等效平衡三个模型
化学平衡经典总结-等效平衡、计算、图像
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,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,任何相同组分的含量(体积分数、物质的量分数等)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡(包括“相同的平衡状态”)。
概念的理解:(1)外界条件相同:通常可以是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:“完全相同的平衡状态”是指在达到平衡状态时,任何组分的物质的量分数(或体积分数)对应相等,并且反应的速率等也相同,但各组分的物质的量、浓度可能不同。
而“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,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,(如:①无论反应从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始②投料是一次还是分成几次③反应容器经过扩大—缩小或缩小—扩大的过程,)只要起始浓度相当,就达到相同的平衡状态。
二、等效平衡的分类在等效平衡中比较常见并且重要的类型主要有以下三种:I类:恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说(即△V≠0的体系):等价转化后,对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同。
II类:恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应来说(即△V=0的体系):等价转化后,只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。
III类:恒温恒压下对于气体体系等效转化后,只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。
解题的关键,读题时注意勾画出这些条件,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三、例题解析I类:在恒温恒容下,对于化学反应前后气体体积发生变化的可逆反应,只改变起始加入物质的物质的量,如果通过可逆反应的化学计量数之比换算成化学方程式的同一边物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。
五、等效平衡:
五、等效平衡:⑴、定义:化学平衡的建立与反应途径无关,可逆反应在相同状况下,不论从正反应开始还⑵、等效平衡的解法———极值转换法(一边倒法):无论平衡从哪个方向建立,在判断时都可根据题给条件和反应计量系数把生成物全部推算为反应物或把反应物全部推算成生成物再与原平衡加入的物质的量相比较,若物质的量“相当”,则为等效平衡。
(3)、等效平衡的分类:例1、在一定温度下,将2molN2和6molH2充入固定容积的密闭容器中,发生N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),达到化学平衡后,若保持温度不变,令a、b、c分别为N2、H2、NH3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:(1)若a=0,b=0,则c= .⑵、若a=1, c =2,则 b = .⑶、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 )、。
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wmol/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wmol/L的是()A.4molA+2molBB.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDC.3molC+1molD+1molBD.3molC+1molD3、把质量相同的N2O4和NO2分别放入体积相同的两个密闭容器a、b中,维持a、b处于相同温度,当达到平衡后,结果是()A a中N2O4百分含量比b中的高B a中压强比b中压强小C a中的气体总物质的量比b中少D a、b中各气体的百分含量对应相同4、某温度下,在固定容积的容器中,可逆反应:A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡时,测得平衡时的物质的量之比为A︰B︰C=2︰2︰1。
保持温度不变,再以2︰2︰1的体积比充入A、B和C,则()A 平衡向正方向移动B 平衡不移动C C的百分含量增大D C的百分含量可能减小5、在恒温条件下,有甲、乙两容器,甲容器为体积不变的密闭容器,乙容器为一个带有理想活塞(即无质量、无摩擦力的刚性活塞)的体积可变的密闭容器,两容器起始状态完全相同,都充有C气体,若发生可逆反应C(g) A(g)+B(g),经一段时间后,甲、乙两容器反应都达到平衡。
3类等效平衡的异同和应用
3类等效平衡的异同和应用
三类等效平衡是指三种不同的等效平衡,分别是动态等效平衡、静态等效平衡和势能等效平衡。
异同:(1)动态等效平衡:是指在变化的外部条件下,物体保持运动时的状态稳定,在质量、力矩和运动速度不变的情况下,其动能是恒定的。
(2)静态等效平衡:是指在外界条件不变的情况下,物体保持静止时的状态稳定,其势能是恒定的。
(3)势能等效平衡:是指在外部条件不变的情况下,物体保持运动或静止的势能是恒定的。
相同:三类等效平衡的共同点是:在外部条件不变的情况下,物体的动能或势能是恒定的。
应用:(1)动态等效平衡常被用于航天飞行器的姿态控制,卫星的姿态控制和导弹的姿态控制中。
(2)静态等效平衡常用于机械设备、建筑物结构和海洋石油设备的稳定性分析中,也可以用于研究物体在静止状态下的力学性能。
(3)势能等效平衡可用于研究物体在运动状态下的力学性能,也可用于船舶和水上机器人的控制。
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8
等效平衡专题一、等效平衡的概念同一可逆反应如果只是起始时加入物质的量不同,而达到平衡时同一物质的百分含量相同,则互为等效平衡。
二、三种类型:I类:恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说(即△n≠0的体系):等效转化后,对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同。
(完全等效)II类:恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应来说(即△n=0的体系):等效转化后,只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。
(相似等效)III类:恒温恒压下对于气体体系等效转化后,要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。
(相似等效)例1、在t℃时,向2L密闭容器中放入1molA和1molB,发生下列反应:A(g)+B(g)=C (g)+2D(g),平衡时C的含量为m%,保持其他条件不变,若按下列配比将物质放入容器中达到平衡时,C的含量仍为m%是A、2molA和1molBB、2molD和A、B、C各1molC、1molC和2molDD、1molC和1molD 例2、在等温等容条件下,有下列气体反应:2A(气)+2B(气)=C(气)+3D(气)。
现分别从两条途径建立平衡Ⅰ:A、B的起始浓度均为2mol/L。
Ⅱ:C、D的起始浓度分别为2mol/L和6mol/L。
下列叙述正确的是:A、Ⅰ和Ⅱ两途径最终达到平衡时,Ⅰ和Ⅱ各物质的物质的量之比为1:2B、Ⅰ和Ⅱ两途径最终达到平衡时,Ⅰ和Ⅱ各物质的百分含量之比为1:2C、达到平衡时Ⅰ途径的V A等于Ⅱ途径的V AD、达到平衡后,第Ⅰ途径混合气密度和第Ⅱ途径混合气密度的相等例3、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(g)达到平衡时,C的浓度为1.2mol/L 。
(1)容器的体积和温度不变,按下列配比作为起始物质,平衡后 C的浓度仍是1.2mol/LA、3mol C+1mol DB、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol DC、1mol A+0.5mol B+1.5mol CD、4mol A+2mol B(2)维持容器的压强和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍是1.2mol/L的是A、3mol C+1mol DB、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol DC、1mol A+0.5mol B+1.5mol CD、4mol A+2mol B练习1、在1L密闭容器中通入2mol氨气,在一定温度下,发生下列反应:2NH3=N2+3H2,达到平衡时,容器内N2的百分含量为a%,若维持容器的体积和温度都不变,分别通入下列几组物质,达到平衡时,容器内N2的含量仍为a%的是A、3molH2和1molN2B、2molNH3和1molN2C、2molN2和3molH2D、0.1molNH3,0.95molN2和2.85molH22、在一个容积固定的密闭容器中充入1molHI,建立如下平衡:H2(g)+I2 (g)=2HI(g),测得HI的转化率为a%。
浅谈等效平衡的三种模式
浅谈等效平衡的三种模式化学平衡是速率平衡、化学反应等理论的基础,是其它平衡理论的基石,是化学教学目标的内容[1],新教材对化学平衡降低难度,其仍是考点,等效平衡是重点和难点。
目前,讲解等效平衡一开始就展现解题模式,很少讲解模式的来源,学生理解困难,做题中理解体会,认识肤浅,以等效平衡为基础演变的习题解答费力。
为了让学生更好的理解等效平衡,这里对等效平衡进行剖析。
一般认为等效平衡与反应始点、条件无直接关系,只需看平衡点[2];对同一个可逆反应,无论通过什么方式达到平衡,只要在平衡点上同一组分在平衡混合体系中所占的质量分数或物质的量分数相同,则可认为这些通过不同路径达到平衡是相同效果的平衡,称为等效平衡,分为两种:一种为两个平衡点总质量一样,相同组分的质量分数也一样,称为全等平衡;另一种是总质量不一样,但相同组分的质量分数一样,称为相似平衡。
等效平衡可用平衡常数来解决,但处理较麻烦,中学等效问题是在一定条件下如恒温恒容或恒温恒压,均有规律可循。
高中阶段等效平衡分三种模式,模式一:恒温恒容时对一般可逆反应不同的投料方式如果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相同,称为全等平衡。
模式二:在恒温恒压时可逆反应以不同的投料方式反应,如果根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时,只要反应物或生成物中各组分的物质的量比例相同,称为相似平衡。
模式三:无论是恒温恒压还是恒温恒容时对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,不同投料方式如果根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时,只要反应物或生成物中各组分的物质的量比例相同,也是相似平衡。
这三种模式出现是以结论的模样展现,学生只能通过做题来验证结论的正确性,不理解这三种模式是如何推理的。
这三种模式都是在一定条件下初始投料的不同而产生等效平衡,在一定条件下如果两种不同形式的投料最终达到等效平衡,这种投料关系为等效物料。
等效物料1,描述方便投料单位均为mol,例1:一定条件下在相同容器中对N2+3H22 NH3投料:投料1为N2 1mol,H2 3mol,NH3 0mol达到平衡;投料2为N2 0mol,H2 0mol,NH3 2 mol达到平衡,经验证这两种不同物料方式形成的平衡相互等效且是全等平衡,根据两种投料方式与方程式系数的关系,学生会理解其中的规律。
高中化学专题等效平衡详解
高中化学专题等效平衡详解The document was prepared on January 2, 2021高中化学专题—等效平衡详解一、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、物质的量分数等均相同,这样的化学平衡互称等效平衡包括“全等等效和相似等效”. 理解:1只要是等效平衡,平衡时同一物质的百分含量....体积分数、物质的量分数等一定相同 2外界条件相同:通常可以是①恒温、恒容,②恒温、恒压.3平衡状态只与始态有关,而与途径无关,如:①无论反应从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始②投料是一次还是分成几次③反应容器经过扩大—缩小或缩小—扩大的过程,比较时都运用“一边...倒”倒回到起始的状态..........进行比较.二、分类一全等等效和相似等效1、全等等效:一边倒后要和标准状态数值完全相同才能等效,达到平衡后,w%百分含量,如质量分数、体积分数、物质的量分数等、n 物质的量、m 质量、V 体积等量完全相同.2、相似等效:一边倒后和标准状态数值成比例就可以等效,达到平衡后,w%一定相同,但n 、m 、V 等量不一定相同但一定成比例.二具体分析方法针对反应mAg +n Bg pCg + qDg,1、若m + n = p + q,则无论恒温恒容还是恒温恒压,都满足相似等效.例:对于反应H 2g+ I 2g 2HIg,在某温度下,向某一密闭容器中加入1molH 2和1molI 2,平衡时HI 的浓度为a,HI 的物质的量为b,则1若保持恒温恒容,开始时投入_______molHI,与上述情况等效2若保持恒温恒压,开始时投入_______molHI,与上述情况等效3若保持恒温恒容,开始时投入,还需要加入_______mol I 2和_______molHI,与上述情况等效 4若保持恒温恒压,开始时投入4molHI,则平衡时,HI 的浓度为_______,物质的量为_______2、若m + n ≠ p + q,1若恒温恒容,则满足全等等效;2若恒温恒压,则满足相似等效.例:对于反应H 2g+ 3N 2g 2NH 3g,在某温度下,向某一密闭容器中加入1molH 2和3molN 2,平衡时NH 3的浓度为a,NH 3的物质的量为b,则1若保持恒温恒容,开始时投入_______mol NH 3,与上述情况等效,平衡时NH 3的浓度为_______,NH 3的物质的量为_______;若保持恒温恒容,开始时投入,还需要加入_______mol N 2和_______mol NH 3与上述情况等效,平衡时NH 3的浓度为_______,NH 3的物质的量为_______;若保持恒温恒容,为了达到与上述情况等效,NH 3的物质的量的取值范围为_________________,平衡时NH 3的浓度为_______,NH 3的物质的量为_______2若保持恒温恒压,开始时投入_______mol NH 3,与上述情况等效;若保持恒温恒容,开始时投入,还需要加入_______mol N 2和_______mol NH 3与上述情况等效;若保持恒温恒压,开始时投入4molNH 3,平衡时NH 3的浓度为_______,NH 3的物质的量为_______三、典型例题例1、将6molX 和3molY 的混合气体置于密闭容器中,发生如下反应:2X g+Yg 2Z g,反应达到平衡状态A 时,测得X 、Y 、Z 气体的物质的量分别为、和.若X 、Y 、Z 的起始物质的量分别可用a 、b 、c 表示,请回答下列问题:1若保持恒温恒容,且起始时a=,且达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A 相同,则起始时b 、c 的取值分别为 , .2若保持恒温恒压,并要使反应开始时向逆反应方向进行,且达到平衡后各气体的物质的量与平衡A 相同,则起始时c 的取值范围是 .例2、将6molX 和3molY 的混合气体置于容积可变的密闭容器中,在恒温恒压发生如下反应:2Xg+Yg 2Z g,反应达到平衡状态A 时,测得X 、Y 、Z 气体的物质的量分别为、和.若X 、Y 、Z 的起始物质的量分别可用a 、b 、c 表示,若起始时a=,且达到平衡后各气体的体积分数与平衡状态A 相同,则起始时b 、c 的取值分别为 , .四、巩固练习1、在1L 的密闭容器中通入2molNH 3,在一定温度下发生下列反应:2NH 3N 2+3H 2,达到平衡时,容器内N 2的百分含量为a%.若维持容器的体积和温度都不变,分别通入下列初始物质,达到平衡时,容器内N 2的百分含量也为a %的是A .3molH 2+1molN 2B .2molNH 3+1molN 2C .2molN 2+3molH 2D .++2、在密闭容器中发生反应2SO 2+O 2 2SO 3g,起始时SO 2和O 2分别为20mol 和 10mol,达到平衡时,SO 2的转化率为80%.若从SO 3开始进行反应,在相同的条件下,欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同,则起始时SO 3的物质的量及SO 3的转化率分别为A 、10mol 10%B 、20mol 20%C 、20mol 40%D 、30mol 80%3、在一密闭的容器中充入2 mol A 和1 mol B 发生反应:2Ag +Bg== x Cg,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 : mol 、B : mol 、C : mol 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 4、在温度、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,测得反应达到平衡时的有关数据如下已知223N (g)3H (g)2NH (g)+= 92.4H ∆=-kJ·mol 1-:容器甲 乙 丙 反应物投入量1mol N 2、3mol H 2 2mol NH 3 4mol NH 3 平衡时NH 3的浓度mol·L 1-c 1 c 2 c 3 反应的能量变化放出a kJ 吸收b kJ 吸收c kJ 体系压强Pap 1 p 2 p 3反应物转化率下列说法正确的是A .132c c >B .92.4a b +=C .232p p <D .13αα1+<5、在一定温度下,把2mol SO 2和1mol O 2通入一定容积的密闭容器中,发生如下反应,22O SO 2+3SO 2,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 分别代表初始时加入的322SO O SO 、、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,才能保证达到平衡状态时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡完全相同.请填空:1若a=0,b=0,则c=___________.2若a=,则b=___________,c=___________.3a 、b 、c 的取值必须满足的一般条件是___________,___________.请用两个方程式表示,其中一个只含a 和c,另一个只含b 和c6、如图所示,在一定温度下,把2体积N2和6体积H2通入一个带有活塞的容积可变的容器中,活塞的一端与大气相通,容器中发生以下反应:22H 3N +3NH 2正反应放热,若反应达到平衡后,测得混合气体的体积为7体积.据此回答下列问题:1保持上述反应温度不变,设a 、b 、c 分别代表初始加入的N 2、H 2和NH 3的体积,如果反应达到平衡后混合气体中各气体的体积分数仍与上述平衡相同,那么:①若a=1,c=2,则b=_________.在此情况下,反应起始时将向_________填“正”或“逆”反应方向进行.②若需规定起始时反应向逆反应方向进行,则c 的取值范围是_________.2在上述装置中,若需控制平衡后混合气体为体积,则可采取的措施是_____,原因是_______.7、一恒温、恒压下,在一个容积可变的容器中发生如下反应:)g (B )g (A +)g (C 1若开始时放入1mol A 和1mol B,达到平衡后,生成a mol C,这时A 的物质的量为_____ mol. 2若开始时放入3mol A 和3mol B,达到平衡后,生成C 的物质的量为________mol.3若开始时放入x mol A 、2mol B 和1mol C,达到平衡后,A 和C 的物质的量分别为y mol 和3a mol,则x=________,y=________.平衡时,B 的物质的量________填编号.甲大于2mol 乙等于2mol 丙小于2mol 丁可能大于、等于或小于2mol4若在3的平衡混合物中再加入3mol C,待再次达到平衡后,C 的物质的量分数是___________.二若维持温度不变,在一个与一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1mol A 和1mol B 到达平衡后生成b mol C.将b 与1小题中的a 进行比较__________填编号.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____________.。
专题5等效平衡
等效平衡专题1、等效平衡的原理:在外界条件一定时,对于同一可逆反应,无论从正反应开始,还是从相应的逆反应开始,或者从某中间态开始,反应达到平衡时,反应混合物中各组分的百分含量分别相同,化学平衡状态相同,即为等效平衡。
2、等效平衡的常见模型(1)恒温恒容量相当①含义:恒温恒容条件下的体积可变的可逆反应,两种起始方式加入的物质的量可能不同,但通过方程式系数关系换算,将两种方式转化为方程式同一侧物质时(归零),数值完全相同,则两种方式达到的平衡为等效平衡。
②特点:起始量不同,平衡时各组分的浓度、物质的量、质量或百分含量压强、密度等完全相同例1、T 0C,体积不变的容器中加入1mol A,1mol B,发生反应。
A (g)+ B(g) C(g) + 2D(g),达平衡C%=m%保持T 0C,V不变,按下列配比作为起始量达平衡C%仍是m% A、0.1 mol A 1 mol B B、2 mol D 1 mol A 1mol BC、1 mol C 2 mol DD、1 mol C 1 mol D分析:(2)恒温恒压成比例①含义:对于恒温恒压下的可逆反应(体积可变的反应或体积不变的反应),两种起始方式加入物质的量不同,但通过方程式系数关系换算,将两种方式转化为方程式同一侧物质时,两种情况成比例,则两种方式达到的平衡为等效平衡。
②特点:起始量不同,平衡时,各组分的浓度、百分含量、压强、密度完全相同,但物质的量、质量、体积成倍数关系。
例2、同一T、P下,V可变的容器,加入NH3、O2各0.5 mol,4NH3(g) +5O2 (g) = 4NO(g) + 6H2O(g)达平衡NH3 %=25%,若T、P不变,下列各量为起始量,反应达平衡时,NH3 仍为25%的()A、4 mol NH3 +5 mol O2B、4 mol NO + 6 mol H2OC、6 mol NO +6 mol H2OD、2 mol NH3+8 mol NO +12 mol H2O分析:(3)体积不变成比例①含义:对于反应前后气体体积不变的可逆反应,无论恒温恒压还是恒温恒容,两种起始方式加入的物质的量不同,但通过方程式系数换算将两种方式转换为方程式同一侧物质时,两种情况成比例,则两种方式达到的平衡为等效平衡。
第3讲 等效平衡和平衡综合
第3讲等效平衡和平衡综合一、等效平衡1.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,均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。
2.等效模型:在化学平衡中经常会遇到对已达平衡的某反应体系继续投入一定量的反应物或生成物,再次达到平衡后讨论其浓度、压强、转化率等的变化趋势,并与起始平衡时的状态进行比较。
一般的解题思路是在这两个平衡状态之间建立一个中间状态,进行分步讨论:此中间状态和第一次反应达到的平衡为等效平衡,通过改变外界条件瞬间改变该中间状态,根据平衡移动原理该状态最终趋于新的平衡。
可通过中间状态的移动判断改变条件后的平衡移动所造成的相关量的变化。
31.BC在一固定容积的密闭容器中,加入m mol A和n mol B,发生下列反应:mA(g) + nB(g)pC(g),平衡时C的浓度为w mol/L。
若维持容器体积和温度不变,起始时放入a mol A、b mol B、c mol C,要使平衡后C的浓度仍为w mol/L,则a、b、c必须满足的关系是A.a : b : c = m : n : p B.a : b = m : n ;apm+ c = pC.mcp+ a = m ;ncp+ b = n D.a =m3;b =n3;c =2p32.BC在一个固定体积的密闭容器中,充入2 mol A和1 mol B发生反应:2A(g) + B(g)xC(g),达到平衡后,C的体积分数为w%。
若维持容器体积和温度不变,按0.6 mol A、0.3 mol B和1.4 mol C为起始物质,达到平衡后,C 的体积分数仍为w%,则x =A.1 B.2 C.3 D.43.C已知H2(g) + I2(g)2HI(g) △H <0。
高考化学冲刺,等效平衡知识总结 _0
高考化学冲刺,等效平衡知识总结
一、概念
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,而达到化学平衡时,同种物质的百分含量相同,这样的平衡称为等效平衡。
二、等效平衡分类及规律
三、等效平衡判断四步曲
第一步:观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数),判断反应是反应前后气体体积不变的可逆反应还是反应前后气体体积改变的可逆反应;
第二步:挖掘反应条件,是恒温恒容还是恒温恒压,注意密闭容器不等于恒容容器;
第三步:采用一边倒法,将起始物质按可逆反应化学计量数之比转化成同一边的物质;
第四步:联系等效平衡判断依据,结合题目条件判断是否达到等效平衡。
1。
等效平衡的模型解读与应用探析
的量分别增加 1 mol、0. 5 mol、1 mol,此时对应的 比例不变,第二步还需将 B 物质再增加 0. 5 mol, 显然平衡会正向移动。D 选项的分析同理,将其 设计为: 先将 A、B、C 物质 的 量 分 别 减 小 1 mol、 0. 5 mol、1 mol,此时物质的对应比例不变,然后将 物质 B 再减小 0. 5 mol,显然打破了平衡,平衡会 逆向移动。故答案为 C。
中 学 化 学 2019 年 第 2 期
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檭檭檭殐 备课札记
等效平衡的模型解读与应用探析
浙江省德清县高级中学 313200 沈亦强
等效平衡作 为 研 究 化 学 平 衡 的 重 要 内 容 ,对 于整个化学知识体系的构建具有一定的意义。根 据反应的温度、压强、容积、可逆反应的系数是否 相等,可以分为恒温恒压、恒温恒容等系数和恒温 恒容不等系数三 个 类 型 ,对 于 不 同 类 型 的 等 效 平 衡可以采用对应 的 模 型 来 分 析 ,下 面 将 深 入 探 究 三类等效平衡模型。
式的左侧转化,则 n( A) ∶ n( B) = 2∶ 1,符合等效平
衡; ②若 Δn( g) ≠0,则需要投料转化后的组分物
质的量完全一致,同 样 将 第 二 次 的 投 料 向 左 侧 转
化,n( A)
= 0. 6
mol + 1. 4
mol ×
x 2
= 2,解得 x = 2,
故答案为 B 和 C。
方法总结: 在利用恒温恒压变量模型时首先 需要对反应的条 件 进 行 确 定 ,一 般 考 题 不 会 明 确 给出压强不变的条件,需要根据容器的体积变化 来判断,若容积可变,则当容器内的气体体积发生 变化时就 会 改 变 容 器 的 体 积,相 应 的 压 强 不 变。 另外利用 该 模 型 进 行 分 析 时,可 以 依 据“组 分 比 例不变,平衡依然等效“原理,将投料方式进行分 步,首先进行等比例投料,然后进行补充投料,只 要保证整个投料总量相等即可。
等效平衡问题的基本模型及例题
等效平衡问题的基本模型等效平衡问题是高中化学中《化学平衡》这一章的一个难点,也是各级各类考试的重点和热点。
学生如何正确理解并运用相关知识进行解题是非常必要的。
经过对大量试题的对比分析,笔者认为可以归纳为以下三种情形:完全等效平衡,这类等效平衡问题的特征是在同T、P、V的条件下,同一化学反应经过不同的反应过程最后建立的平衡相同。
解决这类问题的方法就是构建相同的起始条件。
下面看例题一:【例题一】:温度一定,在一个容器体积恒定密闭容器内,发生合成氨反应:N2+3H2 2NH3。
若充入1molN2和3molH2,反应达到平衡时NH3的体积百分含量为W%。
若改变开始时投入原料的量,加入amolN2,bmolH2,cmolNH3,反应达到平衡时,NH3的体积百分含量仍为W%,则:①若a=b=0,c=②若a=0.75,b= ,c=③若温度、压强恒定,则a、b、c之间必须满足的关系是分析:通过阅读题目,可以知道建立平衡后两次平衡之间满足同T、P、V,所以可以断定是完全等效平衡,故可以通过构建相同的起始条件来完成。
N2 +3H2 2NH3起始条件Ⅰ:1mol 3mol 0起始条件Ⅱ:amol bmol cmol(可以把cmolNH3全部转化为N2,H2)转化:0.5cmol 1.5cmol cmol构建条件:(a+0.5c)mol (b+1.5c)mol 0要使起始条件Ⅰ和起始条件Ⅱ建立的平衡一样,那么必须是起始条件Ⅰ和构建条件完全相同。
则有:(a+0.5c)mol = 1mol (b+1.5c)mol = 3mol其实这两个等式就是③的答案,①②的答案就是代入数值计算即可。
不完全等效平衡,这类等效平衡问题的特征是在同T、P不同V的条件下,同一化学反应经过不同的反应过程最后建立的平衡中各成分的含量相同。
解决这类问题的方法就是构建相似的起始条件,各量间对应成比例。
下面看例题二:【例题二】:恒温恒压下,在一个可变容积的容器中发生中下反应:A(g)+B(g) = C(g) (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。
化学等效平衡问题解题策略
化学等效平衡问题解题策略摘要:“化学反应原理”中化学等效平衡原理抽象难懂,教师的教和学生的学都比较困难,将等效平衡问题分类归纳,并根据相关原理建立相应的思维模型,可以有效地帮助师生解决难题。
关键词:等效平衡;思维模型;解题策略一、等效平衡的判断(一)等效平衡的定义对于同一可逆反应,在一定条件下,以不同投料方式进行反应,只要达到平衡时,各组分的百分含量相等,这样的化学平衡即称为等效平衡。
(二)等效平衡的分类规律化学平衡的建立与反应途径无关,从正反应或逆反应开始或从中间阶段开始都可以建立平衡状态,某一化学反应所等达到的限度(化学平衡状态)由温度决定,可用化学平衡常数进行分析。
因此在温度不变的情况下,可改变投料方式,通过不同的途径来达到同一平衡状态。
但等效平衡只要求所达平衡各组分的百分含量相等即可,因此等效平衡又可分为完全等效(相对量、绝对量均相等),不完全等效(相对量相等,绝对量不相等)。
据此将等效平衡分为三类:■说明:绝对量指各组分的量(如n、m、v);相对量指各组分的百分含量(如气体体积分数、物质的量的百分含量等)。
二、等效平衡的应用(一)运用等效平衡思维解决不等效平衡问题1.等温等容条件下反应前后气体物质的量变化的反应例1:在一定温度下,容积固定的密闭容器中充入1mol nh3,建立如下平衡,n2+3h2■2nh3测得nh3的转化率为a%,保持其它条件不变,再充入1molnh3,测得nh3的转化率为b%,比较a与b 的大小。
变式1:在一定温度下,容积固定的密闭容器中充入1mol n2和3molh2,建立如下平衡,n2+3h2■2nh3,测得nh3的体积分数为a%,保持其它条件不变,再充入1moln2和3molh2,测得nh3的体积分数为b%,比较a与b的大小。
解析:例1与变式1所做的条件改变为整个反应的量变引起体系压强变化的问题,以例1为例建立思维转变模型(如图1-1)。
a、b、c为三个体积相同的完全等效容器,容器内各组分的含量和百分量均相等,将b、c间隔板抽去,此时容器内百分量不变,组分含量为a的两倍。
等效平衡的类型及解题思路
化学平衡中的等效平衡的类型及解题思路[等效平衡的概念]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,任何相同物质的含量(体积分数、质量分数或物质的量分数)都相同的化学平衡互称等效平衡。
可分为“全等效”平衡和“相似等效”平衡。
判断等效平衡的方法: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。
[等效平衡的类型]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表:[各种不同类型的等效平衡的解题思路]一、恒温恒容(定T、V)的等效平衡1.在定T、V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边物质的物质的量与原平衡相同,则二平衡等效。
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,则二平衡等效。
二、恒温恒压(定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平衡时左右两边同一边物质的物质的量之比。
即: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。
例1.在一个固定体积的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生反应2A(g)+B(g) 2C(g),达到平衡时,C的物质的量浓度为K mol/L,若维持容器体积和温度不变,按下列配比作为起始物质,A.4 molA+2 molB B.2 molA+1 molB+2 molC C.2 molC+1 molB D.2 molC E.1 molA+0.5 molB+1 molC①达到平衡后,C的物质的量浓度仍是K mol/L的是(DE )②A项平衡时,c(C)与2K mol/L的关系?分析:→扩大一倍 若平衡不动,则[C]=2K mol/L ,现右移∴>2K mol/L③ 平衡时各选项中C 的平衡浓度c (C)的大小顺序。
等效平衡原理及规律
等效平衡原理及规律等效平衡原理和规律一、等效平衡原理在一定条件下(定温、定压或定温、定容),对于同一可逆反应,只要起始时加入物质的量不同,到达平衡时,同种物质的物质的量或物质的量分数(或体积分数)相等,这种平衡称为等效平衡。
例如,在常温常压下,可逆反应:2SO2 + O2 ⇌ 2SO2① 2mol 1mol 0mol② 0mol 0mol 2mol③ 0.5mol 0.25mol 1.5mol从正反应开始的①、从逆反应开始的②和从正逆反应同时开始的③,都是等效平衡,因为如果按照方程式的计量关系折算成同一方向的反应物,各组分的物质的量均相等(如将②、③折算为①)。
二、等效平衡规律根据反应条件(定温、定压或定温、定容)以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否相等),可以将等效平衡问题分为三类:I。
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,只改变起始时加入物质的量。
如果可通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同,则两个平衡是等效的。
例如,对于反应2A(g) + B(g) ⇌ 3C(g) + D(g),在一固定体积的密闭中,加入2 mol A和1 mol B发生反应,达到平衡,C的浓度为XXX如果维持体积和温度不变,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B和D选项。
II。
在恒温、恒容条件下,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)的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效。
例2.在恒温恒容下,可逆反应2HI(气)⇌H2(气)+I2(气)达平衡。
下列四种投料量均能达到同一等效平衡,求起始状态物质的量n/mol。
解析:根据题干n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=1:2:n(HI)平衡=2a根据反应:2HI(气)⇌H2(气)+I2(气),起始状态1mol HI⇌0.5mol H2+0.5mol I2根据题干n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=1:2:a则n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=0.5:1:0.5a则H2和I2原有物质的量应为和1-0.5=0.5mol设起始HI为x mol,∵x mol HI⇌0.5x mol H2+0.5x mol I2 n(H2)起始=(m+0.5x) mol,n(I2)起始=(g+0.5x) mol又∵n(H2)起始:n(I2)起始=(m+0.5x):(g+0.5x)=1:2∴x=2(g-2m)设n(HI)平衡为y mol。
等效平衡
2molNH3
1.5molH2 0.5molN2 1mol ____NH3
A
B
C
达平衡后,三个容器中H2、N2、NH3 物质的量 浓度 百分含量 —————、_____、_______分别相等。
—
类型一 定温、定容条件下的等效平衡
同一可逆反应,不同的起始状态,达平 物质的量 衡时,体系中各同种组分的_________ 相同。(同种组分的_____和________ 浓度 百分含量 均相同) 判断方法 把不同的起始状态,通过化 学方程式中的计量数,换算成同一边 物质(反应物一边或生成物一边), 物质的量 如果各反应物或生成物的________相 同,则是等效平衡。
• 2004北京 14. 在一定温度下,一定体积的 密闭容器中有如下平衡: • H 2( 气 ) + I2 ( 气 ) 2H I( 气 ) 1 • 已知H2和I2的起始浓度均为 0 .10 mol L时, 1 达平衡时HI的浓度为 。若H2和 0 . 16 mol L 1 I2的起始浓度均变为 ,则平衡 0 . 20 mol L 时H2的浓度( ) mol 是L 1 • A. 0.16 B. 0.08 C. 0.04 D. 0.02
例3、在一定容密闭容器中,保持一定的温度,在 一定条件下进行以下反应: A(g)+2B(g) 3C(g),已知加入1molA和3molB, 达到平衡后,生成amolC。 (1)达到平衡时,C在反应混合物中的百分含量 25a% 是______(用字母a表示) (2)在相同的实验条件下,若在同一容器中改为 加入2molA和6molB,达到平衡后,C物质的量为 2a ______mol (用字母a表示) 。此时C在反应混合 不变 气中的百分含量_______(填增大、减小或不变)。 (3)在相同的实验条件下,若在同一容器中改为 加入2 mol A和8 mol B,若要求平衡后C在反应混 6 合物中的含量不变,则还应加入C_____ mol
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[练习2]相同容积的四个密闭容器中,进行相同的可逆反应: 2A(g)+B(g) 3C(g)+2D(g)
A:2mol
甲 B:1mol 乙
A:1mol
丙
A:2mol
丁
A:1mol
B:1mol
B:2mol
B:2mol
在相同温度下建立平衡时,A或B的转化率大小关系为 A、D A、A的转化率为:甲<丙<乙<丁
① ② ③
SO2 2 0 1.5 a
起始状态物质的量 O2 SO3 1 0 任意值>0 0
0.75
b
任意值>0
c
确定a、b、c的关系。
a/b=2
c为任意值
思考:若条件为容器体积可变,定温、定压会怎样?
[练习1] 在一固定容积的密闭容器中,充入3molA和 1molB,发生反应:3A(g)+B(g) xC,达平衡后, C的物质的量分数为w。若体积、温度都不变,以 0.9molA、0.3molB和1.4molC为起始物质,达到平衡 后,C的物质的量分数也为w,则x的值是( AC ) A. 4 B. 3 C. 2 D. 1 另一种情况是:当x=4时,方程式左右两边计量 分析题意: 平衡 0.9molA 3molA 3A + B xC 数之和相等,加压或减压不能使平衡发生移动,不 0.3molB 1molB 状态 平衡 3molA 能改变C的物质的量分数。只要起始投料比相等就 起始(1) 3mol 1mol 00.9molA 1.4molC 0.3molB 1molB 状态 可建立等效平衡。正好题中所给(1)3molA与1molB, 1.4molC 起始(2) 0.9mol 0.3mol 1.4mol 起始 起始 (2)0.9molA,0.3molB,1.4molC,两情况投料比均 起始 相当于变化 起始 2.1mol 0.7mol 1.4mol 为当C=0mol时,A与B物质的量之比为3∶1,所 在恒温、恒容下达同一平衡,则投入物质必相当。即 即计量数比为3∶1∶2,所以x=2 以x也可以为4。
B、A的转化率为:甲<乙<丙<丁
C、B的转化率为:甲>丙>乙>丁 D、B的转化率为:甲>乙>丙>丁
[练习3]在温度相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物, 保持恒温、恒压,发生反应CH3OCH3(g)+H2O(g) 2CH3OH(g);△H=37kJ· -1,测得反应达到平衡时的有关数 mol 据如下:
(3)实验测得该反应的ΔH = 50.5 kJ· mol-1,活化能Ea = 90.4 kJ· mol-1。下列能量关系图合理的是 D 。
练习4. [2012· 浙江理综化学卷27](15分)物质(t-BuNO)2在正庚烷溶 2(t-BuNO) 。 剂中发生如下反应:(t-BuNO)2 (4)该反应的ΔS > 0(填“>”、“<”或“=”)。在 较高 (填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。 (5)随着该反应的进行,溶液的颜色不断变化,分析溶液颜色与 反应物(或生成物)浓度的关系(即比色分析),可以确定该化 学反应的速率。用于比色分析的仪器是 C 。 A.pH计 B.元素分析仪 C.分光光度计 D.原子吸收光谱仪 (6)通过比色分析得到30℃时(t-BuNO)2浓度随时间的变化关系 如下图所示,请在同一图中绘出t-BuNO浓度随时间的变化曲线。
K
2 c 0 c 0 1
2
4 0 . 5 0 . 65 0 . 65 1 0 . 65
mol L
1
2 . 4 mol L
-1
练习4. [2012· 浙江理综化学卷27](15分)物质(t-BuNO)2在正庚烷溶 2(t-BuNO) 。 剂中发生如下反应:(t-BuNO)2
等效平衡三个模型
1.恒温恒容,一边倒等投料(气体体积可变) 2.恒温恒容,一边倒等比例(气体体积不变) 3.恒温恒压,一边倒等比例(气体体积无论变与不变)
恒容or恒压?
气体体积不变or变化?
1、恒温恒容(T、V一定)条件下的等效平衡
——恒温恒容,一边倒等投料
例:对于2SO2+O2 2SO3反应,在温度和容积保持 一定的条件下,起始物质如下表中所示,若到达平衡 时,各物质的物质的量相同,则算出对应的数值。 SO2 2 0 1.5 a 起始状态物质的量 O2 SO3 1 0 0 2
BC
练习4.[2012· 浙江理综化学卷27](15分)物质(t-BuNO)2在正庚烷 2(t-BuNO) 。 溶剂中发生如下反应:(t-BuNO)2 (1)当(t-BuNO)2的起始浓度(c0)为0.50 mol·-1时,实验测得 L 20℃时的平衡转化率(α)是65 %。列式计算20℃时上述反应的 平衡常数K = 。 (2)一定温度下,随着(t-BuNO)2的起始浓度增大,其平衡转化 率 减小(填“增大”、“不变”或“减小”)。 已知20℃时该反应在CCl4溶剂中的平衡常数为1.9,若将反应溶 剂正庚烷改成CCl4,并保持(t-BuNO)2起始浓度相同,则它在CCl4 溶剂中的平衡转化率 小于 (填“大于”、“等于”或“小于” )其在正庚烷溶剂中的平衡转化率。
① ② ③
0.75
b
0.5
c
确定a、b、c的关系。
a+c=2
b+c/2=1
2、恒温恒压(T、P一定)条件下的等效平衡
——恒温恒压,一边倒等比例 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: 2SO (g)+O (g) 催化剂 2SO (g)
2 2 3
到达平衡后,若各物质的百分含量相同,完成下列表格。