高中化学等效平衡解题技巧
高中化学掌握化学平衡的五大解题技巧
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高中化学掌握化学平衡的五大解题技巧化学平衡是高中化学中的重要概念,它描述了化学反应中物质浓度的变化达到一个平衡的状态。
掌握化学平衡解题技巧是高中化学学习的关键之一。
本文将介绍五大解题技巧,帮助学生更好地理解和应用化学平衡。
一、化学平衡的基本概念理解在解题之前,首先要对化学平衡的基本概念有一个清晰的理解。
化学平衡指的是一个化学反应达到正反应速率相等的状态。
在平衡状态下,反应物和生成物的浓度不再发生明显的变化,但并不意味着反应停止进行。
了解这个基本概念是理解和解决化学平衡问题的基础。
二、化学平衡常用的定量关系公式化学平衡问题中,常用的定量关系公式包括摩尔比、浓度比和分压比。
这些公式是化学平衡问题解决的核心工具。
在解题过程中,学生需要根据题目给出的条件和所求的未知量,选取合适的公式进行计算。
熟练掌握这些公式,并能够灵活应用,是解决化学平衡问题的关键。
三、化学平衡问题的步骤分析解决化学平衡问题需要有一定的方法和步骤。
一般来说,可以按照以下步骤进行分析:1. 确定平衡方程式:根据题目给出的反应条件和物质,写出平衡反应方程式。
2. 确定已知量和所求量:根据题目中给出的信息,确定已知量和所求量。
3. 运用定量关系公式:根据已知量和所求量,选用适当的定量关系公式进行计算。
4. 检查答案的合理性:计算结果应与已知条件相符,同时注意物质的物质守恒和电荷守恒。
5. 作出结论:根据计算结果给出问题的答案,并合理解释。
按照以上步骤进行分析和解答化学平衡问题,可以提高解题效率,减少错误。
四、化学平衡问题的常见类型化学平衡问题包括平衡常数、浓度的变化、添加物质对平衡的影响等各种类型。
学生需要熟悉这些不同类型的题目,掌握各自的解题方法。
例如,在求平衡常数时,可以利用已知的物质浓度计算平衡常数;在浓度的变化问题中,可以根据化学平衡的摩尔比关系计算浓度的变化量。
对于不同类型的题目,学生需要灵活应用相应的解题技巧。
五、化学平衡问题的实际应用化学平衡不仅是高中化学学科的基础知识,还具有广泛的实际应用价值。
化学平衡中的等效平衡的类型及解题思路
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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 molCC.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。
等效平衡问题及解题技巧
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专题一、等效平衡问题1、定义:在相同条件下(定温定容或定温定压),对同一可逆反应,由于起始有关物质的量“相当”,无论从正反应开始还是从逆反应开始,均可达到平衡,且任何组分的含量(通常为百分含量)相同,这样的平衡互称为等效平衡。
2、等效平衡的类型及建立等效平衡的条件规律一: 恒.温.恒.容.条件下,对于任何....,如果..(无论反应前后气体分子数是否相同)可逆反应起始加入物质的物质的量不同,按化学方程式中的化学计量关系换算成同一方向的物质(即“一边倒”)后,各组分的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效,平衡时,同种组分的体积分数、物质的量浓度、物质的量均相同(也可叫全等平衡)。
如: mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)起始①mmol nmol 0 0起始②0 0 pmol qmol上述两种情况投料不同,但是将②中投料“左边倒”后,四种物质的物质的量均同①相同, 因此两种情况可达到等效平衡,平衡时,同种组分(如A)的体积分数、物质的量浓度、物质的量均相同。
例1.在一固定体积的密闭容器中通入2molA和1molB发生反应2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)反应达到平衡时,测得C的物质的量浓度为wmol/L.若维持容器的容积不变,按下列四种配比做起始浓度,达平衡后,C的浓度仍维持wmol/L的是()A、4molA+2molBB、2molA+1molB+3molC+1molDC、3molC+1molD+1molBD、3molC+1molD例2、在固定体积的密闭容器中,加入2molA,1molB,发生反应:A(g)+B(g)2C(g)达到平衡时,C的质量分数为ω%,在相同条件下按下列情况充入物质达到平衡时C的质量分数仍为ω%的是()A.2molCB.3molCC.4molA,2molBD.1mola,2molC例3、在一个固定体积的密闭容器中,保持一定浓度,进行以下反应:4A(g)+5B(g) 4C(g)+6D(g),已知加入4molA和5molB时,反应进行到一定程度时,反应混合物就处于平衡状态,现在该容器中,保持温度不变,令a,b,c,d分别代表初始加入的A,B,C,D的物质的量,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百分含量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b= ,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): , .规律二:恒温恒..(无论反应前后气体分子数是否相同)可逆反应....,如果...压.条件下,对于任何起始加入物质的物质的量不同,按化学方程式中的化学计量关系“一边倒”后, 各组分的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效,平衡时,同种组分的体积分数、物质的量浓度相同,但物质的量不同。
人教版高中化学选修四化学等效平衡解题技巧.doc
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高中化学学习材料唐玲出品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。
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: “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,只要物料相当,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,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。
例1: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。
等效平衡的解题方法
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2.等效平衡的类型
(1)恒温恒容(TV一定) 一类:对于一般可逆反应,只改变起始加 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,则二平衡等效。
B、2 mol A+1 mol B + 3 mol C+1 mol D
C、3 mol C+1 mol D + 1 mol B
D、 3 mol C+1 mol D
例2 某温度下,在1L密闭容器中,加入1mol N2和
3mol H2,使反应: N2+3H2
2NH3 达平衡。测得
平衡混合气体中N2、H2、NH3的浓度分别为m、n、g ;
H2(g)+Br2(g)
起始量( mol ) ① 1
1
②2
2
③n
n
2HBr (g)
0 0 0
例4
在一固定体积的密闭容器中,保持一定温度,进行以
下反应:H2(g)+Br2(g)
2HBr (g) 已知加入1molH2
和2molBr2时,到达平衡时生成amolHBr的相同条件
下,且保持平衡时各组分的体积分数不变时,填写
(3)其它平衡的比较
例1
在一固定体积的密闭容器中,加入2molA和1molB
产生反应: 2A(g) +B(g)
3C(g) + D(g)
达平衡时C的浓度为w mol/L;若维持容器的体积
和温度不变,按下列四种配比作为起始反应物,
高考化学解题方法: 等效平衡解题技巧
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化学:等效平衡解题技巧(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1molN 2、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)。
如果x、y、z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物质的量仍跟上述平衡时完全相同。
请填写下列空白:(1)若x=0,y=0,则z= 。
(2)若x=0.75,则y= ,z= 。
(3)x、y、z应满足的一般条件是(用含x、y、z的关系式表示)。
3. 在一定温度下,把2molSO2和1molO2通入一个一定容积的密闭容器里,发生如下反应:2SO+O22SO3,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分别代表初始加入的SO2、O2和SO3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关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的百分含量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= 。
高二化学选修4等效平衡的问题及解答
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等效平衡的问题及解答一.基本概念: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。
等效平衡是运用平衡思想处理特殊化学平衡问题的一种思维分析方式和解题方法。
正确、深入地理解等效平衡,有助于我们对化学平衡的深入认识,更有效地解决有关化学平衡问题。
二.判断方法与方法指导:使用极限转化(归零)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。
(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。
)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边的物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。
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(B )A. 1B. 2C. 3D. 42.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边物质的物质的量之比与原平衡相同,两平衡等效。
如合成氨反应:按下列三条途径建立的平衡为等效平衡:(H2) (N2) (NH3)Ⅰ. 3mol 1mol 0molⅡ. 0mol 0mol 2molⅢ. 3nmol nmol xmol (x≥0)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) Ⅰ. 2mol 2mol 0 0Ⅱ. 0 0 2mol 6mol下列叙述正确的是(A D )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[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 。
浅究高中化学等效平衡问题
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浅究高中化学等效平衡问题等效平衡问题是高中化学平衡问题中的难点,近年来,在高考中时有出现,等效平衡问题包括的知识面广规律性强,考查方式灵活,试题变化多样,解题技巧性强,一直是学生们感到头痛的问题,本文就中学化学“等效平衡”问题规律和解题方法进行全面探究。
1 全等平衡和等效平衡(1)等同平衡(完全等效):在一定条件下可逆反应达到平衡状态后,对应各物质的物质的量相同的平衡是全等平衡。
理论依据:化学平衡的建立与途径无关,即条件相同时,平衡无论从正向建立,还是从逆向建立,或从双向建立,达到的平衡是等同的。
判断方法:“一边倒后”对应的物质的物质的量相同,即是全等平衡。
(2)等效平衡:“等效平衡”的含义是什么?指相同效果的平衡状态。
相同效果指的是什么?指达到平衡时,反应混合物中各组成成分的含量(体积分数、物质的量分数等)相等。
由此可见,全等平衡与等效平衡的区别在于,一者是完全相同的平衡,一者只是平衡混合物中同种物质的含量(体积分数或物质的量分数)相同的平衡。
由此可知,全等一定等效,但等效不一定全等。
2 在恒温恒容条件下规律和解决方法1:对于反应前后气体分子数改变的反应,要实现等效,必须是等同,即“一边倒后”对应物质的物质的量相同。
例:在恒定温度下,把2 molSO2和1 molO2通入容积固定的密闭容器中,发生如下反应,,反应达到平衡状态后,保持恒温恒容条件不变,令a、b、c分别代表初始时加入的的物质的量(mol),当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。
回答下例问题:(1)若a=0,b=0,则c=__________________。
(2)若a=0.5,则b=____________________,c=_______________________。
(3)a、b、c的取值必须满足的一般条件是__________,____________。
高中化学等效平衡的解题方法与技巧
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高中化学等效平衡的解题方法与技巧本文介绍了等效平衡,阐述了等效平衡解题的关键点,通过实际解题案例,对高中化学等效平衡的解题方法与技巧进行了综合分析,并总结了相应解题经验。
标签:高中化学;等效平衡;解题方法;技巧前言:高中化学中,等效平衡属于一项重要概念,相当一部分题目中,均含有等效平衡的理念与思想。
在解题过程中,学生需首先判断题目是否能够通过等效平衡来解决,以使该解题方法能够被合理利用,进而提高解题效率,避免延误解题时间,使复杂的化学问题,能够得到简单有效的解决。
1 等效平衡等效平衡指的是在恒溫恒压、或恒温恒容状态下,针对可逆的化学反应,在反应物投料不同的情况下,反应达到平衡状态之后,体系中任意一项组分的含量相同,则认为该状态为等效平衡状态[1]。
了解等效平衡状态,并能够判断反应是否处于等效平衡状态,是利用等效平衡解决高中化学题目的首要条件[2]。
高中化学题目类型不同,难易程度也不尽相同,部分题目原理较为简单,但如学生未深入分析其原理,仅仅关注于题目的表面,则会误认为其比较复杂,进而影响解题兴趣,导致解决质量与效率受到影响[2]。
等效平衡问题便属于上述类型问题中的一种。
部分题目实际上可以应用等效平衡来解决,但在题目中,并不会明显体现出等效平衡的状态,此时,学生必须能够深入剖析题目的本质,才能使解题过程更加简单。
2 等效平衡解题关键点解决等效平衡类问题,首先需要了解等效平衡的构建条件。
从可逆反应的特点的角度来看,可以将等效平衡的构建条件分为以下两种:第一种是,在恒温恒容的条件下,投入一定量的反应物后,两个平衡达到等效平衡状态[3]。
第二种是,在恒温恒压的条件下,投入固定比例反应物后,两个平衡达到等效平衡的状态[4]。
从上述两种情况可以看出,等效平衡状态,在恒温恒容,与恒温恒压状态下,对于反应物用量的要求是不同的,学生在解题时,要注意这一问题,可以将其作为判断化学反应是否处于等效平衡状态的主要标准。
等效平衡的深度解析与解题技巧
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关 键 词 :高 中化 学
解题 技 巧
等 效 平衡
化 学 平 衡 是 高 中 化 学 基 本 理 论 的教 学 中 重 点 和 难 点 , 同 时 又是 一 个 高 考 的 热 点 。等 效 平 衡 是 这 个 知识 点 中 的难 点 和 重 点 ,是 多数 学 生 在 学 习 和 复 习 化 学 平 衡 时 感 到 头 疼 的 问
o l o, to、 m l达 到平 衡 时N 的体 积 分数 仍 为 m , : z H, % 则
( ) 容 器 恒 容 , 、 、应 满 足 的关 系 是 1该 则x Y z ( ) 容 器 恒 压 . 、 、应 满 足 的关 系 是 2该 则x Y z 设 前 者 达 到 平衡 时 生 成N o , 后 者 达到 平 衡 时 生成 N H a l则 o t H mo。 ( a x z 示 ) l 用 、、 表 解 析 : 先 找 出 比较 标 准 , 首 为
题 。 我结 合 教 学 实 践 和 经 验 , 等 效 平 衡 的相 应 知识 及 解 题 就 技 能 进行 了概 括 归 纳 和 总 结 . 望 对 大 家 的 学 习有 所 帮 助 和 希 启发 。 等 效 平 衡 的概 念
一
、
1定 义 .
对 于 同一 可逆 反 应 , 当外 界 条 件 一 定 时 , 反 应 无 论 从 正 该 反应 开 始 , 是 从 逆 反 应 开 始 , 是 从 中 间状 态 ( 还 或 既有 反 应 物 又有 生成 物 的状 态 ) 始 , 要 达 到 平 衡 时 条 件 保 持 不 变 , 开 只 加 入 的物 质 的量 相 当 , 可达 到相 同的 平 衡 状 态 , 样 的化 学 平 均 这 衡互 称 为 等 效平 衡 。 2概 念 理 解 .
等效平衡问题及解题技巧
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专题一、等效平衡问题1、定义:在相同条件下定温定容或定温定压,对同一可逆反应,由于起始有关物质的量“相当”,无论从正反应开始还是从逆反应开始,均可达到平衡,且任何组分的含量通常为百分含量相同,这样的平衡互称为等效平衡;2、等效平衡的类型及建立等效平衡的条件规律一: 恒.温.恒.容.条件下,对于任何....,如..无论反应前后气体分子数是否相同可逆反应果起始加入物质的物质的量不同,按化学方程式中的化学计量关系换算成同一方向的物质即“一边倒”后,各组分的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效,平衡时,同种组分的体积分数、物质的量浓度、物质的量均相同也可叫全等平衡;如: mAg+nBg pCg+qDg起始① mmol nmol 0 0起始② 0 0 pmol qmol上述两种情况投料不同,但是将②中投料“左边倒”后,四种物质的物质的量均同①相同,因此两种情况可达到等效平衡,平衡时,同种组分如A的体积分数、物质的量浓度、物质的量均相同;例1.在一固定体积的密闭容器中通入2molA和1molB发生反应2Ag+Bg3Cg+Dg反应达到平衡时,测得C的物质的量浓度为wmol/L.若维持容器的容积不变,按下列四种配比做起始浓度,达平衡后,C的浓度仍维持wmol/L的是A、4molA+2molBB、2molA+1molB+3molC+1molDC、3molC+1molD+1molBD、3molC+1molD例2、在固定体积的密闭容器中,加入2molA,1molB,发生反应:Ag+Bg 2Cg达到平衡时,C 的质量分数为ω%,在相同条件下按下列情况充入物质达到平衡时C的质量分数仍为ω%的是,2molB ,2molC例3、在一个固定体积的密闭容器中,保持一定浓度,进行以下反应:4Ag+5Bg 4Cg+6Dg,已知加入4molA和5molB时,反应进行到一定程度时,反应混合物就处于平衡状态,现在该容器中,保持温度不变,令a,b,c,d分别代表初始加入的A,B,C,D的物质的量,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百分含量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b= ,c= ,d=3a,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: , .规律二: 恒温恒...压.条件下,对于任何..无论反应前后气体分子数是否相同可逆反应....,如果起始加入物质的物质的量不同,按化学方程式中的化学计量关系“一边倒”后, 各组分的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效,平衡时,同种组分的体积分数、物质的量浓度相同,但物质的量不同;如: mAg + nBg pCg + qDg起始① mmol nmol 0 0起始② 0 0起始③上述三种情况投料不同,但②③两种情况“左边倒”后,nA 和nB 的比值均同①相同,因此三种情况可达到等效平衡,平衡时,同种组分如A 的体积分数、物质的量浓度相同,但物质的量不同;例4.恒温恒压下,在一个可变容积的密闭容器中发生如下反应: Ag+Bg Cg开始时放入1molA 和1molB,达到平衡后,生成amolC.1若开始时放入3molA 和3molB,达到平衡后,生成C 的物质的量为 mol2若开始时放入xmolA 、3molB 和1molC,达到平衡后,A 和C 的物质的量分别是ymol 和3amolx= ,y=规律三: 恒温恒容....条件下,对于反应前后气体分子数相同...........的可逆反应,如果起始加入物质的物质的量不同,按化学方程式中的化学计量关系“一边倒”后, 各组分的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效,平衡时,同种组分的体积分数相同,但物质的量浓度、物质的量不同;如:H2g + I2g 2HIg起始① 1mol 1mol 0 起始② 0 0 4mol 起始③ 0上述三种情况投料不同,但将②中投料“左边倒”后三种情况下nH2和nI2的比值相同,②可认为①容积减半压强加倍得到,③可认为容积加倍压强减半得到,压强改变平衡不移动,所以三种情况可达等效平衡;三种情况达到平衡时,同种组分如H2的体积分数相同,物质的量及物质的量浓度不相同;例5.有甲、乙两个容积相等的恒容密闭容器,向甲容器中通入6molA和2molB,向乙容器中通入、和3molC,将两容器的温度恒定在770K,使反应3Ag+Bg xCg达到平衡,此时测得甲、乙两容器中C的体积分数都是,试回答下列有关问题:1若平衡时,甲、乙两容器中A的物质的量不相等,则x= ;若平衡时甲、乙两容器中A的物质的量不相等,则x= .2平衡时,甲、乙两容器中A、B的物质的量之比是否相等填“相等”或“不相等”,平衡时甲中A的体积分数为3若平衡时两容器中的压强不相等,则两容器中压强之比为3、等效平衡的解题思路1分析是否属于等效平衡问题 2属何种类型的等效平衡3选择建立平衡的条件极值法练习1.在t℃时,向一容积不变的密闭容器内放入1molA和1molB,发生如下反应:Ag+Bg Cg+2Dg.达到平衡时C的含量m%,保持温度不变,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%的是和2molB ,1molA和1molB和2molD 和1molD2. 在一定条件下,向一带活塞的密闭容器内充入2molSO2和1molO2,发生下列反应:2 SO2 g+O2g2SO3g,达到平衡后改变下列条件,SO3气体平衡浓度不改变的是A.保持温度和容器体积不变,充入1mol SO3B. 保持温度和容器压强不变,充入1mol SO3C. 保持温度和容器压强不变,充入1mol O2D. 保持温度和容器压强不变,充入1mol Ar3.恒温恒容下,有反应2Ag + 2Bg Cg + 3Dg,现从两条途径分别建立平衡;途径I:A、B 的起始浓度均为2mol/L;途径II:C、D起始浓度分别为2mol/L和6mol/L,下列叙述错误的是A.平衡时,体系内混合气体的百分组成相同B.平衡时,途径I所得各组分浓度为途径II所得各组分浓度的一半C.平衡时,途径I 的反应速率vA等于途径II的反应速率vAD.平衡时,途径I所得混合气体密度为途径II所得混合气体密度的一半3.在一恒定的容器中充入2molA和1molB发生反应:2Ag+Bg xCg达到平衡后,C的体积分数为a%;若维持容器的容积和温度不变,按起始物质的量A为, B为, C为充入容器中,达到平衡后,C的体积分数仍为a%,则x的值为A.只能为2B.只能为3C.可能为2,也可能为3D.任意值4.Ⅰ.在一个固定体积的密闭容器中2molA和1molB发生反应2Ag+Bg3Cg +Dg, 达到平衡时,C的浓度为Wmol/L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,若C的浓度仍为Wmol/L,该配比是+2molB +1molD+1molB+2molA +1molD+1molB +1molDⅡ.①若题中改为1molA,,,作为起始物质,达到平衡后,C的浓度是否仍为Wmol/L②若题中A为L,B为,则C为mol,D为 mol作为起始物质时,达到平衡后,C的浓度仍为Wmol/L.③若题中改为amolA,bmolB,cmolC,dmolD作为起始物质,达到平衡后,C的浓度如果仍为Wmol/L,则a与c,b与d分别满足什么关系:、5.Ⅰ.恒温恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应:Ag+Bg Cg1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(1)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;(2)开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成bmolC,将b与1小题中的d进行比较选一个编号甲a<b 乙a>b 丙a=b 丁不能比较a和b的大小作出判断的理由是专题二、化学平衡问题的解题技巧及规律一、当外界条件改变引起多方面因素发生改变时,可以通过构造一个中间状态来解题,思维模式为:例1:一真空密闭容器中盛有1molPCl5,加热到20℃时发生如下反应:PCl5g PCl3g+ Cl2g反应达到平衡时,PCl5所占体积分数为M%,若在同一温度和同一容器中最初投入的是2molPCl5,反应达到平衡时 PCl5所占的体积分数为N%,则M和N的正确关系是>N <N =N D.无法比较例2:一定温度下,在容积固定的密闭容器中发生可逆反应2Ag Bg并达到平衡,在相同条件下,若分别再向容器中通入一定量的气体A或气体B,重新达到平衡后,容器内A的体积分数与原平衡相比A.都减小B.前者增大,后者减小C.都增大D.前者减小,后者增大练习1:某温度下,在固定容积的密闭中,可逆反应Ag+3Bg2Cg达到平衡,测得平衡时A,B,C物质的量之比nA:nB:ng=2:2:1,若温度保持不变,以2:2:1的物质的量之比再充入A,B 和C,下列判断中正确的是A.平衡向逆反应方向移动B.平衡不发生移动C. C 的质量分数增大D. C的质量可能减小练习2:某温度下,在一容积可变的容器中,反应2Ag+Bg2Cg达到平衡时,A,B,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1mol练习3:在一密闭容器中,反应aAg bBg达平衡后,保持温度不变,将容器体积增大一倍,当达到新的平衡时B的浓度是原来的60%,则A.平衡向正反应方向移动了B.物质A的转化率减小了C.物质B的质量分数增加了 >b练习4:有两只密闭容器A和B,A容器有一个可移动活塞使容器内保持恒压,B容器保持恒容,起始时向两只容器中分别充入等量的体积比为2∶1的SO2和O2的混合气体,并使A和B容积相等.在保持400℃条件下使之发生反应:2SO2 +O22SO3,填写下列空白:1达到平衡所需时间A比B ,A中的SO2转化率比B .2达到1 所述平衡后,若向两容器通入数量不多的等量氩气,A容器的化学平衡移动,B容器的化学平衡移动.3达到1所述平衡后,向两容器中通入等量的原反应气体,达到平衡后,A中的SO3体积分数增大、减小、不变,B中的SO3体积分数练习5:在373K,把气体通入体积为500ml的真空密闭容器中立即出现红棕色,反应进行到2s时,NO2含量为,进行到60s时,达到平衡,此时容器内混合气体的密度是氢气密度的倍,则下列叙述中正确的是A.开始2s内CN2O4的变化表示的反应速率为L-1s-1B.达到平衡时体系内压强是开始时的倍C.平衡时CN2O4为 L-1D.平衡后若压缩容器,减小体积,则再达平衡时NO2浓度下降二、平衡正向移动与反应物的转化关系1.由于温度或压强改变而引起平衡正向移动时,反应物的转化率必定增大;2.由于增加反应物浓度引起平衡正向移动时,有以下几种情况:1对于反应物不考虑固体反应物不只一种的可逆反应,如N2+3H22NH3,平衡时增加一种反应物浓度,平衡正向移动,另一种反应物的转化率增大,而自身的转化率却减小;2对于反应物只有一种的可逆反应并规定起始时只有反应物,若反应前后气体分子数不变,如2HIg H2g+I2g,则无论增大或减小HI的浓度,HI的转化率都不改变,若反应后气体分子数减少,如2NO2g N2O4g,则增大NO2的浓度,NO2的转化率增大;若反应后气体分子数增大,如2NH3N2+3H2,则增大 NH3的浓度,NH3的转化率减小;专题三、化学平衡图象题的解法1.步骤:①一看面即纵坐标与横坐标的意义,二看线即线的走向和趋势,三看点即起点、折点、交点、终点,四看辅助线如等温线、等压线、平衡线等,五看量的变化如浓度变化,温度变化,转化率变化等;②想规律:联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律;③作判断:根据图象中表现的关系与所学规律相比较,作出符合题目要求的判断;2.原则:①“定一议二”②“先拐先平”例1.在一密闭体系中发生下列反应:N2g+3H2g2NH3g正反应放热,下图是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线关系图.回答下列问题: 1处于平衡状态的时间段是2t1, t3, t4时刻体系中分别是什么条件发生了变化 t1: t3: t4:3下列各时间段时,氨的体积分数最高的是A. t0~t1B. t2~t3C. t3~t4D. t5~t6例g+nBg qCg反应在密闭容器中进行,如图表示反应过程中温度T,压强P与B%气体B在混合气体中的百分含量的关系曲线由曲线分析,下列结论正确的是+n>q 正反应为放热反应 +n>q 正反应为吸热反应+n<q正反应为放热反应 +n<q 正反应为吸热反应例3.某一达到化学平衡状态的可逆反应:mAg+nBg pCg + qDg,如图表示A的转化率αA与温度,压强的关系,分析该图示可以得出的结论是A. 正反应吸热,m+n>p+qB. 正反应吸热,m+n<p+qC. 正反应放热,m+n>p+qD. 正反应放热,m+n<p+q例4.可逆反应nXg+Yg mZg正反应为放热反应的x%x%为x混合气体中的体积分数与温度关系如右图所示,图中曲线上a,d点是代表平衡时x%与温度关系的两点,b,c两点是反应混合物未平衡时的两点,若研究与密闭容器中以定压进行反应,当V正>V逆时,则在右图中,表示此种情况下的点是点;例5.反应mAg +nBg pCg+qDg,开始充入A,B或C,D,下图一,图二分别表示反应达到平衡后,改变温度、压强对反应速率及平衡的影响,下列判断正确的是A.开始时充入A、B,m+n>p+q,正反应为放热反应B. 开始时充入A、B,m+n<p+q,正反应为吸热反应C. 开始时充入C、D,m+n>p+q,正反应为放热反应D.开始时充入C、D, m+n<p+q,正反应为吸热反应例6.可逆反应mAg+nBg eCg+fDg,当其它条件不变时,C 的体积分数φ与温度T、压强P的关系如图1和如图2所示,c下列说法正确的是A.达平衡后使用催化剂,C的体积分数变大B.达平衡后升温,平衡左移C.方程式系数m+n>e+fD.达平衡后增加A的量有利于平衡向正反应方向移动。
高中化学等效平衡解题技巧
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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。
等效平衡解题技巧窍门及其训练
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等效平衡解题技巧窍门及其训练(总10页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--等效平衡解题技巧一、概念等效平衡: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“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:恒温恒压下对于气体体系等效转化后,若反应物(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。
II类:恒温恒容时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,两平衡等效。
III类:恒温恒容时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。
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等价转换: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三、例题解析一、恒温恒压时,改变起始时加入物质的物质的量,只要按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之比与原平衡相同,达到平衡状态后与原平衡等效。
浙江省温州中学高中化学 等效平衡的解题技巧课件 新人教选修4
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例6.在容积相同的A、B两个密闭容器中分别充入
1molN2和3molH2,使它们在相同温度下发生反应 N2+3H2 2NH3,达到平衡。在反应过程中,若 A容器保持体积不变,B容器保持压强不变。A中
N2的转化率为a%,B中N2的转化率为b%,则a与b 的大小关系是
A.a>b B.a<b
C.a=b D.无法确定
T、V
N2+3H2 Ⅰ2 3
2NH3
T、V
N2+3H2 Ⅱx y
2NH3 x+z/2=2
z
x≠0
y+3z/2=3
非等体积反应 恒温恒压
初始加入的物质的量比不等于计量系数比
T、P
N2+3H2 Ⅰ2 3
2NH3
T、P
N2+3H2 Ⅱx y
2NH3 z
x+z/2 y+3z/2
=
2 3
x≠0
等体积反应 恒温恒容
z
x+z/2 y+z/2
=
1 1
x=y=0,z>0 x:y=1:1,z≥0
等体积反应 恒温恒容
初始加入的物质的量比不等于计量系数比
T、V
H2+I2(g)
2HI
Ⅰ21
T、V
H2+I2(g)
2HI
Ⅱxy
z
x+z/2 y+z/2
=
2 1
x≠0
等体积反应 恒温恒压
初始加入的物质的量比不等于计量系数比
T、P
A.都减小
B.都增大
C.前者增大后者减小 D.前者减小后者增大
例3.将 lmolSO2和 l mol O2 通入体积不变的密闭容器 中,在一定温度和催化剂作用下,反应达到平衡时
等效平衡的三种题型及解法
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等效平衡的【1】三种题型及解法等效平衡归纳为以下三种题型: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。
等效平衡解题策略
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等效平衡解题策略在相同条件下(定温、定容或定温、定压),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,只要按化学计量数之比投入反应物或生成物,在达到化学平衡状态时,所建立起来的化学平衡状态都是相同的,这样的化学平衡互称为等效平衡。
一、等效平衡的标志我们所说的“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”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;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。
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几种:1. 定温、定容条件下的等效平衡:①化学反应前后气体分子数改变的等效平衡。
②化学反应前后气体分子数不变的等效平衡。
2. 定温、定压条件下的等效平衡。
三、等效平衡的解题思路我们常采用“等价转换”的方法,分析和解决等效平衡问题。
1. 在定温、定容条件下,对于化学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。
2. 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。
3. 在定温、定压条件下,改变起始时加入物质的物质的量,只要按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之比与原平衡相同,达到平衡状态后与原平衡等效。
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.4 molA+2 mol BB.2 mol A+1 mol B+3 mol C+1 mol DC.3 mol C+1 mol D+1 mol BD.3 mol C+1 mol D分析: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。
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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。
例1:在一定温度下,把2 mol SO2和1 mol O2通入一定容积的密闭容器中,发生如下反应,,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=0.5,则b=___________,c=___________。
(3)a、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c)解析:通过化学方程式:可以看出,这是一个化学反应前后气体分子数不等的可逆反应,在定温、定容下建立的同一化学平衡状态。
起始时,无论怎样改变的物质的量,使化学反应从正反应开始,还是从逆反应开始,或者从正、逆反应同时开始,它们所建立起来的化学平衡状态的效果是完全相同的,即它们之间存在等效平衡关系。
我们常采用“等价转换”的方法,分析和解决等效平衡问题。
(1)若a=0,b=0,这说明反应是从逆反应开始,通过化学方程式可以看出,反应从2 mol SO3开始,通过反应的化学计量数之比换算成和的物质的量(即等价转换),恰好跟反应从2 mol SO2和1 mol O2的混合物开始是等效的,故c=2。
(2)由于a=0.5<2,这表示反应从正、逆反应同时开始,通过化学方程式可以看出,要使0.5 mol SO2反应需要同时加入0.25 mol O2才能进行,通过反应的化学计量数之比换算成SO3的物质的量(即等价转换)与0.5 mol SO3是等效的,这时若再加入1.5 mol SO3就与起始时加入2 mol SO3是等效的,通过等价转换可知也与起始时加入2 mol SO2和1 mol O2是等效的。
故b=0.25,c=1.5。
(3)题中要求2 mol SO2和1 mol O2要与a mol SO2、b mol O2和c mol SO3建立等效平衡。
由化学方程式可知,c mol SO3等价转换后与c mol SO2和等效,即是说,和与a mol SO2、b mol O2和c mol SO3等效,那么也就是与2 mol SO2和1 mol O2等效。
故有。
II类:在恒温恒容下,对于反应前后气体体积不变的可逆反应,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1 mol H2和2 mol Br2时,达到平衡后生成a mol HBr(见下表已知项),在相同条件下,且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,填写下表中的空白。
解析:在定温、定容下,建立起化学平衡状态,从化学方程式可以看出,这是一个化学反应前后气体分子数相等的可逆反应。
根据“等价转换”法,通过反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量之比与原平衡相同,则达到平衡后与原平衡等效。
①因为标准项中n(起始):n(起始):n(HBr 平衡)=1:2:a,将n(H2起始)=2 mol,n(Br2起始)=4 mol,代入上式得n(HBr平衡)=2a。
②参照标准项可知,n(HBr平衡)=0.5a mol,需要n (H2起始)=0.5 mol,n(Br2起始)=1 mol,n(HBr起始)=0 mol。
而现在的起始状态,已有1 mol HBr,通过等价转换以后,就相当于起始时有0.5 mol H2和0.5 mol Br2的混合物,为使n(H2起始):n(Br2起始)=1:2,则需要再加入0.5 mol Br2就可以达到了。
故起始时H2和Br2的物质的量应为0 mol和0.5 mol。
③设起始时HBr的物质的量为x mol,转换成H2和Br2后,则H2和Br2的总量分别为()mol和()mol,根据,解得。
设平衡时HBr的物质的量为y mol,则有,解得。
III类:在恒温恒压下,改变起始时加入物质的物质的量,只要按化学计量数之比换算成化学方程式的同一边物质的物质的量之比与原平衡相同,达到平衡状态后与原平衡等效。
例3: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:(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N2、H2和NH3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 6.5体积,则可采取的措施是_________,原因是_________。
解析:(1)①化学反应:在定温、定压下进行,要使平衡状态与原平衡状态等效,只要起始时就可以达到。
已知起始时各物质的体积分别为1体积N2、b体积H2和2体积。
根据“等价转换”法,将2体积通过反应的化学计量数之比换算成和的体积,则相当于起始时有(1+1)体积和(b+3)体积,它们的比值为,解得b=3。
因反应前混合气体为8体积,反应后混合气体为7体积,体积差为1体积,由差量法可解出平衡时为1体积;而在起始时,的体积为c=2体积,比平衡状态时大,为达到同一平衡状态,的体积必须减小,所以平衡逆向移动。
②若需让反应逆向进行,由上述①所求出的平衡时的体积为1可知,的体积必须大于1,最大值则为2体积和6体积完全反应时产生的的体积,即为4体积,则。
(2)由6.5<7可知,上述平衡应向体积缩小的方向移动,亦即向放热方向移动,所以采取降温措施。
例4:(一)恒温、恒压下,在一个容积可变的容器中发生如下反应:(1)若开始时放入1 mol A和1 mol 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3 mol A和3 mol 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、2 mol B和1 mol 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2 mol (乙)等于2 mol (丙)小于2 mol (丁)可能大于、等于或小于2 mol(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3 mol 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__________(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____________。
解析:(一)(1)由反应知,反应达平衡后,若有a mol C生成,则必有a mol A物质消耗,此时剩余A的物质的量为(1-a)mol。
(2)在恒温、恒压下,若投放3 mol A和3 mol B,则所占有的体积为(1)中的3倍。
由于A、B的投放比例与(1)相同,故平衡时与(1)等效,而C的物质的量为3a mol。
(3)由于达到平衡时C的物质的量为3a mol,故此平衡状态与(2)完全相同。
若把C的物质的量完全转化为A 和B,A、B的物质的量应与(2)完全相等。
起始(mol): x 21将C转化为A、B (mol):x+1 2+1 0平衡时(mol): y 3-3a 3a据题意有:,解得;,解得y=3-3a。
通过上述可知,平衡时B的物质的量为(3-3a)mol,由于该反应起始时投放的物质为A、B、C均有,即从中间状态开始达到平衡,故平衡可能向左、向右或不移动,也即3a 可能大于、小于或等于1(不移动时,),故(3)中B的物质的量应为(丁)。
(4)在(3)的平衡中,再加入3mol C,所达到的平衡状态与(1)、(2)、(3)皆为等效状态,通过(1)可求出C的物质的量分数为,也就是在(3)的平衡状态时C的物质的量分数。