等效平衡原理及规律
等效平衡原理及规律技巧归纳
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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。
完整版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,只要起始时参加物质的物 质的量不同,而到达平衡时,同种物质的物质的量或物质的量分数〔或体积分数〕相同,这样的平衡称为等效平衡.如,常温常压下,可逆反响:2SQ+ Q —SO 3 SQ 、Q 、SQ 的物质的量分别为①2mol 1mol 0mol ② 0mol 0mol 2mol ③ 0.5mol 0.25mol 1.5mol①从正反响开始,②从逆反响开始,③从正逆反响同时开始,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响物,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响条件〔定温、定压或定温、 定容〕以及可逆反响的特点〔反响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,对于反响前后气体分子数改变的可逆反响只改变起始时参加物 质的物质的量,如通过可逆反响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,那么两平衡等效. 例1.在一固定体积的密闭容器中,参加 2 mol A 和1 mol B 发生反响2A 〔g 〕+B 〔g 〕 — 3C 〔g 〕+D 〔g 〕,到达平衡,c 的浓度为w mol/L .假设维持容器体积和温度不变,以下四种配 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 DD. 3 mol C+1 mol D反响 1)<==> 2A(g)+B(g)==3C(g)+ D(g)( 反响 2)003mol1mol反响 3)<==> 2A(g)+B(g)== 3C(g) + D(g)( 反响 4)001.5mol 0.5mol 或以 1mol A+0.5 mol B+1.5mol C+0.5 mol D 作为起始物质 均可形成与反响〔1〕等效的平衡.答案: BD解题规律:此种条件下,只要改变起始参加物质的物质的量,假设通过可逆反响的化学计量数之比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同,那么两平衡等效〔此种情况下又称等同平衡,此法又称极限法〕.II.在恒温、恒容条件下,对于反响前后气体分子数不变的可逆反响,只要反响物〔或生成物〕的物质的量之比与原平衡相同,那么两平衡等效.例2.恒温恒容下,可逆反响2HI-H 2+I 2 〔气〕达平衡.以下四种投料量均能到达同一起始状态物质的量n/mol平衡时HI 的物质 的量n/mol H 2I 2 HI 12 0 a ①2 4 0②10.5a③ m g(g>2m) 解析:①题干n(H 2)起始:n(I 2)起始:n(HI)平衡=1:2:a<==>2:4:2a n(HI) 平衡=2aC. 3 mol C+1 mol D +1 mol B 解析:根据题意:2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g)( 2mol 1mol 00 2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g)( 1mol 0.5mol 00所以,以 3 mol C+1 mol D②根据反响:2HI —H2+I2 (气),起始状态1mol HI<==>0.5molH2+0.5molI2根据题干n(H2)起始:n(I 2)起始:n(HI)平衡=1:2:a那么n(H 2)起始:n(I 2)起始:n(HI) 平衡=0.5:1:0.5a那么H2和I 2原有物质的量应为0和1-0.5=0.5mol③设起始HI 为x mol x mol HI<==>0.5x molH2+0.5x molI 2n(H2)起始=(m+0.5x) mol n(I2)起始=(g+0.5x) mol又n(H2)起始:n(I 2)起始=(m+0.5x): (g+0.5x)=1:2 x=2(g-2m)设n(HI)平衡为ymol ,那么n(I 2)起始:n(HI) 平衡=2:a= (g+0.5x):y y=(g-m)a解题规律:此条件下,只要换算到同一半边时,反响物 (或生成物)的物质的量的比例与原平衡相等,那么两平衡等效.III .在恒温、恒压下,改变起始时参加物质的物质的量,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,那么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.例3. I .恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反响:A (气)+B (气)(气)(1)假设开始时放入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 )假设开始时放入3 mol A和3 mol B,到达平衡后,生成C的物质的量为mol ;(3)假设开始时放入x mol A、2 mol B和1 mol C ,到达平衡后, A和C的物质的量分别是y mol和3a mol ,那么x=mol , y=mol.平衡时, B的物质的量(甲)大于 2 mol (乙)等于 2 mol (丙)小于 2 mol (丁)可能大于、等于或小于2 mol作出此判断的理由是.(4)假设在(3)的平衡混合物中再参加3 molC ,待再次到达平衡后,C的物质的量分数是.II .假设维持温度不变,在一个与(I )反响前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反响(5 )开始时放入1 mol A 和1 mol B 到达平衡后生成b mol C.将b与(1 )小题中的a进行比拟(甲)a<b (乙)a>b (丙)a=b(丁)不能比拟a和b的大小作出此判断的理由是.解析:(1)利用关于化学平衡计算的三步骤解题法可以算出答案(1 —a) mol;(2)适用上面等效平衡规律c,由于开始参加的物质的量之比相等都为3,两平衡等效且平衡时各物质的量均为原来的3倍,所以生成C的物质的量为3a;(3)平衡时C的物质的量为3a与第(2)题平衡时C的物质的量相等,属于绝对量相等的等效平衡,相当于开始参加了3molX和3molY,可计算出X=2mol, Y= (3—3a) mol.假设平衡时C的物质的量为3a大于C的起始物质的量1mol ,那么反响正向进行,平衡时B的物质的量n ( B) <2mol ;同理可知:3a=1,n ( B) =2mol;3a<1,n ( B) >2mol,所以选丁;(4)由于生成物只有C一种,因此在恒温、恒压下无论参加多少C,平衡时各物质的物质的量分数都不变,所以再次到达平衡后,C的物质的量分数是a/ (2 —a);(5)当改变条件,使成为恒温恒容时,由于该反响是一分子数目减少的反响,随着反响的进行,容器内的压强在减少,(5)相对于(1)而言,可以等效看成(1)到达平衡后,再将容器体积扩大,那么平衡向左移动,C的百分含量降低,故bva解题规律:此条件下,只要按化学计量数换算到同一半边后,各物质的量之比与原平衡相等,那么两平衡等效.练习题:1.在一定温度下,把2molSQ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响2SO (g) +O2 (g) — 2SO3 (g),当反响到达平衡时,反响混合物中SQ的体积分数为91%,现维持容器内温度不变,令a、b、c分别代表初始参加的SQ、Q、SQ的物质的量,假设到达平衡时,SO的体积分数仍为91%,那么a、b、c的值可以是以下各组中的()A.2、1、2B.0、0、1C.1、0.5、1D.1、0.5、22.在一定温度下,向密闭容器中充入1.0molN2和3.0molH2,反响到达平衡时测得NH的物质的量为0.6mol.假设在该容器中开始时充入2.0 molN 2和6.0molH 2,那么平衡时NH3的物质的量为()A.假设为定容容器,n(NH3)=1.2molB.假设为定容容器,n(NH3)>1.2molC.假设为定压容器,n(NH3)=1.2molD.假设为定压容器,n(NH3)<1.2mol3.在等温、等容条件下,有以下气体反响2A (g) +2B (g)m=C ( g) +3D ( g)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,以下表达正确的选项是()A.I、II两途径最终到达平衡时,体系内混合气体的百分组成相同B.I、II两途径最终到达平衡时,体系内混合气体的百分组成不同C.到达平衡时I途径的v(A)等于II途径的v(A)D.到达平衡后,I途径混合气体密度为II途径混合气体密度的二分之一4.体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充有等物质的量的SO和Q,在相同温发生反响:2SQ+Q『2SO3,并到达平衡.在这过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,假设甲容器中SO的转化率为p%那么乙容器中SO的转化率()A.等于p%B. 大于p%C. 小于p%D.无法判断5.某温度下,在一容积可变的容器中,反响2A(g)+B(g) 为g)到达平衡时,A、B和C的物质的量分别是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1mol D 、均减少1mol6.将2molA和1molB充入一个密闭容器中,在一定条件下发生:2A (g) +B (g)一^ xC(g)到达平衡,测得C的物质的量分数为c%;假设开始充入容器中的是0.6molA ,0.3molB和1.4molC ,达平衡时C的物质的量分数仍为c%,那么x的值可能为()A、2 B 、3 C 、4 D 、57.在一个1L的密闭容器中,参加2molA和1molB ,发生下述反响:2A(g)+B(g)3c(g)+D(g)到达平衡时,C的浓度为1.2mol/L , C的体积分数为a%.维持容器的压强和温度不变,按以下配比作为起始物质,到达平衡后,C的浓度仍是1.2mol/L (或C的体积分数仍是a%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 C D . 4mol A+2mol B8.在恒温、恒压的条件下,向可变容积的密闭容器中充入3LA和2LB,发生如下反响:3A(g)+2B(g)^=xC(g)+y D(g);到达平衡时,C的体积分数为m%假设维持温度压强不变,将0.6LA、0.4LB . 4LC. 0.8LD作为起始物质充入密闭容器中,到达平衡时C的体积分数仍为m%那么X、Y的值分别为()A. x=3 y=1B . x=4y=1. C . x=5 y =1 D . x=10 y=29.在一个容积固定的密闭容器中充入1molHI,建立如下平衡:hb(g)+I 2(g) 2HI(g),测得HI的转化率为a%其他条件不变,在上述平衡体系中再充入1molHI,待平衡建立时HI的转化率为b%那么a、b的关系为()A. a>b B . a<b C . a=b D .无法确定10. 一个真空密闭恒容容器中盛有1molPCl5 ,加热到200c发生如下反响:PCl5(g) ^=PCl3(g)+Cl 2(g),反响到达平衡时,混合气体中PCl5,所占体积分数为M%.假设同一温度的同一容器中,最初投入 2 molPCl 5,反响达平衡时,混合气体中PCl5,所占体积分数为N%那么M和N的关系是( )A. M>N B . M=N . C . M < N D ,无法确定11.甲为恒温恒压容器,乙为恒温恒容容器.两容器中均充入2mol SO、1mol Q,初始时两容器的温度体积相同.一段时间后反响到达平衡,为使两容器中的SQ在平衡混合物的物质的量分数相同,以下举措中可行的是()A.向甲容器中充入一定量的氨气B .向乙容器中充入一定量的SQ气体C.升高乙容器的温度D.增大甲容器的压强12.在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中,保持一定温度和压强,进行以下反响:N2+3H2^=2NH.参加1mol N2和4mol H2时,到达平衡后生成a mol NH3 (见下表已知项).在相同温度、压强下,保持平衡时各组分的体积分数不变.对以下编号①〜③的状态,填写表中空白.:\编号\起始状态物质的量n/mol平衡时NH的物质的量n/molN2NH140a① 1.560②r 10.5 a③m g(g>4m )13. (2006湖北联考)t C时,将3mol A和1mol B气体通入容积为2L的密闭容器中(容积不变),发生如下反响3A (G) +B (x) f ^xC(g) , 2min时反响到达平衡状态 (温度不变), 此时容器内剩余了0. 8mol B,并测得C 的浓度为0. 4mol • L-1.请填写以下空白:(1)从反响开始到平衡状态,生成C的平均反响速率为.(2) x= .(3)假设向原平衡混合物的容器中再充入a molC, 在t C时到达新的平衡,此时B的物质的量为n(B) =mol o(4)保持温度和容积不变,对原平衡混合物中三者的物质的量作如下调整,可使平衡向右移动的是(填字母).A.均减半B.均加倍C.均增加0. 4 molD.均减少0. 4 mol⑸如果上述反响在相同温度和容积的容器中进行,起始参加3 molA和3mol B,到达平衡时A的体积分数为a%其它条件不变时,按以下配比作为起始物质,平衡时A的体积分数大于a% 的是(填字母).A . 2 molC B. 1molA、3molB 和4molC C . 1mol B 和4molC D. 6molA 和2molBB参考答案:1.C2.BC3.AD 4.B 5.C 6.B7.ABD 8.CD 9.C10. C11. AB12.① 1.5a.②原有N2和H2分另1J为0 和0.5mol.③x=2(g—4m)13.(1)0 . 2mol - L-1• min1(2)4(3)0 . 8+0. 2a(4)D(5)A、Dy= ( g —3m) a.。
等效平衡
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1.等效平衡原理对于同一可逆反应,在一定条件(等温等容或等温等压)下,以不同投料方式(即从正反应、逆反应或从中间状态开始)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、物质的量或质量分数)相等,这样的化学平衡即互称为等效平衡。
这就是等效平衡原理。
[注意] ①二平衡等效的特征是各组分的百分含量对应相同,而不是要求浓度一定相同,因为浓度相同时,百分含量一定相同,但百分含量相同时,浓度不一定相同。
②化学平衡状态与建立平衡的途径无关。
因此,同一可逆反应,从不同的状态开始,经过换算,只要相当于起始条件(温度、浓度、压强等)完全相同,则最终可形成等效平衡。
2.等效平衡规律规律Ⅰ:等温等容条件下(1)等温等容时,对一般的可逆反应,不同的投料方式如果根据化学方程式中化学计量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,形成的平衡等效。
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的物质的量要完全相同。
即:等温等容,等量投料。
(2)等温等容时,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,不同的投料方式如果根据化学方程式中化学计量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的比例相同,形成的平衡等效。
此时的反应特点是无体积变化,计算的关键是换算到同一边后各组分只需要物质的量之比相同即可。
规律Ⅱ:等温等压条件下在等温等压时,可逆反应以不同的投料方式进行反应,如果根据化学方程式中的化学计量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的比例相同,即互为等效平衡。
此时计算的关键是换算到一边后只需比例相同即可。
即:等温等压,等比投料。
3.解题时应看清两点一是看清反应的条件:恒温恒压或恒温恒容;二是看清反应的特点:对于等体积的气体反应,无论恒容、恒压,只要温度一定,配比与原来相同,就一定是等效平衡;对于变体积的气体反应,在恒温恒压的条件下,看配比是否与原来相同;在恒温恒容的条件下,不能仅看配比相同,折合后各物质的物质的量必与原来的相等。
高中化学——等效平衡
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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)。
等效平衡
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等效平衡(一)、定义:化学平衡的建立与途径无关,即同一可逆反应,无论从正反应开始,还是从逆反应开始,或从中间某一时刻开始,只要条件不变(恒温恒压或者恒温恒容),反应都能达到同一平衡状态,此即等效平衡。
在一定条件下(恒温恒压或者恒温恒容),只要初始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的体积分数、物质的量分数相等。
这样的化学平衡称为等效平衡。
等效平衡各相同组分的体积分数、物质的量分数一定相等。
但各物质的量、浓度可能不同。
(二)、规律一、恒温、恒压下,对一可逆反应,改变起始时加入物质的物质的量,通过反应的计量数换算成同一半边物质的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效。
也可由极端假设法确定出两初始状态的物质的量比相同N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)起始量 1 mol 4 mol 0等效于 1.5 mol 6 mol 00 mol 0.5 mol 1 mola molb molc mol则a、b、c关系:(a + 1/2 c) :( b + 3/2 c)==1:4例1 、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W%。
若维持温度、压强不变,将0.6L A、0.4L B、4L C和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=10 y=2[随堂练习]1、恒温、恒压下,在一可变容器下反应,A(g) + B(g) C(g)(1) 开始时,放入1molA和1molB,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3 mol A、3 mol B,到达平衡后生成C的物质的量为 mol(3) 若开始时,放入 X mol A、2 mol B和1 mol C,到达平衡后,A和C的物质的量分别是Y mol 和3a mol ,则X=_____,Y=_____(4) 若在(3)的平衡状态上再加入3molC,待再次平衡后,C的物质的量分数是2、一定温度下,容积可变的容器中,反应2SO2 (g) + O2(g)2SO3(g),达到平衡时,物质的量分别为4 mol 、2 mol、4 mol 。
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 。
等效平衡的基本原理和计算方法
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运用对比的方法掌握等效平衡的基本原理和计算方法一、定义同一可逆反应,一定条件下,当改变起始时反应物或生成物物质的量或物质的量浓度,达到平衡时,混合物中各组分的百分组成相等,这样的平衡称等效平衡。
注意:等效平衡要求平衡时各物质的百分含量相等,它们的物质的量浓度不一定相等。
二、规律和技巧1.恒温恒容时(1)在恒温恒容时,若是反应前后气体分子数不变的反应,当起始反应物或生成物的物质的量通过化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量的比例与原平衡各物质的量的比例相同时,则建立等效平衡。
如反应H2+I2(气)2HI 在(E)、(F)时建立等效平衡(E)起始时加入:1molH2+2molI2n(H2):n(I2)=1:2(F)起始时加入2mol I2和4molHI按方程式,把HI转化为转化成H2和I2各2mol,再加上加入的2molI2,相等于加入2molH2+4molI2, n(H2)∶n(I2)=1∶2.故在(E)、(F)时建立等效平衡此时,在两个平衡中,各物质的百分含量(各物质的质量百分含量m%、各物质的物质的量的百分含量n%、各气体的体积百分含量v%)、各物质的物质的量浓度c、各物质的转化率α等均完全相同。
但各物质的物质的量n、物质的质量m、各气体的体积V不一定相同。
如(E)、(F)时,(F)时相当于加入的物质为2molH2+4molI2,是(E)时加入物质的2倍,故(F)平衡的各物质的n、m、V都是(E)平衡对应物质的2倍。
(2)恒温恒容时,对一般的可逆反应,当起始反应物或生成物的物质的量通过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时,则建立等效平衡。
如反应2SO2+O2 2SO3在(A)、(B)条件时建立等效平衡(A)起始时加入:2molSO2 + 1molO2(B)起始时加入:2molSO3此时的两个平衡完全相同,因此也叫等同平衡。
在这两个平衡中,各物质的百分含量(各物质的质量百分含量m%、各物质的物质的量的百分含量n%、各气体的体积百分含量v%、)、物质的量n、物质的质量m、各气体的体积V、各物质的物质的量浓度c、各物质的转化率α等均完全相同。
2.4_等效平衡.学生版
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【要点框图】【知识解析】1.等效平衡原理:在一定条件下,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)均相同,这样的平衡互称为等效平衡。
等效平衡就是从不同的起始状态达到了相同的平衡状态。
所谓不同的起始状态是指各物质的起始量不同,而相同的平衡状态是指各物质的体积(物质的量)分数均相同。
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。
2.等效平衡规律:等效平衡的广泛定义:只因投料情况的不同,达到平衡后,各组分的物质的量(或能转化为物质的量)分数相等的平衡状态,互为等效平衡状态。
(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。
简言之,定温,定容下,归零后,等量即为等效平衡。
例如:2SO 2(g )+O 2(g ) 2SO 3(g )知识解析高考要求2-4 等效平衡此类等效平衡形成的条件是投料量相同,,等效的含义是各物质的物质的量、浓度、体积分数、混合气体的密度、平均摩尔质量、容器的体积、体系的压强、气体的反应速率等所有方面完全对应相同,又称为“等同平衡”(类似于数学中的“全等三角形”)(2)在定温,定压下,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. 简言之,定温,定压下,归零后,等比例即为等效平衡。
此时,等效平衡为广义含义,即各物质的体积分数相同,同时,容器体积、混合气体的平均摩尔质量(M )也相同,但各物质的浓度、物质的量、混合气体的密度、体系的压强、气体的反应速率等均不相同且成比例(类似于数学中的“相似三角形”)。
(3)以上内容是反应前后气体系数不等的反应在恒温、恒容和恒温、恒压下的等效平衡,当反应前后气体的系数相等时,怎样建立等效平衡呢?以H 2(g )+I 2(g ) 2HI (g )为例:①恒温、恒容时H 2(g )+I 2(g ) 2HI (g )① 3 2 0 (单位:mol )② 6 4 0③ 5 3 2当温度和体积不变时,投料成比例时即为等效平衡(例如②中投料是①中的2倍,压强即为①中2倍,但压强增大,反应前后系数相等的反应平衡不移动,因此以上几种情况均为等效平衡)达到等效平衡时各物质的物质的量浓度、质量、百分含量、体积分数等相等。
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。
等效平衡原理及规律
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量
物质的量
N2 H2 NH3
a
编号
14 0
ห้องสมุดไป่ตู้
(1) 1.5 6 0
(2)
1
0.5a
(3)
mg
(g≥ 4m)
• 5、在一个固定体积的密闭容器 中,保持一定温度,进行以下反 应:
• 已到知 平加衡入后生1摩成Ha2摩和H2摩BrB(r2见时下,表达 “已知”项)。在相同条件下, 且保持平衡时各组分的百分含量 不变,对下列编号(1)~(3)的状 态,填写表中的空白:
一定容积的密闭容器里,发生反应:2SO2 + O2 == 2SO3
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。现在该反应容器中维持温度
不变,令a、b、c分别代表 初始加入的SO2 、O2、 SO3的物质的量(mol)。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,反应混合物中三种气 体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同。 请填写下列空白:
容器中,保持一定温度和压强,进行 以下反应:N2+3H2==2NH3。已知加入 1mol N2和4mol H2时,达到平衡后生 成amol NH3(见下表“已知”项)在 相同温度、压强下,保持平衡时各组
分的体积分数不变。对下列编号 (1)—(3)的状态,填写表中的空 白。
已知 起始状态的物质的 平衡时NH3的
如:常温常压下,可逆反应:
2SO2 + O2 == 2SO3 ①2mol 1mol 0mol
②0mol 0mol 2mol
③0.5mol 0.25mol 1.5mol
结论: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,则二者为等效平
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
化学平衡之等效平衡
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化学平衡之等效平衡【知识梳理】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,只要按反应方程式中的化学计量数之比投入反应物或生成物,建立起的平衡状态都是相同的,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 2SO3①2 mol 1 mol 0 mol②0 mol 0 mol 2 mol③0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol①从正反应开始,②从逆反应开始,③正逆反应同时开始,由于①②③三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②③折算为①)。
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不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,则两平衡等同,同组分的含量、物质的量的浓度、物质的量相等,即全等。
2、在定温、定容情况下,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,两平衡等效,同组分的含量相等,同组分的物质的量的浓度、物质的量与投料成比例。
3、在定温、定压下,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,同组分的含量、同组分的物质的量的浓度相等,物质的量与投料成比例。
三、等效平衡问题的解题思路1、分析题中有几个平衡,若有两个及以上的平衡先考虑是否等效。
2、判断等效平衡时按以下步骤进行:看外界条件(定温、定容或定温、定压) → 反应特点(反应前后气体分子数不等或反应前后气体分子数不变) → 投料比例(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或成比例)→ 判断等效或等同 → 分析同组分的含量、物质的量的浓度、物质的量是相等还是与与投料成比例。
高中化学-等效平衡
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第3节化学平衡----等效平衡问题分析1.等效平衡的原理在一定条件(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,任何相同组分的物质的量分数(或体积分数)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡.2.等效平衡的建立化学平衡状态的建立与条件(如浓度、温度、压强等)有关,而与建立平衡时的途径无关,因而同一可逆反应,从不同的状态开始,只要达到平衡时的条件(浓度、温度、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 ⇌2SO3①2mol 1mol 0②0 0 2mol③1mol 0.5mol 1mol①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化学计量数比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。
【例1】在一个固定体积的密闭容器中,保持一定温度,进行以下反应:H2(g)+I2(g)⇌2HI(g).已知起始时加入1mol H2和2mol I2(g),当达到平衡时H2的体积分数为φ.下列四种情况分别投入上述容器,且始终保持原温度,平衡时H2的体积分数也为φ的是( )A.2 mol H2(g)和1 mol I2(g) B.3 mol HI(g)C.2 mol H2(g)和2 mol I2(g) D.1 mol I2(g)和2 mol HI(g)3.等效平衡的规律(1)恒温、恒容条件下的等效平衡Ⅰ类:在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体化学计量数不相等的可逆反应,只改变起始时加入物质的物质的量,若通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量,所得反应物(或生成物)的物质的量与原起始量对应相同,则两平衡等效.简记:必须对应相同.【例2】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2 B.只能为3 C.可能为2,也可能为3 D.无法确定Ⅱ类:在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体化学计量数相等的可逆反应,只改变起始时加入物质的物质的量,若通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量,所得反应物(或生成物)的物质的量之比与原起始量之比对应相同,则两平衡等效.简记:对应成比例.【例3】一定温度下,在恒容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%.其它条件不变时,若按下列四种配比作为起始物质,平衡后A的体积分数小于a%的是( )A.2mol C B.2mol A、1mol B和1mol He(不参加反应)C.1mol B和1mol C D.2mol A、2mol B和3mol C(2)恒温、恒压条件下的等效平衡在恒温、恒压条件下,对于反应前后气体化学计量数任意性的可逆反应,只改变起始时加入物质的物质的量,若通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量,所得反应物(或生成物)的物质的量之比与原起始量之比对应相同,则两平衡等效.简记:对应成比例【例4】将3mol A和1mol 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w mol/L 的是( )A.6molA+2molB B.3molA+1molB+2molCC.2molC+1molB+1molD D.1molC+2molD课堂练习:1.在恒温恒容条件下,将4molA和2molB放入一密闭容器中2A(g)+B(g)⇌2C(g)+D(s),达到平衡时,C的体积分数为a;在相同条件下,按下列配比分别投放A、B、C、D,达到平衡时,C的体积分数不等于a的是( )A.4mol、2mol、0mol、2mol B.2mol、1mol、2mol、2molC.2mol、1mol、2mol、1mol D.2mol、1mol、0mol、1mol【答案】D2.如图所示,隔板Ⅰ固定不动,活塞Ⅱ可自由移动,M、N两个容器中均发生反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-192kJ•mol-1.向 M、N 中,都通入 xmol N2 和ymol H2的混合气体,初始M、N容积相同,保持温度不变.下列说法正确的是( )A.若x:y=1;2,则平衡时,M中的转化率:N2>H2B.若x:y=1:3,当M中放出热量172.8kJ时,N2的转化率为90%C.若x=1,y=3,则达到平衡时反应物的转化率N<MD.平衡时N2气体在两容器中体积分数可能相等【答案】D3.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:N2O4(g)⇌2NO2(g),达到平衡时再通入a mol N2O4气体,再次达到平衡时,与第一次达平衡时相比,N2O4的转化率( )A.不变 B.增大 C.减小 D.无法判断【答案】C4.在一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-1,若维持容器的体积和温度不变,按下列四种配比方案作为反应物,达平衡后,使C的浓度仍为w mol•L-1的配比是( )A.4 mol A+2 mol BB.3 mol C+1 mol D+2mol A+1 mol BC.3mol C+1 mol D+1 mol BD.3 mol C+1 mol D【答案】D5.(双选)Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g),该反应的平衡常数K=64,在1L恒容密闭容器甲和乙中,甲中加有四种物质各1mol,乙中加有Fe2O3,Fe,CO2各1mol,CO 2mol.达平衡后,两容器中不等的是( )A.用CO表示反应速率B.平衡混合气体的平均相对分子质量C.CO的转化率D.CO2的体积分数【答案】AC。
等效平衡原理、规律及应用完美版
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〖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。
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。
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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 + O22SO3 SO2、O2、SO2的物质的量分别为①2mol 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。
答案:BD解题规律:此种条件下,只要改变起始加入物质的物质的量,若通过可逆反应的化学计量数之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(此种情况下又称等同平衡,此法又称极限法)。
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.恒温恒容下,可逆反应2HI H2+I2(气)达平衡。
下列四种投料量均能达到同一起始状态物质的量n/mol平衡时HI的物质的量n/molH2I2HI120a①240②10.5a精品③m g(g≥2m)22②根据反应:2HI H2+I2(气),起始状态1mol HI<==>0.5molH2+0.5molI2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0和1-0.5=0.5mol③设起始HI为x mol x mol HI<==>0.5x molH2+0.5x molI2n(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ymol,则n(I2)起始: n(HI)平衡=2:a= (g+0.5x):y y=(g-m)a解题规律:此条件下,只要换算到同一半边时,反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡相等,则两平衡等效。
III.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。
例3.I.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3 mol B,到达平衡后,生成C的物质的量为________mol;(3)若开始时放入x mol A、2 mol B和1 mol C,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___(甲)大于2 mol(乙)等于2 mol(丙)小于2 mol(丁)可能大于、等于或小于2 mol 作出此判断的理由是__________________________________________。
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3 molC,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(I)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1 mol A和1 mol B到达平衡后生成b mol C。
将b与(1)小题中的a 进行比较_________(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:(1)利用关于化学平衡计算的三步骤解题法可以算出答案(1—a)mol;(2)适用上面等效平衡规律c,由于开始加入的物质的量之比相等都为3,两平衡等效且平衡时各物质的量均为原来的3倍,所以生成C的物质的量为3a;(3)平衡时C的物质的量为3a与第(2)题平衡时C的物质的量相等,属于绝对量相等的等效平衡,相当于开始加入了3molX和3molY,可计算出X=2mol,Y=(3—3a)mol。
若平衡时C的物质的量为3a大于C的起始物质的量1mol,则反应正向进行,平衡时B 的物质的量n(B)<2mol;同理可知:3a=1,n(B)=2mol;3a<1,n(B)>2mol,所以选丁;(4)由于生成物只有C一种,因此在恒温、恒压下无论加入多少C,平衡时各物质的物质的量分数都不变,所以再次到达平衡后,精品C的物质的量分数是a/(2—a);(5)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解题规律:此条件下,只要按化学计量数换算到同一半边后,各物质的量之比与原平衡相等,则两平衡等效。
训练题: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、22.在一定温度下,向密闭容器中充入1.0molN2和3.0molH2,反应达到平衡时测得NH3的物质的量为0.6mol。
若在该容器中开始时充入2.0 molN2和6.0molH2,则平衡时NH3的物质的量为()A.若为定容容器,n(NH3)=1.2molB.若为定容容器,n(NH3)>1.2molC.若为定压容器,n(NH3)=1.2molD.若为定压容器,n(NH3)<1.2mol3.在等温、等容条件下,有下列气体反应2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g)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、II两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途径的v(A)等于II途径的v(A)D.达到平衡后,I途径混合气体密度为II途径混合气体密度的二分之一4.体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充有等物质的量的SO2和O2,在相同温发生反应:2SO2+O22SO3,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()A.等于p%B.大于p%C.小于p%D.无法判断5.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的物质的量分别是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1mol6.将2molA和1molB充入一个密闭容器中,在一定条件下发生:2A(g)+B(g)xC(g)达到平衡,测得C的物质的量分数为c%;若开始充入容器中的是0.6molA,0.3molB和1.4molC,达平衡时C的物质的量分数仍为c%,则x的值可能为()A、2 B、3 C、4 D、57.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 ,C的体积分数为a% 。
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(或C的体积分数仍是a%)的是()精品A.3mol C+1mol D B.1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol DC.1mol A+0.5mol B+1.5mol C D.4mol A+2mol B8.在恒温、恒压的条件下,向可变容积的密闭容器中充入3LA和2LB,发生如下反应:3A(g)+2B(g) x C(g)+y D(g);达到平衡时,C的体积分数为m%。
若维持温度压强不变,将0.6LA 、0.4LB.4LC.0.8LD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m%,则X、Y的值分别为()A.x=3 y=1 B.x=4 y=1 C.x=5 y =1 D.x=10 y=2 9.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%。