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等效平衡原理及规律
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一、等效平衡原理及规律相同条件下,同一可逆反应体系,不管从正反应开始,还是从逆反应开始,只要按反应方程式中的化学计量之比投入反应物或生成物,建立起新的平衡状态都有是相同的,这就是所谓等效平衡原理。
由于化学平衡状态与条件有关,而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)完全相同,则可形成等效平衡。
如:常温常压下,可逆反应;2SO 2 + O 2 ≒ 2SO 3 ① 2mol 1mol 0mol ② 0mol 0mol 2mol ③ 0.5mol 0.25mol 1.5mol①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计量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①在定温、定容条件下,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物质的量,如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等效。
②在定温、定容情况下,对于反应前后气体分子数的改变的可逆反应,只要反应物(或生成物)的物质的量的比值与原平衡相同,两平衡等效。
③在定温、定压下、改变起始时加入物质的量,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。
[典型例题]例1、在一定的温度下,把2molSO 2和1molO 2通入一个一定容积的密闭容器中里发生如下反应:2SO 2 +O 2 ≒ 2SO 3 当此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 、 分别代表初始里加入SO 2、、、O 2、和SO 3 的物质的量,如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体积分数仍跟上述平衡完全相同,请填写下列空白:①若a=0,b=0时,则c=②若a=0.5,则 b= 和c= ③a 、 b 、 c 必须满足的一般条件(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c ): 。
等效平衡原理及规律总结
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等效平衡原理及规律总结1. 什么是等效平衡原理?等效平衡原理,听起来是不是有点高大上?其实它的意思就是把复杂的事情简化,找到两者之间的平衡点,就像我们平常说的“各取所需”。
咱们生活中常常会遇到这样的情况,比如说,朋友之间互相借东西,彼此之间都希望能够不亏。
这个原则在科学、经济甚至人际关系中都能找到身影。
1.1 这个原理在科学里是怎么用的呢?我们常常看到物理公式,比如力、能量这些东西,都是在寻找一种平衡状态。
就好比一辆车在行驶时,前后、左右的力要均衡,不然可就容易翻车了。
1.2 在经济学上,等效平衡原理也大显身手。
市场供需关系就是个经典案例,需求上去了,价格就跟着涨,供给上去了,价格又会掉。
人们在这场“博弈”中追求一种心理上的平衡,就像玩游戏,必须找准自己的位置才能赢。
2. 等效平衡的应用实例说到这儿,大家可能会问,这个原理具体应用在哪儿呢?别急,我这就给你讲几个生动的例子。
2.1 比如说,家庭日常开支。
大家都知道,家庭开支就像是一个大锅,锅里要放什么材料,放多少,得讲究讲究。
如果每个月工资都用来吃喝玩乐,那没几天就得喝西北风。
为了保持家里的“经济平衡”,咱们得合理规划支出,把钱用在刀刃上,这样才能“财源滚滚来”。
2.2 再说说职场上的事情。
你可能听过“工作与生活平衡”这个词,实际上就是在说等效平衡原理。
工作上拼命加班,结果身体累得像个瘫,生活中也没啥乐趣。
咱们要做到工作与生活两手抓,才能活得开心,这样才能长久。
3. 等效平衡的规律接下来,我们聊聊等效平衡原理的几个小规律。
虽然名字听起来像科学家发明的,但其实很接地气。
3.1 第一个规律是“均衡取舍”。
在任何情况下,都得学会放下点东西,才能得到更多。
比如你在选择工作时,可能要在高薪和兴趣之间做出取舍。
要是总想把所有的好处都捞到手,那最后可能啥都没了。
3.2 第二个规律是“动态平衡”。
就像骑自行车一样,如果不往前走,那就很容易摔倒。
生活中也是,环境在变化,我们的选择也要不断调整,才能保持平衡。
等效平衡原理及规律
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等效平衡原理及规律等效平衡原理是物理学中的一个基本原理,它是指在一些特定条件下,一些物理量之间的等效关系。
根据这个原理,我们可以用一些已知的物理量来推导和计算其他未知的物理量。
等效平衡规律是指在等效平衡条件下,物理系统所满足的关系。
在物理学中,等效平衡原理有很多具体的应用,下面我们分别来介绍一些常见的等效平衡原理和规律。
1.电阻的串并联等效原理根据欧姆定律,电阻和电流之间的关系可以用电阻的阻值来描述。
在串联电路中,多个电阻相连,电流通过每个电阻都相同,而总电阻等于每个电阻的阻值之和;在并联电路中,多个电阻并连,总电流分成多条路径通过每个电阻,而总电阻等于所有电阻阻值的倒数之和的倒数。
这就是电阻的串并联等效原理。
2.电容的串并联等效原理电容的电量和电压之间的关系可以用电容的电容量来描述。
在串联电路中,多个电容相连,总电压分为多个电容之间的电压之和,而总电容等于每个电容的电容量之和;在并联电路中,多个电容并连,总电压相同,而总电容等于所有电容电容量的和。
这就是电容的串并联等效原理。
3.电压的分配和电流的合成规律在串联电路中,总电压等于每个电阻上的电压之和;在并联电路中,总电流等于每个电阻上的电流之和。
这就是电压的分配和电流的合成规律。
4.质点的力的合成和分解原理当一个质点受到多个力的作用时,可以采用力的合成和分解原理来求解结果力。
力的合成原理指的是,如果一个质点受到多个力的作用,可以用一个单一的力来代替这些力的合力,合力等于各个力的矢量和;力的分解原理指的是,可以将一个力分解为多个力的合力,合力等于原力。
这个原理可以用来推导和计算各种物体受力的情况。
5.力矩的平衡和转动定律力矩是力对物体产生转动效应的物理量。
根据动力学中的平衡条件,当处于平衡状态时,物体所受合外力和合外力矩都为零。
利用力矩的平衡条件,我们可以推导出转动定律,即力矩等于物体的转动惯量和角加速度的乘积。
综上所述,等效平衡原理和规律在物理学中有着广泛的应用,能够帮助我们理解和解决各种物理问题。
等效平衡原理
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等效平衡原理
1.等效平衡: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“同一平衡状态”)。
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反应容器经过先扩大后缩小或先缩小后扩大的过程,只要起始浓度相当,就达到相同的平衡状态。
32. 已知t ℃、101kPa 时容积可变的密闭容器中充入2molA 和1molB,此时容器的体积为V L,
发生反应2A(g)+B(g) 2C(g),达平衡时,C 的体积分数是0.4。
(10分)
(1)若恒温恒压时,开始充入4molC ,达平衡时C 的体积分数是 ,容器的体积为 L 。
(2)若另选一容积不变的密闭容器,仍控制温度为t ℃,开始充入4molA 和2molB,反应达平衡时C 的体积分数是0.4,压强为101kPa 。
则该容器的体积为 L 。
(3)若控制温度为t ℃,另选一容积不变的密闭容器,其体积为VL, 开始充入一定量的A 和B,达到平衡时C 的体积分数仍是0.4,则开始充入的A 和B 物质的量应满足 a<n A /n B <b,其中a 为 ,b 为 。
等效平衡原理及规律
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等效平衡原理及规律一、等效平衡原理在一定条件(定温、定压或定温、定容)下,对于同一可逆应,只要起始时加入物质的物质的量不同,而达到平衡时,同种物质的物质的量或物质的量分数(或体积分数)相同,这样的平衡称为等效平衡。
如,常温常压下,可逆反应:2SO2 + O2 2SO3 SO2、O2、SO2的物质的量分别为①2mol 1mol0mol②0mol 0mol 2mol③①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计量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),可将等效平衡问题分成三类: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物质的量,如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,则两平衡等效。
例1.在一固定体积的密闭容器中,加入2 mol A和1 mol B发生反应2A(g)+B(g)3C(g)+D(g),达到平衡,c的浓度为w mol/L。
若维持容器体积和温度不变,下列四种配比作为起始物质,达平衡后,c 的浓度仍为w mol/L的是A. 4 mol A +2 mol BB. 1 mol A+ mol B+ mol C+ mol DC. 3 mol C+1 mol D +1 mol BD. 3 mol C+1 mol D解析:根据题意:2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g) (反应1)<==> 2A(g)+B(g)==3C(g)+ D(g)(反应2)2mol 1mol 0 0 0 0 3mol 1mol2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g) (反应3)<==> 2A(g)+B(g)== 3C(g) + D(g)(反应4)1mol 0 0 0 0所以,以3 mol C+1 mol D或以1mol A+ mol B+ C+ mol D作为起始物质均可形成与反应(1)等效的平衡。
等效平衡文档
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等效平衡原理规律及应用一、等效平衡原理:在一定条件(定温、定压或定温、定容)下,对于同一可逆应,只要起始时加入物质的物质的量不同而达到平衡时,同种物质的物质的量或物质的量分数(或体积分数)相同,这样的平衡称为等效平衡。
即对于一个确定的可逆反应,化学平衡状态只与条件(T、c、p)有关,而与建立平衡的途径无关。
如,常温常压下,可逆反应:2SO2 + O22SO3① 2mol 1mol 0mol② 0mol 0mol 2mol③ 0.5mol 0.25mol 1.5mol①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计量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: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),可将等效平衡问题分成三类:1 .在定温(T)定容(V)条件下,对于反应前后气体分子数改变(方程式两边气体的系数之和不等)的可逆反应只改变起始时加入物质的物质的量,如通过可逆反应的化学计量数比完全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。
例1.在一固定体积的密闭容器中,加入2 mol A和1 mol B发生反应2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g),达到平衡,c的浓度为w mol/L。
若维持容器体积和温度不变,下列四种配比作为起始物质,达平衡后,c的浓度仍为w mol/L的是()A. 4 mol A +2 mol BB. 1 mol A+0.5 mol B+1.5 mol C+0.5 mol DC. 3 mol C+1 mol D +1 mol BD. 3 mol C+1 mol D此种情况下各平衡体系中相同。
变式训练1、. 在一定温度下,把2molSO2和1molO2通入某固定容积的密闭容器中,在催化剂存在下发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),当反应达到平衡时,反应混合物中SO3的体积分数为91%,现维持容器内温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2、SO3的物质的量,若达到平衡时,SO3的体积分数仍为91%,则a、b、c的值可以是下列各组中的()A. 2、1、2B. 0、0、1C. 1、0.5、1D. 1、0.5、2变式训练2. t0C在VL固定容积的密闭容器中加入vmol N2和3vmol H2,当反应N2+3H2 2NH3达平衡时,混合气体中N2、H2、NH3分别为A、B、Cmol,仍在t0C,若只改变起始物的加入量,但要维持A、B、C值不变,则在N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示,应满足的条件是:(1)若X=0,Y=0,则Z=_______(2) 若X=0.75vmol,则Y=________ Z=________(3) X、Y、Z应满足的一般条件,用X、Y、Z的方程式表示式是______________________________、________________________2.在定温(T)定容(V)条件下,对于反应前后气体分子数不变(方程式两边气体的系数之和相等)的可逆反应,完全转化后只要反应物(或生成物)的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效。
等效平衡原理
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①增加A量,平衡向正反应方向移动,A的转化率降低, 增加A 平衡向正反应方向移动,A的转化率降低, ,A的转化率降低 的转化率升高; B的转化率升高; ②若按原比例同倍数增加A、B的量。平衡向正反应方向移动, 若按原比例同倍数增加A 的量。平衡向正反应方向移动, 转化率取决于气体物质的系数: 转化率取决于气体物质的系数: ,转化率不变 转化率不变。 (a) a+b = c+d ,转化率不变。 ,转化率降低 转化率降低。 (b) a+b < c+d ,转化率降低。 ,转化率升高 转化率升高。 (c) a+b > c+d ,转化率升高。
例:在一个盛有催化剂的固定容积的密闭容器中,保持一定的温度, 在一个盛有催化剂的固定容积的密闭容器中,保持一定的温度, 进行以下反应H 2HBr(g),已知加入1molH 进行以下反应H2(g)+Br2(g) 2HBr(g),已知加入1molH2和 达到平衡后生成amolHBr 在相同条件下, amolHBr, 2molBr2时,达到平衡后生成amolHBr,在相同条件下,保持平衡 时各组分的物质的量分数不变, 的状态,填写表中空白。 时各组分的物质的量分数不变,对①-③的状态,填写表中空白。 H2 1 2 0 m 起始状态物质的量 Br2 HBr 2 0 4 0 1 0.5 2(n-2m) n(n≥2m) 平衡HBr 平衡 物质的量 a 2a 0.5a (n-m)a
3、运用化学平衡常数对化学反应进行的程度判断
对于可逆反应,在一定的温度的任意时刻, 对于可逆反应,在一定的温度的任意时刻,反应物的浓 度和生成物的浓度有如下关系: 度和生成物的浓度有如下关系:
该反应的浓度商
(1)QC<K ,反应向正方向进行 (2)QC=K ,反应处于平衡状态 (3)QC>K ,反应向逆方向进行
等效平衡原理及其应用
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等效平衡原理及其应用等效平衡原理:同一可逆反应在相同的反应条件(恒温恒压或恒温恒容)下,无论从正反应开始还是从相应的逆反应开始,或者从相应反应的中间某一时刻开始,经过足够的时间,反应都能达到平衡状态,且化学平衡状态相同,即任何同一组分的含量分别相同,此即等效平衡原理。
一.等效平衡的分类1.对于反应前后气体的物质的量不相等的可逆反应 即n (前气) ≠ n (后气)例1. 在一定条件下,如果把SO 2 和O 2的混和气体通入一个装有催化剂的恒温恒容....密闭容器里,发生反应:2 SO 2 + O 22 SO3 反应达平衡时,有如下情况 上述①②③ 达到平衡后,任何同一组分的含量分别相同,则 ①②③ 建立的平衡互称为等效平衡。
分析①②③起始时的投入量,则可得出规律1.对于反应前后气体的物质的量不相等的可逆反应 即n (前气) ≠ n (后气) 恒温恒容....时,只要换算成反应物或生成物后,它们的物质的量....分别..相.等.时,则可建立相同的平衡。
如①②③。
例2. 在恒温恒压....的可变容积的容器里装有催化剂,如果通入SO 2 和 O 2的混和气体发生反应:2 SO 2 + O 2 2 SO 3 反应达到平衡时,有如下情况上述④⑤⑥ 达到平衡后,任何同一组分的含量分别相同,则 ④⑤⑥ 建立的平衡互称为等效平衡。
分析④⑤⑥起始时的投入量,则可得出规律2.对于反应前后气体的物质的量不相等的可逆反应 即 n(前气) ≠ n(后气) 恒温恒压....时,只要换算成反应物或生成物后,它们的物质的量....之比..相.等.时,则可建立相同的平衡。
如④⑤⑥。
2. 对于反应前后气体的物质的量相等的可逆反应 即n (前气) = n (后气)例3.在恒温恒容....的密闭容器中,投入 I 2 和H 2 发生反应, I 2上述⑦⑧⑨ 达到平衡后,任何同一组分的含量分别相同,则 ⑦⑧⑨ 建立的平衡互称为等效平衡。
等效平衡问题的基本原理讲义(doc 7页)
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等效平衡问题的基本原理讲义(doc 7页)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: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。
(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y mol和3a mol,则x= ,y= ,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,等或小于2mol作出判断的理由是。
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待到达平衡后,C的物质的量分数是。
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不同V,所以可以断定是不完全等效平衡,故可以通过构建相似的起始条件各量间对应成比例来完成。
解答过程如下:A(g)+ B(g) = C(g)(1)起始条件Ⅰ:1mol 1mol 0平衡Ⅰ:(1-a )mol (1-a )mol amol (2)起始条件Ⅱ:3mol 3mol 0平衡Ⅱ:3(1-a )mol 3(1-a )mol 3amol(各量间对应成比例)(3)起始条件Ⅲ:x mol 2mol 1 mol平衡Ⅲ:3(1-a )mol 3(1-a )mol 3amol可见,起始条件Ⅱ与起始条件Ⅲ建立的是完全等效平衡,因此可通过构建相同的起始条件求得x 的值。
等效平衡原理及规律
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等效平衡原理及规律一、等效平衡原理在一定条件(定温、定压或定温、定容)下,对于同一可逆应,只要起始时加入物质的物质的量不同,而达到平衡时,同种物质的物质的量或物质的量分数(或体积分数)相同,这样的平衡称为等效平衡。
如,常温常压下,可逆反应:2SO2 + O2 2SO2①2mol 1mol 0mol②0mol 0mol 2mol③0.5mol 0.25mol 1.5mol①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计量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),可将等效平衡问题分成三类: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物质的量,如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,则两平衡等效。
例1.在一固定体积的密闭容器中,加入2 mol A和1 mol B发生反应2A(g)+B(g)3C(g)+D(g),达到平衡,c的浓度为w mol/L。
若维持容器体积和温度不变,下列四种配比作为起始物质,达平衡后,c的浓度仍为w mol/L的是A. 4 mol A +2 mol BB. 1 mol A+0.5 mol B+1.5 mol C+0.5 mol DC. 3 mol C+1 mol D +1 mol BD. 3 mol C+1 mol D解析:根据题意:2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g) (反应1)<==> 2A(g)+B(g)==3C(g)+ D(g)(反应2)2mol 1mol 0 0 0 0 3mol 1mol2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g) (反应3)<==> 2A(g)+B(g)== 3C(g) + D(g)(反应4) 1mol 0.5mol 0 0 0 0 1.5mol 0.5mol所以,以3 mol C+1 mol D或以1mol A+0.5 mol B+1.5mol C+0.5 mol D作为起始物质均可形成与反应(1)等效的平衡。
等效平衡原理及规律
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等效平衡原理及规律一、等效平衡原理在一定条件(定温、定压或定温、定容)下,对于同一可逆应,只要起始时加入物质的物质的量不同,而达到平衡时,同种物质的物质的量或物质的量分数(或体积分数)相同,这样的平衡称为等效平衡。
如,常温常压下,可逆反应:2SO2 + O22SO2①2mol 1mol 0mol②0mol 0mol 2mol③0.5mol 0.25mol 1.5mol①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计量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),可将等效平衡问题分成三类: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物质的量,如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,则两平衡等效。
例1.在一固定体积的密闭容器中,加入2 mol A和1 mol B发生反应2A(g)+B(g)3C(g)+D(g),达到平衡,c的浓度为w mol/L。
若维持容器体积和温度不变,下列四种配比作为起始物质,达平衡后,c的浓度仍为w mol/L的是A. 4 mol A +2 mol BB. 1 mol A+0.5 mol B+1.5 mol C+0.5 mol DC. 3 mol C+1 mol D +1 mol BD. 3 mol C+1 mol D解析:根据题意:2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g) (反应1)<==> 2A(g)+B(g)==3C(g)+ D(g)(反应2)2mol 1mol 0 0 0 0 3mol 1mol2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g) (反应3)<==> 2A(g)+B(g)== 3C(g) + D(g)(反应4)1mol 0.5mol 0 0 0 0 1.5mol 0.5mol所以,以3 mol C+1 mol D或以1mol A+0.5 mol B+1.5mol C+0.5 mol D作为起始物质均可形成与反应(1)等效的平衡。
等效平衡原理、规律及应用完美版

〖目标与要求〗运用对比的方法掌握等效平衡的基本原理规律和计算方法〖内容与要点〗等效平衡原理、规律、例题和习题一、等效平衡原理在一定条件下(定温定容或定温定压),对于同一可逆反应,不管从正反应开始,还是从逆反应开始,只是起始时加入物质的情况不同,而达到平衡时,任何相同组分的含量均相同,这样的化学平衡互称为等效平衡。
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,常温常压下,可逆反应:2SO2 + O2 2SO2①2mol 1mol 0mol②0mol 0mol 2mol③①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计量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只改变起始时加入物质的物质的量,如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,则两平衡等效。
②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)的物质的量的比值与原平衡相同,则两平衡等效。
③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。
反之,等效平衡时,物质的量之比与原建立平衡时相同。
三、等效平衡投料方案的设计(1)“站点法”设计恒温恒容下的等效平衡3H2 + N2 2NH3A 4 1 0中途站 B: a b c平衡站 P [] [] []中途站 C: a’ b’ c’终极站 D 0 2显然,从初始到平衡态的过程中,反应要经历中间的许多站点 B、C... 若以此站点值为起始投料方案,都能建立等效平衡.A和D 是达到平衡站点(P)两个极端.A 站点要经正向右移而达到平衡点P; D 站点要经逆向左移而达到平衡点P. 该例中,H2的取值在4mol-1mol之间.从一个站点到另一个站点各物质的变化量之比等于化学方程式计量数之比.如有:(4-a):(1-b): (0+c)=3:1:2 (1+a’): (0+b’):2-c’)=3:1:2 等等.(2) “扩缩法”设计恒温恒压下的等效平衡恒温恒压下,将各物质的量增扩(或减缩)同样倍数都能建立相同的平衡态.因恒压,气体总体积要随之扩大(或缩小)相应的倍数,致使气体浓度没变,平衡没发生移动,所以这样建立的都是等效平衡。
浅析等效平衡的规律及其应用
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浅析等效平衡的规律及其应用李嘉管明峰等效平衡是化学平衡中的重点和难点内容,掌握等效平衡的规律和解题步骤,是突破该难点的基础和途径。
所以等效平衡也是一种思维分析方式和解题方法。
本文探讨了等效平衡的概念、类型及判断方法与应用等相关内容。
等效平衡是与化学平衡的移动紧密相连的,主要比较两个不同的平衡状态方法。
将其中一个平衡看作由另外一个平衡或另外一个平衡的等效平衡通过加料或扩大、缩小容器的体积转化过来的,在转化过程中根据平衡移动比较两个平衡的差别。
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”)。
二、等效平衡的规律及类型:(一)、定温定容条件下,对于一般可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)1、规律一:若m+n=p+q,只要转化为同起始状况后,各种物质的物质的量浓度相等或成相同倍数时,便是等效平衡。
这里的“等效”指n%(物质的物质的量分数)相同,但C(浓度)、v(反应速率)、n总(总物质的量)不一定相同。
2、规律二:若m+n≠p+q ,只有转化为同一起始状况后,各物质的量浓度相等才是等效平衡,即使所有物质的浓度都成相同倍数,也不是等效平衡。
这里的“等效”不仅指n%(物质的物质的量分数)相同,而且C(浓度)、v(反应速率)、n总(总物质的量)都相同,“等效”可以认为是“等同”。
(二)、在定温定压下,对于一般可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)3、规律三:在不同条件下达到平衡时,只要转化为同一起始状况后,各物质的量浓度相等或成相同倍数时,便是等效平衡。
而无须考虑m+n与p+q的关系。
这里的“等效”指n%(物质的物质的量分数)C(浓度)、v(反应速率)相同,但n总(总物质的量)不一定相同。
三、等效平衡解题思路、方法对于一个有关等效平衡的问题的解法,一般要按以下步骤进行分析,得出结论。
等效平衡原理及规律
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化学平衡系列问题化学平衡移动影响条件(一)在反应速率(v)-时间(t)图象中,在保持平衡的某时刻t1改变某一条件前后,V正、V逆的变化有两种:V正、V逆同时突变——温度、压强、催化剂的影响V正、V逆之一渐变——一种成分浓度的改变对于可逆反应:mA(g) + nB(g) pc(g) + qD(g) + (正反应放热)【总结】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。
增大压强,化学平衡向系数减小的方向移动;减小压强,平衡会向系数增大的方向移动。
升高温度,平衡向着吸热反应的方向移动;降低温度,平衡向放热反应的方向移动。
催化剂不改变平衡移动(二)勒夏特列原理(平衡移动原理)如果改变影响平衡的一个条件,平衡就会向着减弱这种改变的方向移动。
具体地说就是:增大浓度,平衡就会向着浓度减小的方向移动;减小浓度,平衡就会向着浓度增大的方向移动。
增大压强,平衡就会向着压强减小的方向移动;减小压强,平衡就会向着压强增大的方向移动。
升高温度,平衡就会向着吸热反应的方向移动;降低温度,平衡就会向着放热反应的方向移动。
平衡移动原理对所有的动态平衡都适用,如对后面将要学习的电离平衡,水解平衡也适用。
(讲述:“减弱”“改变”不是“消除”,更不能使之“逆转”。
例如,当原平衡体系中气体压强为P 时,若其它条件不变,将体系压强增大到2P,当达到新的平衡时,体系压强不会减弱至P甚至小于P,而将介于P~2P之间。
)考点例析【例题1】煤制成天然气是煤气化的一种重要方法。
其工艺核心是合成过程中的甲烷化,涉及的主要反应:CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) △H<0 ①CO2(g) + 4H2(g) CH4(g) + 2H2O(g) △H<0 ②现在300℃,容积为2L的密闭容器中进行有关合成天然气的实验,相关数据记录如下:下列有关说法错误的是A. a = 30,b = 1.5B. c = 25,d = 4.5C. 前30 min内,反应①的平均反应速率v(CH4) = 0.05 mol/(L·min)D. 后40 min内,反应②的平均反应速率v(H2) = 0.025 mol/(L·min)反应速率计算时需注意以下几点:(1)浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质,不适用于固体和纯液体。
例析等效平衡原理及其应用
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例析等效平衡原理及其应用一、等效平衡旳概念在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反映体系,无论是从正反映开始,还是从逆反映开始,或者从正、逆反映同步开始,在达到化学平衡状态时,反映混合物中任何相似组分旳百分含量(物质旳量分数、体积分数或质量分数)均相似,这样旳化学平衡互称等效平衡(涉及“相似旳平衡状态”)。
对概念旳几点阐明:⑴外界条件相似:一般可以是①恒温恒容②恒温恒压;⑵“等效平衡”与“完全相似旳平衡状态”不同:“等效平衡”只规定平衡混合物中各组分旳百分含量(物质旳量分数、体积分数或质量分数等)相应相似即可,而对于物质旳量、浓度、压强、反映速率等可以不相似;⑶平衡状态只与始态有关,而与途径无关,只要物料相称,就能达到相似旳平衡状态。
二、等效平衡建立旳条件及类型1.恒温恒容旳等效平衡⑴在恒温恒容条件下,对于反映前后气体体积变化旳反映(即△V≠0旳体系):若变化起始加入状况,只要通过可逆反映旳化学计量数比换算成方程式左右两边同一边物质旳物质旳量与原平衡相等,则两平衡等效;⑵在恒温恒容条件下,对于反映前后气体体积不变旳反映(即△V=0旳体系):只要反映物(或生成物)旳物质旳量旳比与原平衡相似,则两平衡等效;2.恒温恒压旳等效平衡在恒温恒压条件下,若变化起始加入状况,只要通过可逆反映旳化学计量数比换算成方程式左右两边同一边物质旳物质旳量之比与原平衡相似,则两平衡等效。
三、等效平衡在解化学平衡试题中旳应用1.求不同起始状态旳各物质旳物质旳量例1、在一定温度下,把2molSO2和1molO2通入一种一定容积旳密闭容器里,发生如下反映:2SO2+O22SO3,当此反映进行到一定限度时,反映混合物就处在化学平衡状态。
目前该容器中,维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加入旳SO2、O2和SO3旳物质旳量。
如果a、b、c取不同旳数值,它们必须满足一定旳关系,才干保证达到平衡时,反映混合物中三种气体旳百分含量仍跟上述平衡完全相似,请填写下列空白:⑴若a=0,b=0,则c= 。
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等效平衡原理、规律及应用〖目标与要求〗运用对比的方法掌握等效平衡的基本原理规律和计算方法〖内容与要点〗等效平衡原理、规律、例题和习题一、等效平衡原理在一定条件下(定温定容或定温定压),对于同一可逆反应,不管从正反应开始,还是从逆反应开始,只是起始时加入物质的情况不同,而达到平衡时,任何相同组分的含量均相同,这样的化学平衡互称为等效平衡。
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,常温常压下,可逆反应:2SO2+O22SO2① 2mol1mol0mol②0mol0mol2mol③①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计量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只改变起始时加入物质的物质的量,如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,则两平衡等效。
②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 )的物质的量的比值与原平衡相同,则两平衡等效。
③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。
反之,等效平衡时,物质的量之比与原建立平衡时相同。
三、等效平衡投料方案的设计(1)“站点法”设计恒温恒容下的等效平衡3H2+ N22NH3原始站A410中途站B:a b c平衡站P[][][]中途站C:a’ b ’c’终极站D02显然 ,从初始到平衡态的过程中,反应要经历中间的许多站点B、 C... 若以此站点值为起始投料方案 ,都能建立等效平衡 .A 和 D 是达到平衡站点 (P)两个极端 .A 站点要经正向右移而达到平衡点P; D 站点要经逆向左移而达到平衡点 P. 该例中 ,H2的取值在 4mol-1mol 之间 .从一个站点到另一个站点各物质的变化量之比等于化学方程式计量数之比.如有 :(4-a):(1-b): (0+c) =3:1:2(1+a’ ): (0+b’ ):2-c’ )= 3:1:2 等等 .(2)“扩缩法”设计恒温恒压下的等效平衡恒温恒压下 , 将各物质的量增扩 (或减缩 )同样倍数都能建立相同的平衡态 .因恒压 ,气体总体积要随之扩大 (或缩小 )相应的倍数 ,致使气体浓度没变 ,平衡没发生移动 ,所以这样建立的都是等效平衡。
另一思路是用“并盒法” ,恒温恒压下,将反应达到平衡的两个小盒并合为一个大盒,则大盒与小盒为等效平衡。
如图所示:四、等效平衡例题题型 1:一般可逆反应在恒温、恒容条件下建立等效平衡【例 1】在一个体积固定的密闭容器中加入 2 mol A 和 1 mol B,发生反应:2A(g)+B(g)-3C(g)+ D(g),达到平衡时 C 的浓度为 a mol ·L 1。
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 a mol ·L-1的是()A. 4molA +2molBB.2molA + 1molB+ 3molC+ 1molDC. 3molC+ 1molD + 1molBD.3molC+ 1molD【解析】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。
此题应用规律①假设 2 mol A 和 1 mol B 能够完全反应,则应生成3molC+1molD ,所以如果维持容器体积和温度不变,开始时向容器中加入3molC+ 1molD ,达到平衡时,与原平衡是等效平衡,则 C 的浓度仍为a mol · L-1。
所以正确答案为D。
题型 2:可逆反应在恒温、恒压条件下建立等效平衡【例 2】将 3 mol A 和 1 mol B混合于一体积可变的密闭容器P 中,以此时的温度、压强和体积作为起始条件,发生了如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)+D(g)达到平衡时 C 的浓度为 wmol · L-1。
回答⑴~⑸小题:(1)保持温度和压强不变,按下列四种配比充入容器P 中,平衡后 C 的浓度仍为wmol ·L-1的是()(A)6 mol A+2 mol B(B)3 mol A+1 mol B 十 2 mol C,(C)2 mol C+1 mol B+1 mol D(D)1 mol C+2mol D(2) 保持原起始温度和体积不变,要使平衡后 C 的浓度仍为wmol· L-1,应按下列哪种配比向容器Q 中充入有关物质 ()(A)3 mol A+1 mol B(B)4 mol C 十 2 mol D(C) mol A+ B+1 mol C + mol D(D)以上均不能满足条件(3)保持原起始温度和体积不变,若仍按 3 mol A 和 1 mol B 配比在容器 Q 中发生反应,则平衡时C 的浓度和 w rml · L-1 的关系是 ()(A)>w(B)< w(C)= w(D)不能确定(4) 将 2 mol C 和 2 mol D 按起始温度和压强充入容器Q 中,保持温度和体积不变,平衡时 C 的浓度为V mol · L-1, V 与 w 和叫的关系是 ()(A) V> w(B) V< w(C) V=w(D)无法比较(5)维持原起始温度和体积不变,按下列哪种配比充入容器Q 可使平衡时 C 的浓度为 V mol ·L-1 ()(A)1 mol C+ m01 D.(B)3 mol A+2 mol B(C)3 mol A+1 mol B+1 mol D(D)以上均不能满足条件【解析】此题为规律②和③的应用. ⑴答案为( A)⑵因容器 P 的体积可变,且正反应是体积缩小的反应,故相当于加压.而现在容器Q 体积不变,条件不同了,不属等效平衡,无法判断.答案为(D).⑶本题所述条件相当于减压,平衡向逆反应方向移动,C 的浓度降低.答案为 (B).⑷温度、 体积不变时 2mol C 和 1 mol D 反应与 3 mol A 和 1 mol B 相当,属等效平衡. 再加 1 molD 时平衡将向左移动,V<w 。
答案为 (B).⑸恒温恒容下 n (A)=3 mol 和 n(B)=1 mol 或 n(C)=2 mol 和 n(D)=1 mol 时均为同一平衡状态,属等效平衡.答案为 (C).【例 3】、恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下 A ( g ) +B (g ) C ( g )( 1)若开始时放入 1 mol A 和 1 mol B ,到达平衡后,生成 a mol C ,这时 A 的物质的量为 mol 。
( 2)若开始时放入 3 mol A 和 3mol B ,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)( A )大于 2 mol ( B )等于 2 mol( C )小于 2mol( D )可能大于、等于或小于2mol作出判断的理由是 。
( 4)若在( 3)的平衡混合物中再加入 3mol C ,待再次到达平衡后, C 的物质的量分数是。
( 5)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。
开始时放入 1mol A 和 1molB 到达平衡后生成 b mol C 。
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。
【解析】 恒温恒压下,只要A 和B 的投入量与起始成比例,则A 、B 、C 的百分含量均不变,平衡时各物质的量和开始成比例,据此(1)、( 2)、( 3)、( 4)问很容易作答;当改变条件,使成为恒温恒容时,由于该反应是一分子数目减少的反应,随着反应的进行,容器内的压强在减少, ( 5)相对于(1)而言,可以等效看成(1)达到平衡后,再将容器体积扩大,则平衡向左移动, C 的百分含量降低,故b < a[答案] (1)(1-a)(2)3a(3)2 3-3a丁若 3a>1 , B 的物质的量小于2mol ;若 3a=1 , B 的物质的量等于2mol ;若 3a<1 , B 的物质的量大于2mol ;(4)a/(2-a)(5) 乙;因为 (5) 小题中容器容积不变,而 (1) 小题中容器的容积缩小,所以(5) 小题的容器中的压强小于 (1) 小题容器中的压强,有利于逆向反应,故反应达到平衡后a>b 。
【例 4】某温度下向 1L 密闭容器中充入1mol N 2 2 ,使反应 22和 3 mol H N +3H2NH3 达平衡,平衡混合气中N2、 H 、NH3 的浓度分别为 M 、 N 、 G(mol / L).如果温度不变,只改变2初始物质的加入量,要求 M 、 N 、G 保持不变,则 N 2、H 2、NH 3 的加入量用 x 、y 、 z 表示时应满足的条件是:①若 x=0, y=0,则 z=;②若 x= mol,则 y=,z=;③ x、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)。
若将上述条件改为恒温、恒压,其它均不变,则a.若 x=0, y=0,则 z=;b .若 x= mol,则 y=, z=;c. x、y、 z 取值必须满足的一般条件是。
【解析】因 2 mol NH3完全分解时可得到 1 mol N 2、3 mol H 2,故向同一容器中加入 2 molNH 3与加入 l mol N2、 3 mol H2的混合气的起始浓度状态完全相同。
① z=0, y=0 时, N2、H2的物质的量为 0,z=2 mol.②z= mol 可认为是 N2有 mol 已反应掉,同时消耗 H2 为 mol ,生成 NH3为 mol ,故而 y==( mol) ,z=mol 。
③依上述思路知,生成 z mol NH3时必消耗z3zmol N 2,mol H 2,故而22xz3z1 y322如上述条件改为恒温、恒压,其它均不变时,只要n(N2)︰ n(H2)=1︰ 3, n(NH3)为任意值,均是同一平衡状态,故而a. z=0, y=0 时, z 为任意值.b. z=(mol) 时, y= ×3=(mol) , z 为任意值。