2014年等效平衡.ppt

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1、20222022年年6 6月月1414日星期二日星期二 在一定的条件下，可逆反应不论采取任何途在一定的条件下，可逆反应不论采取任何途径，即无论反应从正反应方向还是从逆反应方向径，即无论反应从正反应方向还是从逆反应方向开始，无论是将反应物一次性投入还是分批投入，开始，无论是将反应物一次性投入还是分批投入，只要达到平衡后，各相同组分的百分含量相同，只要达到平衡后，各相同组分的百分含量相同，就视为等效平衡。这里的百分含量，就视为等效平衡。这里的百分含量，可以是物质可以是物质的量分数，也可以是质量分数。的量分数，也可以是质量分数。 一、等效平衡的概念：一、等效平衡的概念：1 1、条件一定：、条件一定：

2、恒温恒容恒温恒容恒温恒压恒温恒压2 2、等效标志：、等效标志：任何相同组分的任何相同组分的百分含量相同百分含量相同（C C不一定相等不一定相等 ）3 3、判断方法：、判断方法：极限转化法（一边倒）极限转化法（一边倒） 根据根据反应条件反应条件( (恒温恒容或恒温恒压恒温恒容或恒温恒压) )以及以及可可逆反应的特点逆反应的特点( (反应前后气体分子数是否相等反应前后气体分子数是否相等) )，可将等效平衡问题分成可将等效平衡问题分成两种情况一特例两种情况一特例。二、等效平衡的类型二、等效平衡的类型 即即恒温恒容恒温恒容、恒温恒压恒温恒压两种情况和两种情况和反应前后反应前后气体分子数不变气体分子数不

3、变这一特例这一特例1 1恒温、恒容恒温、恒容条件下，反应前后气体分子条件下，反应前后气体分子数不相等的可逆反应建立等效平衡的条件：数不相等的可逆反应建立等效平衡的条件： 此种情况下，虽然起始加入物质的情况此种情况下，虽然起始加入物质的情况不同，但通过可逆反应的化学计量数之比不同，但通过可逆反应的化学计量数之比换换算成同一半边的物质算成同一半边的物质后，若各物质的物质的后，若各物质的物质的量与已知状态相同，则两平衡等效。量与已知状态相同，则两平衡等效。简记为：简记为：恒温恒容，量相同恒温恒容，量相同例例1：下列各起始条件下的反应达到平衡时，是：下列各起始条件下的反应达到平衡时，是等效平衡的是等效

4、平衡的是( )恒温恒容：恒温恒容：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) A.1mol 3mol 0mol B.0mol 0mol 2mol C.0.5mol 1.5mol 1mol D.1mol 3mol 2molCA B20.251.5a+c=22b+c=22 2恒温、恒压恒温、恒压条件下，反应前后气体分子条件下，反应前后气体分子数不相等的可逆反应建立等效平衡的条件：数不相等的可逆反应建立等效平衡的条件： 此种情况下，只要将不同的起始情况此种情况下，只要将不同的起始情况按方程式计量数之比换算到同一半边的物按方程式计量数之比换算到同一半边的物质后，反应物质后，反应物( (或生成物或生成

5、物) )的的物质的量之比物质的量之比与已知状态相等与已知状态相等，则两平衡等效。，则两平衡等效。简记为：简记为：恒温恒压，成比例恒温恒压，成比例例例2：下列各起始条件下的反应达到平衡时，是：下列各起始条件下的反应达到平衡时，是等效平衡的是等效平衡的是( )恒温恒压：恒温恒压：N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) A.1mol 3mol 0mol B.0.5mol 1.5mol 0mol C.0mol 0mol 2mol D.1mol 3mol 2molCA BD练习练习2 2：某温度下，在一容积可变的容器中加入：某温度下，在一容积可变的容器中加入1 1 mol Nmol N2 2和和3

6、 mol H3 mol H2 2，使反应，使反应N N2 2+3H+3H2 2 2NH2NH3 3达平衡，达平衡，测得平衡混合气中测得平衡混合气中NHNH3 3的物质的量分数为的物质的量分数为p p。若保。若保持温度、压强不变，只改变初始物质的加入量，持温度、压强不变，只改变初始物质的加入量，而要求达到平衡时而要求达到平衡时NHNH3 3的物质的量分数仍为的物质的量分数仍为p p不变，不变，则则N N2 2、H H2 2、NHNH3 3的加入量用的加入量用x x、y y、 z z表示时，应满表示时，应满足的条件是：足的条件是：若若x=0 x=0，y=0y=0，则，则z=z= 。若若x=0.75

7、 molx=0.75 mol，则，则y=y= ，z=z= 。x x、y y、z z取值必须满足的一般条件是取值必须满足的一般条件是 大于大于0 0的任意值的任意值2.25mol大于或等于大于或等于0 0的任意值的任意值y=3x，Z为大于或等于为大于或等于0任意值，且任意值，且x、y与与Z不同时为不同时为03 3特例：反应前后气体分子数不变特例：反应前后气体分子数不变的可逆的可逆反应建立等效平衡的条件：反应建立等效平衡的条件： 此时，此时，不论是恒温恒容还是恒温恒压不论是恒温恒容还是恒温恒压的条件下的条件下，只要将不同的起始情况按方程，只要将不同的起始情况按方程式计量数之比换算到同一半边的物质后

8、，式计量数之比换算到同一半边的物质后，反应物反应物( (或生成物或生成物) )的的物质的量之比与已知物质的量之比与已知状态相等状态相等，则两平衡等效。，则两平衡等效。简记为：简记为：恒温恒压（或恒温恒压（或恒温恒压恒温恒压，均成比例），均成比例）例例3：下列各起始条件下的反应达到平衡时，是：下列各起始条件下的反应达到平衡时，是等效平衡的是等效平衡的是( ) H2(g) + I I2(g) 2HI I(g) A.1mol 2mol 0mol B.0.5mol 1mol 0mol C.0mol 1mol 2mol D.0.5mol 2mol 2molCA BD2a00.52g-4m(g-m)a练习

9、练习4 4：在一恒定容器中充入：在一恒定容器中充入2molA2molA和和1molB1molB，发生如下反应：，发生如下反应：2A2A(g)(g)B B(g)(g) xCxC(g(g) )，达到化学平衡以后，达到化学平衡以后，C C的体积分数的体积分数为为a a。若在恒温恒容下，按。若在恒温恒容下，按0.6mol0.6mol的的A A、0.3mol0.3mol的的B B、1.4mol1.4mol的的C C为起始物质，达到为起始物质，达到化学平衡后，化学平衡后，C C的体积分数仍为的体积分数仍为a a，则，则x x为为( )( ) A. A. 1 1 B. B. 2 2 C. 3C. 3 D.

10、D. 无法确定无法确定 B BC C练习练习5：恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：下反应： A(g)B(g) C(g) 若开始时放入若开始时放入1molA和和1molB，到达平衡后，生成，到达平衡后，生成amolC，这时，这时A的物质的量为的物质的量为_mol。 若开始时放入若开始时放入3molA和和3molB，到达平衡后，生成，到达平衡后，生成C的物质的量为的物质的量为_mol。 若开始时放入若开始时放入xmolA、2molB和和1molC，到达平衡后，到达平衡后，A和和C的物质的量分别是的物质的量分别是ymol和和3amol, 则则

11、x_mol，y_ _ mol。平衡时，。平衡时，B的物质的量的物质的量_(选填一个选填一个编号编号)。 (A)大于大于2mol (B)等于等于2mol (C)小于小于2mol (D) 以上都有可能以上都有可能做出此判断的理由是做出此判断的理由是_若在若在的平衡混合物中再加入的平衡混合物中再加入3molC，待再次到达平，待再次到达平衡后，衡后，C的物质的量分数是的物质的量分数是_。 1-a1-a3a3a2 23(1-a)3(1-a)D D达到平衡的过程中反应的方向不能确定。达到平衡的过程中反应的方向不能确定。a/(2-a)a/(2-a)练习练习6 6、如图所示、如图所示, ,当关闭当关闭K K时

12、时, ,向向A A 中充入中充入2molX2molX、7molY,7molY,向向B B中充入中充入4molX4molX、 14molY14molY，起始时，起始时V(A)=V(B)=aV(A)=V(B)=a升，在相同温度和有催化剂存在的升，在相同温度和有催化剂存在的条件下，两容器各自发生下列反应：条件下，两容器各自发生下列反应：2X(g)+2Y(g)2X(g)+2Y(g) Z(g)+2W(g) Z(g)+2W(g)H H0 0达到平衡达到平衡()()时时V(B)=0.9aV(B)=0.9a升，试回答：升，试回答： (1)B(1)B中中X X 的转化率的转化率（X X）为）为: : . .(2

13、)A(2)A中中W W和和B B中中Z Z的物质的量的比较：的物质的量的比较：n(W)n(W)A A n(Z) n(Z)B B （填、或）（填、或）（3 3）打开）打开K K，过一段时间重新达平衡，过一段时间重新达平衡()()时，时，B B的的体积为体积为 升（用含升（用含a a的代数式表示，连的代数式表示，连通管中气体体积不计）通管中气体体积不计）（4 4）要使）要使B B容器恢复原来反应前的体积，可采取容器恢复原来反应前的体积，可采取的措施是的措施是90900.35a0.35a升高温度升高温度 练习练习7.7.有可逆反应有可逆反应2A2A（g g）2B2B（g g）2C2C（g g）D D

14、（g g） （1 1）该反应的化学平衡常数的表达式可表示为：）该反应的化学平衡常数的表达式可表示为：。 （2 2）该反应选用了一种合适的催化剂，发现反应温度）该反应选用了一种合适的催化剂，发现反应温度在在100100400400的范围内，每高的范围内，每高1010，反应速度为原来，反应速度为原来的的3 3倍，在倍，在400400450450时，每高时，每高1010，反应速度却约，反应速度却约为原来的为原来的1010倍，而温度高于倍，而温度高于450450时，每高时，每高1010反应速反应速度却约为原来的度却约为原来的3 3倍，若其它反应条件不变，试分析造倍，若其它反应条件不变，试分析造成这种现

15、象的原因成这种现象的原因 （3 3）若该反应在固定容积的密闭容器中进行，并保持）若该反应在固定容积的密闭容器中进行，并保持温度不变。往容器里充入等物质的量的温度不变。往容器里充入等物质的量的A A、B B两种气体物两种气体物质，反应进行质，反应进行5min5min后，试推测容器内的压强可能发生的后，试推测容器内的压强可能发生的变化。（填正确的字母变化。（填正确的字母编号）编号） A A、增大、增大B B、减小、减小C C、不变、不变 其理由是其理由是B催化剂的催化活性温度是催化剂的催化活性温度是 400-450 度度 气体体积减少，压强减少气体体积减少，压强减少 （4 4）若该反应在恒温下进行

16、并已达平）若该反应在恒温下进行并已达平衡，再维持温度不变，将压强由衡，再维持温度不变，将压强由100kPa100kPa增大到增大到500kPa500kPa平衡发生了移动，平衡发生了移动，但却发现平衡向左移动，你是否怀疑但却发现平衡向左移动，你是否怀疑勒夏特列原理对平衡系统的普遍适用勒夏特列原理对平衡系统的普遍适用性？；试写出你的性？；试写出你的分析理由分析理由。可能可能A或者或者B被气压压缩成液体或固体，被气压压缩成液体或固体，导致平衡左移导致平衡左移 不怀疑不怀疑 练习练习1. 1. 在一个在一个1L1L的密闭容器中，加入的密闭容器中，加入2molA2molA和和1molB 1molB ，发

17、生下述反应：，发生下述反应：2A(g)+B(g) 2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)3C(g)+D(g)达到平衡时，达到平衡时， C C的体积分数为的体积分数为a% a% 。维。维持容器的持容器的体积和温度体积和温度不变，按下列配比作为起始物不变，按下列配比作为起始物质，达平衡后，质，达平衡后，C C的体积分数仍为的体积分数仍为a%a%是是 A A、3mol C + 1mol D 3mol C + 1mol D B B、1mol A + 0.5mol B + 1.5mol C + 0.5mol D1mol A + 0.5mol B + 1.5mol C + 0.5mol DC C、1m

18、ol A + 0.5mol B + 1.5mol C 1mol A + 0.5mol B + 1.5mol C D D、4mol A + 2mol B4mol A + 2mol BA、B 练习练习2. 2. 在一个在一个1L1L的密闭容器中，加入的密闭容器中，加入2molA2molA和和1molB 1molB ，发生下述反应：发生下述反应： 2A(g)+B(g) 3C(g)+D(s) 2A(g)+B(g) 3C(g)+D(s) 达到达到平衡时，平衡时， C C的浓的浓度为度为1.2mol/L 1.2mol/L 。维持容器的。维持容器的体积和体积和温度温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后

19、，不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，C C的的浓度浓度仍为仍为1.2mol/L1.2mol/L的是的是( ) ( ) A A、0.3mol C + 0.1mol D0.3mol C + 0.1mol DB B、1.6mol A + 0.8mol B + 0.6mol C + 0.2mol D1.6mol A + 0.8mol B + 0.6mol C + 0.2mol DC C、3mol C + 1mol D + 1mol B3mol C + 1mol D + 1mol BD D、4mol A + 2mol B4mol A + 2mol BB 练习练习3 3、在一密闭容器中，加入在一密

20、闭容器中，加入2molA2molA和和1molB 1molB ，发，发生下述反应：生下述反应：2A(g)+B(g) 3C(g)+D(s) 2A(g)+B(g) 3C(g)+D(s) 达到达到平衡时，平衡时， C C的浓度为的浓度为1.2mol/L 1.2mol/L 。维持容器的。维持容器的压强和压强和温度温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，C C的的浓度浓度仍为仍为1.2mol/L1.2mol/L的是的是( ) ( ) A A、0.3mol C + 0.1mol D0.3mol C + 0.1mol DB B、1.6mol A + 0.8mo

21、l B + 0.6mol C + 0.2mol D1.6mol A + 0.8mol B + 0.6mol C + 0.2mol DC C、3mol C + 1mol D + 1mol B3mol C + 1mol D + 1mol BD D、4mol A + 2mol B4mol A + 2mol BA、B 、D 练习练习4 4、在一个在一个1L1L的密闭容器中，加的密闭容器中，加2molA 1molB 2molA 1molB 发发生下述反应：生下述反应： 达到平衡时，达到平衡时，C C的浓度为的浓度为1.2mol/L , C1.2mol/L , C的体积分数为的体积分数为a% a% 。维持

22、容器的维持容器的压强和温度压强和温度不变，按下列配比作为不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后，起始物质，达到平衡后，C C的浓度仍是的浓度仍是1.2mol/L,C1.2mol/L,C的的体积分数仍是体积分数仍是a%a%的的是是A A、3mol C+1mol D 3mol C+1mol D B B、1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol DC C、1mol A+0.5mol B+1.5mol C 1mol A+0.5mol B+1.5mol C D D、4mol A+2mol B4mol A+2mol

23、BABD2A（气）B（气） 3C（气）D（气） 练习练习5.5.某温度下，在一容积可变的容器中，某温度下，在一容积可变的容器中，反应反应2A(g)+B(g)2A(g)+B(g)2C(g)2C(g)达到平衡时，达到平衡时，A A、B B和和C C的物质的量分别为的物质的量分别为4mol4mol，2mol2mol和和4mol4mol，保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者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：的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是： A A、均减半、均减半 B B、均加倍、均加倍 C C、均增加、均增加1mol D1mol D、均减少、均减少

24、1mol 1mol C C 如图所示，在一定温度下，把如图所示，在一定温度下，把2 2体积体积N N2 2和和6 6体积体积H H2 2通入一个带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得混合气体的体积为7 7体积。据此回答下列问题：体积。据此回答下列问题： （1 1）保持上述反应温度不变，设）保持上述反应温度不变，设a a、b b、c c分别代表初始加入分别代表初始加入的的N N2 2、H H2 2

25、和和NHNH3 3的体积，如果反应达到平衡后混合气体中各气的体积，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：体的体积分数仍与上述平衡相同，那么： 若若a=1a=1，c=2c=2，则，则b=_b=_。在此情况下，反应起始时。在此情况下，反应起始时将向将向_（填（填“正正”或或“逆逆”）反应方向进行。）反应方向进行。 若需规定起始时反应向逆反应方向进行，则若需规定起始时反应向逆反应方向进行，则c c的取值范围的取值范围是是_。 （2 2）在上述装置中，若需控制平衡后混合气体为）在上述装置中，若需控制平衡后混合气体为6.56.5体积，体积，则可采取的措施是则可采取的措施是_，原因是，原因是_。