高中化学等效平衡问题及解题技巧 人教版
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等效平衡的做题技巧“等效平衡”是化学平衡内容的重要知识点之一,但对这一知识点的学习、理解和应用,学生往往感到困难重重,难以把握其实质,更谈不上灵活运用了。
现将有关内容整理成文,以求对“等效平衡”的理解与应用有所突破。
一、“等效平衡”的概念1、内容:同一可逆反应在相同条件下,不论从正反应方向,还是从逆反应方向,或者中间状态投料起始,平衡后,只要反应混合物各组分的物质的量(或气体体积)分数对应等,这样的平衡互称“等效平衡”。
2、解析:(1)“等效平衡”不同于“完全相同的平衡状态”,它包括“完全相同的平衡状态”。
“完全相同的平衡状态”是指:平衡时,反应混合物各组分的物质的量(或气体体积)分数要对应相等,且两平衡的反应速率也相同。
“等效平衡”则只要求反应混合物各组分的物质的量(或气体体积)分数对应相同。
如:mA(g)+nB(g)⇋pC(g)+qD(g) ,当m+n=p+q 时,即反应前后气体总体积不变的可逆反应,达平衡后,改变压强,平衡不移动,反应混合物的物质的量(或气体体积)分数对应相同,所以二者为“等效平衡”。
但此平衡与原平衡速率不等,故不是“完全相同的平衡状态”。
(2)对于“同一可逆反应在相同条件下,不论从正反应方向,还是从逆反应方向,或者中间状态投料起始,在一定条件下平衡后,可为“等效平衡”,教材中指出:对于可逆反应: CO(g)+H2O(g)⇋CO2(g)+H2(g)实验证明在1L的密闭容器中,有催化剂存在的条件下加热到800℃,无论是充入0.01molCO和0.01molH2O,还是充入0.01molCO2和0.01molH2,反应都达到相同的平衡状态。
对于这一事实,我们也可从理论上推出,上述相同条件下的两种情况可表示如下:投料方式I: CO(g)+H2O(g)⇋CO2(g)+H2(g)起始投料(mol): 0.01 0.01 0 0平衡I(mol): 0.005 0.005 0.005 0.005投料方式II: CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)起始投料(mol): 0 0 0.01 0.01某时刻(mol): 0.005 0.005 0.005 0.005分析:相同条件下的投料方式II,反应向逆反应方向进行,假定某时刻容器内反应进行到CO2和H2都剩余0.005mol,则此时的逆反应速率与平衡I的逆反应速率相等。
化学等效平衡解题技巧【知识一览】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I类:恒温恒容下II类:恒温恒压下【高考热点题型探究】一、I类:在恒温恒容下:1.在一个固定体积的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生反应:2A(气) + B(气)3C(气) + D(气)达到平衡时,C的浓度为Wmol/L,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Wmol/L的是()A. 4molA+2molBB. 2molA+1molB+3molC+1molDC. 3molC+1molD+1molBD. 3molC+1molD2.在固定体积的密闭容器内,加入2mol A、1mol B,发生反应:A(气)+B(气)2C(气) 达到平衡时,的质量分数为W。
在相同(T、V)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W的是()A. 2mol CB. 3mol CC. 4mol A、2mol BD. 1mol A、2mol C3.在一个恒容的容器中充入2mol A和1mol B,发生反应2A(g)+B(g) x C(g),达到平衡后,C的体积分数为W%。
若维持容器中的容积和温度不变,按起始物质的量:A为0.6mol,B为0.3mol,C为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2B .只能为3C .可能是2,也可能是3D .无法确定4.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。
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。
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= 。
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 。
等效平衡题的解题方法[讲述]我们先来给等效平衡下个定义。
我们知道,一个可逆反应,可以从反应物开始达到平衡状态,也可以从生成物开始达到平衡状态,还可以从既有反应物又有生成物开始达到平衡状态,如果反应的外界条件相同,从不同途径达平衡时,平衡混合物中各物质的含量相同,或者是各物质的物质的量相同的状态,都属于等效平衡状态。
1.等效平衡:同一可逆反应里,当外界条件一定时,反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,其中平衡混合物中各物质的含量相同,或者是各物质的物质的量相同的状态称为等效平衡。
2. 等效平衡的形成条件和规律根据反应条件(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)定温、定容条件下,反应前后气体分子数不相等的可逆反应解题要领: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)。
(2)定温、定容条件下,反应前后气体分子数相等的可逆反应解题要领: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。
(3)定温、定压条件下,反应前后气体分子数任意型的可逆反应解题要领: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。
3.典型例题[板书]解题方法:极端假设法[讲述]就是假设各种起始原料的配比量完全转化为反应物或生成物,再与原配比量相比较,如与起始原料配比量相同或相当,则化学平衡状态相同,1. 某恒温恒压下,向可变容积的密闭容器中充入3 L A 和2 L B ,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w %,若维持温度、压强不变,将0.6 L A 、0.4 L B ,4 LC 、0.8 LD 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 =2,y =3解析:应用“极端假设法”,假设4 L C 和0.8 L D 完全转化为A 、B ,转化生成的A 、B加上加入的A 、B 等于最初加入的A 、B :即⎩⎨⎧==⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=+⎩⎨⎧==⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=+1y 5x 24.0y 6.124.0x 81y 5x 36.0y 4.236.0x 12或 答案:C2.在一定温度下,把2 mol SO 2和1 mol O 2通入一个一定容积的密闭容器里,发生如下反应:2SO 2(g)+O 2(g) 2SO 3(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。
考点六十三等效平衡聚焦与凝萃1.掌握等效平衡的含义以及判断依据;2.掌握利用等效平衡解题的分析方法。
解读与打通常规考点等效平衡1.定义:相同条件下(定温、定容或定温、定压),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(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。
2.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。
3.原理:同一可逆反应,当外界条件一定时,反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,最后都能达到平衡状态。
其中平衡混合物中各物质的含量相同。
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。
4.判断方法: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。
5.分类: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:以mA(g) + nB(g)pC(s) + qD(g)为例(1)恒温恒容条件下的等效平衡:①极值等量:对反应前后气体分子数改变的可逆反应(m+n≠q),只改变起始加入量,只要通过可逆反应化学计量数之比换算成方程式左右两边同一半边的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。
②全等效平衡:在固定容积的容器内进行的反应前后气体体积改变的反应,如果反应达到平衡时,各组分的体积百分含量相同,则各指定物质的物质的量浓度相同。
③极值等比:对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状态相同,则两平衡等效。
等效平衡原理及规律技巧归纳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。
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,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,只要物质的量的比值与原平衡相同则两平衡等效。
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(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。
2019-2020年高中化学等效平衡规律知识精讲新人教版选修41.等效平衡同一可逆反应,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。
2.规律与判断(1)一般可逆反应,恒温恒容时,当起始反应物或生成物的物质的量通过化学计量数换算相同时,则建立等效平衡。
如反应 2SO2+O22SO3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注意:此情况下,无论反应物还是生成物,起始时物质的量一定要与化学计量数比相同。
(2)一般可逆反应,恒温恒压时,当起始反应物或生成物的物质的量比(不一定要求与化学计量数比相同)相同时,即建立等效平衡。
如反应 2SO2+O22SO3在(C)、(D)时建立等效平衡(C)起始时加入:1molSO2 + 1molO2(D)起始时加入:2molSO2 + 2molO2(3)对于反应前后体积不变的气体反应,恒温恒容时,当起始反应物或生成物的物质的量比(不一定要求与化学计量数比相同)相同时,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+2molI2(F)起始时加入:2molH2+4molI23.应用利用等效平衡原理进行平衡问题分析2例例1.在相同条件下(T=500K),相同体积的甲乙两从容,甲中充入1gSO2和1gO2,乙中充入2gSO2和2gO2,下列叙述中不正确的是()(A)反应速率:乙>甲(B)平衡混合物中SO2的体积分数:乙>甲(B)SO2的转化率:乙>甲(D)平衡时O2的体积分数:甲>乙[简析]若将乙容器的容积扩大2倍,则甲乙为等效平衡;再将乙容器容积恢复到原体积,则压强增大,反应速率增大,平衡向生成SO3的方向移动,故(A)、(C)、(D)项都是正确的,只有(B)项是错误的。
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.(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① mmol nmol 0 0起始② 00 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 仍为 ω% 的是( )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.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。
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。
2021-2022年高中化学等效平衡规律知识精讲新人教版选修41.等效平衡同一可逆反应,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。
2.规律与判断(1)一般可逆反应,恒温恒容时,当起始反应物或生成物的物质的量通过化学计量数换算相同时,则建立等效平衡。
如反应 2SO2+O22SO3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注意:此情况下,无论反应物还是生成物,起始时物质的量一定要与化学计量数比相同。
(2)一般可逆反应,恒温恒压时,当起始反应物或生成物的物质的量比(不一定要求与化学计量数比相同)相同时,即建立等效平衡。
如反应 2SO2+O22SO3在(C)、(D)时建立等效平衡(C)起始时加入:1molSO2 + 1molO2(D)起始时加入:2molSO2 + 2molO2(3)对于反应前后体积不变的气体反应,恒温恒容时,当起始反应物或生成物的物质的量比(不一定要求与化学计量数比相同)相同时,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+2molI2(F)起始时加入:2molH2+4molI23.应用利用等效平衡原理进行平衡问题分析2例例1.在相同条件下(T=500K),相同体积的甲乙两从容,甲中充入1gSO2和1gO2,乙中充入2gSO2和2gO2,下列叙述中不正确的是()(A)反应速率:乙>甲(B)平衡混合物中SO2的体积分数:乙>甲(B)SO2的转化率:乙>甲(D)平衡时O2的体积分数:甲>乙[简析]若将乙容器的容积扩大2倍,则甲乙为等效平衡;再将乙容器容积恢复到原体积,则压强增大,反应速率增大,平衡向生成SO3的方向移动,故(A)、(C)、(D)项都是正确的,只有(B)项是错误的。
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:恒温恒压..(无论反应前后气体分子数是否相同)可逆反应....,如果....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。
如: mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)起始①mmol nmol 0 0起始②0 0 0.5pmol 0.5qmol起始③0.1mmol 0.1nmol 0.2pmol 0.2qmol上述三种情况投料不同,但②③两种情况“左边倒”后,n(A)和n(B)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:A(g)+B(g)C(g)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mol(2)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...........的可逆反应,如果起始加入物....条件下,对于反应前后气体分子数相同质的物质的量不同,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。
(g) + I2(g) 2HI(g)如:H起始①1mol 1mol 0起始②0 0 4mol起始③0.5mmol 0.5nmol 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n(H2)和n(I2) 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1.5molA、0.5molB和3molC,将两容器的温度恒定在770K,使反应3A(g)+B(g)xC(g)达到平衡,此时测得甲、乙两容器中C的体积分数都是0.2,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:A(g)+B(g)C(g)+2D(g).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()A.1molA和2molBB.2molD,1molA和1molBC.1molC和2molDD.1molC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)+O2(g)2SO3(g),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2A(g) + 2B(g) C(g) + 3D(g),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v(A)等于途径II的反应速率v(A)D.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:2A(g)+B(g) xC(g)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0.6mol, B为0.3mol, C为1.4mol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2A(g)+B(g)3C(g) +D(g), 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()A.4molA+2molBB.3molC+1molD+1molB+2molAC.3molC+1molD+1molBD.3molC+1molD Ⅱ.①若题中改为1molA,0.5molB,1.5molC,0.5molD作为起始物质,达到平衡后,C的浓度是否仍为Wmol/L?②若题中A为0.5mol/L,B为0.25mol,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:A(g)+B(g)C(g)(1)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1molPCl 5,加热到20℃时发生如下反应:PCl5(g)PCl3(g)+ Cl2 (g)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2mol PCl5,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()A.M>N B.M<N C.M=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2A(g)B(g)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A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡,测得平衡时A,B,C物质的量之比n(A):n(B):n(g)=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2A(g)+B(g)2C(g)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aA(g) bB(g)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D.a>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:2SO 2 +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11.5gN2O4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0.01mol,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28.75倍,则下列叙述中正确的是( )A.开始2s内C(N2O4)的变化表示的反应速率为0.01mol•L-1•s-1B.达到平衡时体系内压强是开始时的1.6倍C.平衡时C(N2O4)为0.025mol•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。