向进行到底),如果同一半边的各对应物质“起始”投料量的比值与原平衡“起始”投料量的比相同,则两平衡等效。
应用“等效平衡”判断平衡移动的结果
3.虚拟“中间态”法构建等效平衡 (1)构建恒温恒容平衡思维模式 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成,相当于增大 压强。
(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例,见图示) 新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加,压强不变,平衡不移动。
解题能力提升
1.向一固定体积的密闭容器中通入a mol N2O4气体,在密闭容器内发生反应:
√D.达到平衡时,容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大
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WAB%,则x值为(
下列说法错误的是( C)
A.反应速率:v (B)>v (A)
B.A容器X的转化率为80%
C.平衡时的压强:2p (A)=p (B)
D.平衡时Y的体积分数:A<B
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
v1
平衡c(SO3)/mol•L﹣1
c1
平衡体系总压强p/Pa
p1
平衡常数K
K1
容器2
700
4mol SO3 v2 c2 p2 K2
容器3
800
2mol SO2、1mol O2 v3 c3 p3 K3
A.v1<v2,c2<2c1
C.v1<v3,p2<2p1
B.K1>K3,p2>2p3 D.c2<2c3,K2=K3
高中化学等效平衡的知识点详解
高中化学等效平衡的知识点详解相同条件下,同一可逆反应体系中,不管从正反应开始,还是从逆反应开始,达到平衡时,任何物质的百分含量(浓度、质量分数、体积分数等)都保持不变的化学平衡互称等效平衡。
判断方法: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数量是否相当。
在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压),对同一可逆反应,起始时加入物质的物质的量不同,达平衡时的状态规律如下:2HI的反应前后气体体积不变且方程式的一边只有一种物质的反应,只要方程式的另一边的几种反应物质的物质的量与方程式的系数成正比,无论加入多少量的生成物(在方程式的这一侧只有这种物质);或只加入这种单一反应物质(如HI),而另几种反应物的量为0,都能使反应达到平衡时,各组分的体积百分含量恒定。
⑤在恒温、定容条件下,对于类似H2+I2pC+qD。
如果两次反应投入原料物质不同,而反应达到平衡时,指定物质的浓度相同,则经过配比转化后的原料不仅完全成比例,而且物质的量完全相同。
【典型例题例1.在一定温度下,把2摩SO2和1摩O2通入一个一定容积的密闭的容器里,发生如下反应:2SO2+O2解析:本题属于:反应前后气体分子总数发生变化的可逆反应在等温、等容条件下的等效平衡,此时只改变起始加入量,只要通过可逆反应化学计量数之比换算成方程式同一半边的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。
根据反应式:2SO2+O2例2.在一个固定容积的密闭容器中,保持一定的温度进行以下反应:已知加入1molH2和2molBr2时,达到平衡后生成amolHBr。
在相同条件下,若保持达到平衡时各组分的体积分数不变,根据下列编号的状态,填写表中空白。
解析:本题属于:反应前后气体分子总数没有发生变化的可逆反应在等温、等容条件下的等效平衡,此时,只要通过可逆反应化学计量数之比换算成方程式同一半边的反应物(或生成物)的物质的量的比值与原平衡状态相同,则两平衡等效。
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等效平衡:等效平衡问题是指利用等效平衡(相同平衡或相似平衡)来进行的有关判断和计算问题,即利用与某一平衡状态等效的过渡平衡状态(相同平衡)进行有关问题的分析、判断,或利用相似平衡的相似原理进行有关量的计算。
所以等效平衡也是一种思维分析方式和解题方法。
这种方法往往用在相似平衡的计算中。
由上叙述可知,相同平衡、相似平衡和等效平衡是不同的,相同平衡是指有关同一平衡状态的一类计算,相似平衡是指几个不同但有着比值关系的平衡的一类计算,而等效平衡则是利用平衡等效来解题的一种思维方式和解题方法。
建立相同平衡或相似平衡与外界条件有关,一是恒温恒容,一是恒温恒压。
①在恒温、恒容下,只要能使各物质的初始物质的量分别相等,就可以建立相同平衡。
两个平衡的所有对应平衡量(包括正逆反应速率、各组分的物质的量分数、物质的量浓度、气体体积分数、质量分数等)完全相等。
只要能使各物质初始物质的量之比相等就可以建立相似平衡。
即两平衡的关系是相等关系。
两平衡中各组分的物质的量分数、气体体积分数、质量分数、各反应物的转化率等对应相等;而两平衡中的正逆反应速率、各组分平衡时的物质的量及物质的量浓度等对应成比例。
②在恒温、恒压下,只要使各物质初始浓度相等即可建立相似平衡。
即两平衡的关系是相似关系。
两平衡中各组分平衡时的物质的量浓度、物质的量分数、气体体积分数、质量分数、各反应物的转化率等对应相等;每个平衡中,正、逆反应速率彼此相等;两平衡中正与正,反与反速率各自对应成比例;而两平衡中各组分平衡时的物质的量等对应成比例。
等效平衡状态的分类和判断:(1)恒温恒容下,改变起始加入物质的物质的量,如通过可逆反应的化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相等,则达平衡后与原平衡等效(2)恒温恒容下,对于反应前后物质的量相等的可逆反应,只要反应物(或生成物)的物质的量的之比与原平衡相同,两平衡等效(3)恒温恒压下,改变起始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注意事项:1、平衡等效,转化率不一定相同①若是从不同方向建立的等效平衡,物质的转化率一定不同。
如在某温度下的密闭定容容器中发生反应2M(g)+ N(g)=2E(g),若起始时充入2molE,达到平衡时气体的压强比起始时增大了20%,则E的转化率是40%;若开始时充入2molM和1molN,达到平衡后,M的转化率是60%。
②若是从一个方向建立的等效平衡,物质的转化率相同。
如恒温恒压容器中发生反应2E(g) =2M(g)+ N(g),若起始时充入2molE,达到平衡时M的物质的量为0.8mol,则E的转化率是40%;若开始时充入4molE,达到平衡后M的物质的量为1.6mol,则E的转化率仍为40%。
2、平衡等效,各组分的物质的量不一定相同①原料一边倒后,对应量与起始量相等的等效平衡,平衡时各组分的物质的量相等。
②原料一边倒后,对应量与起始量比不相等(不等于1)的等效平衡,平衡时各组分的物质的量不相等,但各组分的物质的量分数相等。
等效平衡问题由于其涵盖的知识丰富,考查方式灵活,对思维能力的要求高,一直是同学们在学习和复习“化学平衡”这一部分内容时最大的难点。
近年来,沉寂了多年的等效平衡问题在高考中再度升温,成为考查学生综合思维能力的重点内容,这一特点在近几年各地的高考题中体现得尤为明显。
很多同学们在接触到这一问题时,往往有一种恐惧感,信心不足,未战先退。
实际上,只要将等效平衡概念理解清楚,加以深入的研究,完全可以找到屡试不爽的解题方法。
等效平衡问题的解答,关键在于判断题设条件是否是等效平衡状态,以及是哪种等效平衡状态。
要对以上问题进行准确的判断,就需要牢牢把握概念的实质,认真辨析。
明确了各种条件下达到等效平衡的条件,利用极限法进行转换,等效平衡问题就能迎刃而解了。
一.概念辨析概念是解题的基石。
只有深入理解概念的内涵和外延,才能在解题中触类旁通,游刃有余。
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。
”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。
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,这在具体的解题过程中有更广泛的应用。
等效平衡可分为三种类型:(1)等温等容下,建立等效平衡的条件是:反应物的投料相当。
例如,在恒温恒容的两个相同容器中,分别投入1mol N2、3mol H2 与2mol NH3,平衡时两容器中NH3的质量分数相等。
(2)等温等压下,建立等效平衡的条件是:反应物的投料比相等。
例如,在恒温恒压条件下的两个容器中,分别投入2.5mol N2、5mol H2 与5mol N2、10mol H2,平衡时两容器中NH3的质量分数相等。
(3)对于反应前后气体体积数不变的可逆反应,无论是等温等容还是等温等压,只要按相同比例加入反应物和生成物,达平衡后与原平衡等效。
二.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。
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。
有了等效平衡类型和条件的判断,就可以采用这种“一边倒”的极限转换法列关系式了。
下面我们看一看这种极限转换法在解题中的运用。
不同条件下的等效平衡1. 对于一般可逆反应,在恒温、恒容条件下建立平衡,改变起始时加入物质的物质的量,如果能够按化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。
如:按下列三条途径,在恒温、恒容下建立的平衡等效Ⅰ3mol 1mol 0Ⅱ0 0 2molⅢa b cⅢ中,应满足:b+c/2=1,a+3c/2=3。
例1.一可逆反应:2A(g)+3B(g)=x C(g)+4D(g),若按下列两种配比,在同温、同体积的密闭容器中进行反应。
有(1)0.8mol A,1.2mol B,1.2mol C,2.4mol D(2)1.4mol A,2.1mol B,0.6mol C,1.2mol D达到平衡后,C的质量分数相同,则x的值为()A. 1B. 2C. 3D. 4解析:因为在等温、等容下平衡时,C的质量分数相同,则属于同一平衡状态,变化的A、B、C、D的物质的量之比为:0.6∶0.9∶0.6∶1.2=2∶3∶2∶4。
故选B项。
2. 在恒温、恒压下,改变起始时加入物质的物质的量,只要按化学方程式系数比换算成同一半边物质的物质的量之比与原平衡相同,两平衡等效。
如:按下列三条途径建立的平衡为等效平衡Ⅰ3mol 1 mol 0molⅡ0mol 0mol 2molⅢ3nmol nmol x(x≥0)mol小结:若恒温、恒容,则3n+3x/2=3, n+x/2=1;若恒温、恒压,则(3n+3x/2):(n+x/2)=3:1 即可。
例2. 在恒温、恒压下,有下列气体反应分别从两条途径进行2A(g)+2B(g)=C(g)+3D(g)Ⅰ2mol 2mol 0 0Ⅱ0 0 2mol 6mol下列叙述正确的是()A. Ⅰ、Ⅱ两条途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成相同。
B. Ⅰ、Ⅱ两条途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成不同。
C. 达到平衡时,Ⅰ途径所用的时间与Ⅱ途径所用的时间相同D. 达到平衡时,Ⅰ途径混合气体密度等于Ⅱ途径混合气体的密度解析:因反应前后气体体积不变,压强对该平衡无影响,途径Ⅰ、Ⅱ为等效平衡,故选A、D项。
3. 在恒温、恒容下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,只要反应物(或生成物)的物质的量比例与原平衡的相同,两平衡就是等效平衡。
(相当于恒温、恒压下的等效平衡,原因是平衡不受压强影响)。
例3. 在两个密闭容器内,保持温度为423K,同时向A、B两容器中分别加入a mol、b mol HI,待反应2HI(g)=H2(g)+I2(g)达到平衡后,下列说法正确的是()A. 从反应开始到达到平衡所需时间tA>tBB. 平衡时I2浓度c(I2)A=c(I2)BC. 平衡时I2蒸气在混合气体中体积分数A%>B%D. HI的平衡分解率相等解析:等温下,该反应前后系数不变,平衡不受压强影响,A、B两容器中的平衡可视为等效平衡,故应选D项。
例4. 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=_______。
解析:同温同容下达到平衡时C的体积分数仍为m%,则两平衡为等效平衡,因而有3A(g)+2B(g)=x C(g)+y D(g)Ⅰ3mol 2mol 0 0Ⅱ0.6mol 0.4mol 4mol 0.8mol所以有:0.6+(3×4)/x=3,0.6+(3×0.8)/y=3。
解得:x=5,y=1。
解析2:恒温恒容一边倒完全相同1:3 2 0 02:0.6 0.4 4 0.84/x*3+0.6=3 0.8/y*2+0.4=2 解出X=5 Y=1。