第2章化學反應的方向、限度與速率單元復習第2課時

化學平衡的等效問題及應用

①化學平衡的建立與反應途徑無關(guān)，

②可逆反應在相同狀況下，不論從正反應開始還是從逆反應開始，或者正逆反應同時進行，只要初始時有關(guān)物質(zhì)的量濃度“相同或相當”，它們可以達到相同(或等效)的平衡狀態(tài)，稱為“等效平衡”。③等效平衡中各物質(zhì)的百分含量相等。1、等效平衡及定義：(1)分析a：于可逆反應2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g),在相同溫度下，按照以下方式建立平衡，試判斷平衡是否等效？

（SO3的含量是否相同）恒容下:2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)狀態(tài)①2mol

1mol

0mol(1L容器)

狀態(tài)②0mol

0mol

2mol

(1L容器)

狀態(tài)③1mol

0.5mol

1mol

(1L容器)

狀態(tài)④2mol

1mol

2mol

(2L容器)達平衡后，各SO3濃度及物質(zhì)的量是否都相同？結(jié)論如何？極值轉(zhuǎn)換(一邊倒)(2)分析b：于可逆反應2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g),在相同溫度下，按照以下方式建立平衡，試判斷平衡是否等效？恒壓下：2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)狀態(tài)①2mol

1mol

0

狀態(tài)②0

0

2mol

狀態(tài)③1mol

0.5mol

1mol

狀態(tài)④2mol

1mol

2mol

狀態(tài)⑤4mol

2mol

0狀態(tài)⑥2nmolnmol0狀態(tài)⑦00nmol極值轉(zhuǎn)換(一邊倒)達平衡后，各SO3濃度及物質(zhì)的量是否都相同？結(jié)論如何？總結(jié)1(相同的條件下)對于可逆反應:mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)

在相同的條件下發(fā)生的反應，如果使用極限轉(zhuǎn)化的方法可以將各種狀態(tài)轉(zhuǎn)化成同一狀態(tài)（一邊倒），那么達到的平衡狀態(tài)完全相同。這樣的平衡稱為等同平衡。等同平衡是等效平衡的一種特殊形式。在這種平衡狀態(tài)中：各物質(zhì)濃度、百分含量、物質(zhì)的量、轉(zhuǎn)化率都相同。對于可逆反應

mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)m+n=p+q

在恒溫T、恒容V的條件下：使用極限轉(zhuǎn)化的方法將各種情況變換成同一反應物或生成物，若有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量比相等，達到的平衡狀態(tài)是等效的。在平衡狀態(tài)中：各組分百分量相同，轉(zhuǎn)化率相同n、c同比例變化。總結(jié)2(恒溫T、恒容V的條件下)總結(jié)3(恒溫T、恒壓P的條件下)對于可逆反應

mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)恒溫T、恒壓P的條件下:使用極限轉(zhuǎn)化的方法將各種情況變換成同一反應物或生成物，有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量比值相等，達到的平衡狀態(tài)是等效的，與可逆反應氣態(tài)物質(zhì)的化學計量數(shù)無關(guān)。在平衡狀態(tài)中：各組分百分量、c相同，n同比例變化。⑶恒溫恒壓條件下：當起始狀態(tài)對應成比例時，達到的平衡是等效的(c%、c、α相同，n對應成比例)⑵恒溫恒容且△ν(g)=0時:當起始狀態(tài)對應成比例時，達到的平衡是等效的(c%、α相同，c、n對應成比例)對于反應:mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)2、等效平衡的分類⑴相同條件下(恒溫恒壓或恒溫恒容)：當各起始狀態(tài)可化為同一狀態(tài)時，達到的平衡是等同的(等同平衡:c%、n、c、α均相同)

例1、某溫度下，向某密閉容器中加入1molN2和3molH2,使之反應合成NH3，平衡后測得NH3的體積分數(shù)為m。若T不變，只改變起始加入量，使之反應平衡后NH3的體積分數(shù)仍為m，若N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示應滿足：⑴恒定T、V：①若X=0，Y=0，則Z=

。②若X=

，Y=

，Z=1。③若X=0.75，Y=

，Z=

。④X、Y、Z應滿足的一般條件是

。2mol2.25mol0.5molX+Z/2=1,Y+3Z/2=30.5mol1.5mol⑵恒定T、P：①若X=0、Y=0，則Z

。②若X=0.75,則Y

Z

。③X、Y、Z應滿足的一般條件是

。>0=2.25mol≥0Y=3X，Z≥0例2、恒溫恒壓下，一個容積可變的密閉容器中發(fā)生如下反應：A(g)

+B(g)C(g)(1)若開始時放入1molA和1molB達平衡時，生成amolC,則此時A的物質(zhì)的量為

mol。(2)若開始時放入3molA和3molB達平衡后，生成C

mol。(3)若開始時放入XmolA，2molB和1molC，達平衡后，A、C的物質(zhì)的量分別為Ymol和3amol，則X=

mol，Y=

mol。平衡時,B的物質(zhì)的量

。①>2mol②=2mol③<2mol④以上均有可能(1-a)３a23(1-a)④(4)若在（3）的平衡混合物中再加入3molC，待再次達到平衡后，C的物質(zhì)的量分數(shù)為________。Ⅱ.若維持溫度不變，在一個與⑴反應前起始體積相同、且容積固定的容器中發(fā)生上述反應⑸開始時放入1molA和1molB達到平衡后，生成bmolC。將b與⑴小題中的a進行比較

。A、a<b B、a>bC、a=b D、不能比較a和b的大小作出此判斷的理由是

.

a/(2-a)容積固定,達平衡后壓強小,轉(zhuǎn)化率低,a>bB例3、在一個體積固定的

密閉容器中進行如下反應2SO2+O22SO3，SO2和O2起始時分別為20mol和10mol，達到平衡時，SO2的轉(zhuǎn)化率為80%。若從SO3開始進行反應，在相同的條件下，欲使平衡時各成分的體積分數(shù)相同，則起始時SO3的物質(zhì)的量及轉(zhuǎn)化率為（）A、10mol和10%B、20mol和20%C、20mol和40%D、30mol和80%B例4、已知某溫度下的熱化學方程式：2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)

△H=-197KJ/mol，在同溫同壓下，向密閉容器中起始通入2molSO2和1molO2，達平衡時放出熱量Q1KJ；如果起始通入1.5molSO2，0.75molO2和0.5molSO3，達平衡時放出熱量Q2KJ。下列關(guān)系正確的是（）A.Q1<Q2<197B.Q1=Q2<197C.Q1<Q2<197D.Q2<Q1<197D例5、在一個固定體積的密閉容器中，在5000C時按以下兩種途徑建立如下平衡：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)途徑甲：充入2molSO2和1molO2途徑乙：充入1molSO2和0.5molO2分別達到平衡時,試判斷(填“大于”“小于”“等于”)α（SO2）甲

α(SO2)乙C(SO2)乙

C(SO2)甲

2C(SO2)乙><<例6、在一個固定體積的密閉容器中，保持一定溫度，按下列配比充入反應物建立如下平衡：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)甲：CO=H2O=2mol乙：CO=2molH2O=1mol丙：CO2=H2=1mol?。篐2=2molCO2=1mol試比較平衡時,CO2濃度的大小順序

。甲>乙>丙>丁方法小結(jié)：先建立等效平衡（等值），再通過壓縮容器容積等，利用平衡移動，判斷出相關(guān)量的大小或變化情況。例7、恒溫恒容下,在容積不變的密閉容器中發(fā)生如下反應,

2NO2(g)N2O4(g)達到平衡后,(1)再在向容器中通入一定量的NO2，平衡如何移動?重新達到平衡后，與第一次平衡相比較，NO2的體積分數(shù)如何變化?(2)若將條件改為恒溫恒壓，容積可變，NO2的體積分數(shù)如何變化?(3)若將條件改為恒溫恒壓，再充入N2O4，NO2的體積分數(shù)如何變化?NO2的體積分數(shù)變小NO2的體積分數(shù)不變NO2的體積分數(shù)不變向正方向移動1、將1molPCl3和1molCl2充入一容積不變的密閉容器中,在一定條件下：PCl3(g)+Cl2(g)

PCl5(g)達到平衡時,PCl5為0.4mol,那么，在同體積容器中充入0.5molPCl3和0.5molCl2，在相同溫度下:(1)達平衡時PCl5的物質(zhì)的量是(

)

A.0.2mol

B.小于0.2mol

C.大于0.2mol而小于0.4mol

D.0.4mol(2)若PCl3(g)+Cl2(g)

PCl5(g)達到平衡后，再充入少量的PCl5，恒溫恒容下，平衡會_______移動，新的平衡時，PCl3的體積分數(shù)將

(減少、增大或不變)B逆向減少練習：2、體積相同的甲、乙兩容器中，分別都充有等物質(zhì)的量的SO2和O2，在相同溫度下發(fā)生反應：2SO2+O22SO3并達到平衡。在這過程中甲容器保持體積不變，乙容器保持壓強不變，若甲容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為p%，則乙容器中SO2的轉(zhuǎn)化率(

)A、等于p%B、小于p%C、大于p%D、無法判斷C3.在溫度、容積相同的3個密閉容器中，按不同方式投入反應物，保持恒溫、恒容，測得反應達到平衡時的有關(guān)數(shù)據(jù)如下（已知N2+3H22NH3

△H=-92.4kJ·mol-1）下列說法正確的是