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等效平衡 化学平衡图像题 - PowerPoint PPT Presentation


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等效平衡 化学平衡图像题. 2007 届高考化学复习. 一、等效平衡 的概念. 相同温度、 相同容积 相同温度、相同压强. 对于同一可逆反应,当外界条件一定时,该反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,或是正逆反应同时进行,只要 反应物或生成物满足一定的配比 ,达平衡时, 任何相同的组分的百分含量 (体积、物质的量) 均对应相同 ,这样的化学平衡互称为等效平衡。. 等效平衡的基本标志. 研究等效平衡的方法是: 等效转换. 二 . 等效平衡的分类. 才. 即.

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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

等效平衡化学平衡图像题

2007届高考化学复习

slide2

一、等效平衡的概念

相同温度、 相同容积 相同温度、相同压强

对于同一可逆反应,当外界条件一定时,该反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,或是正逆反应同时进行,只要反应物或生成物满足一定的配比,达平衡时,任何相同的组分的百分含量(体积、物质的量)均对应相同,这样的化学平衡互称为等效平衡。

等效平衡的基本标志

研究等效平衡的方法是:等效转换

slide3
二.等效平衡的分类

说明:1.各种量相等或成比例是这些量:体积分数、质量分数、浓度、物质的量、密度、平均摩尔质量;

2.在恒温恒容条件下,各种量都完全相同,故也称”等同平衡”

3.在恒温恒容下,若反应为等体积变化,只要等比即等效,但如果给出的标志是浓度相等,这时就必须为等量才等效

4.对于等体积反应,不管是恒温恒容或恒温压,只要等比即等效

slide4
等效平衡中常见比较的几个量

相 等

相 等

相 等

相 等

成比例

相 等

相 等

相 等

相 等

相 等

slide5
等效平衡中常见比较的几个量

相等

相 等

成比例

相 等

成比例

成比例

成比例

相 等

相 等

相 等

slide6

2SO2 (g)+O2 (g) 2SO3(g)

SO2 a mol

O2 b mol

SO3 c mol

SO2 Ka mol

O2 kb mol

SO3 kc mol

SO2 a mol

O2 b mol

SO3 c mol

平衡状态(Ⅰ)

平衡状态(Ⅱ)

平衡状态(Ⅲ)

等同平衡

倍比平衡

slide7

2SO2 (g)+O2 (g) 2SO3(g)

恒温恒压

问题一:恒温恒压条件下等效平衡

起始①(mol) 2 1 0

平衡①(mol) x y z

起始②(mol) 4 2 0

平衡②(mol) 2x? 2y ? 2z ?

slide8

2SO2 (g)+O2 (g) 2SO3(g)

SO2 2 molO2 1 molSO3 0 mol

SO2 xmolO2 ymolSO3 zmol

SO2 2xmolO2 2ymolSO3 2z mol

SO2 2 molO2 1 molSO3 0mol

SO2 2 molO2 1 molSO3 0 mol

SO2 xmolO2 ymolSO3 zmol

SO2 xmolO2 ymolSO3 zmol

恒温、恒压下按倍数加料

起始①

V

平衡①

起始②

2V

平衡②

slide9

2SO2 (g)+O2 (g) 2SO3(g)

恒温恒压

问题二:恒温恒容条件下等效平衡

起始①(mol) 2 1 0

平衡①(mol) x y z

起始②(mol) 4 2 0

平衡②(mol) 2x? 2y ? 2z ?

slide10

2SO2 (g)+O2 (g) 2SO3(g)

SO22x mol O22y mol

SO32z mol

SO2x mol O2y mol

SO3z mol

SO2x mol O2y mol

SO3z mol

SO2x mol O2y mol

SO3z mol

SO22 mol O21 mol SO30 mol

SO22 mol O21 mol SO30 mol

SO22 mol O21 mol SO30 mol

充入

平衡状态②

恒温、恒容下按倍数加料

平衡状态①

起始①

充入瞬时态

?

起始②

相当 于加压

缩积方 向移动

slide11

[思考]在恒温恒容下,按不同的投料方式进行反应,平衡后各体系内相同组分浓度是否对应相同

1、 N2 + 3H2 2NH3

(1) 1mol 4mol 0mol

(2) 0mol 1mol 2mol

(3) 0.5mol 2.5mol 1mol

1mol (3+1)mol 0mol

(0.5+0.5)mol (2.5+1.5)mol 0mol

三条途径最终达同一平衡

slide12

2、 CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)

(1) 1mol 1mol 0 mol 0 mol

(2) 0 mol 0 mol 2 mol 2 mol

“一边倒” 2 mol    2 mol        0 mol   0 mol

(3) 0 mol 1 mol 1 mol 1 mol

“一边倒” 1mol    2 mol        0 mol   0 mol

slide13

规律

1、定温(T)定容(V)条件下的等效平衡

在定温定容的条件下,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边物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效.

slide14

例1 在一个固定体积的密闭容器中,加入2molA和2molB,发生如下反应:

2A(气)+ 2B(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,按下列配比作为起始物质达到平衡后,C的浓度仍为Wmol/L的是( )

A 2molA+1molB+3molC+1molD

B 3molC+1molD+1molB

C 3molC+1molD

D 1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD

C

slide15

2A(g)+ 2B(g) 3C(g)+ D(g)

2mol 2mol 0mol 0mol

A 2mol 1mol 3mol 1mol

4mol 3mol 0mol 0mol

B 0mol 1mol 3mol 1mol

2mol 3mol 0mol 0mol

C 0mol 0mol 3mol 1mol

D 1mol 0.5mol 1.5mol 0.5mol

2mol 1.5mol 0mol 0mol

slide16

例2:一定温度下,往一固定容积密闭容器中,通入1molNO2发生如下反应:例2:一定温度下,往一固定容积密闭容器中,通入1molNO2发生如下反应:

2NO2(g) N2O4(g),达平衡时,再向容器内通入1mol的NO2,重新达平衡后,与第一次平衡时相比,NO2的体积分数(  )

A、不变 B、增大 C、减小 D、无法判断

C

思考:如果达平衡时,再向容器内通入的是1mol N2O4(g),结论又如何呢?

slide17

例3 在一固定容积的密闭容器中充入2molA和1molB,发生反应:2A(气)+B(气) xC(气),达到平衡后,C的体积分数为W%。若维持容器体积和温度不变,按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始物质,达到平衡后,C的体积分数仍为W%,则x值为( )

A、1 B、2 C、3 D、4

B

C

slide18

例4 在一定温度下,把2molSO2和1molO2通入一个一定容积的密闭容器中,发生以下反应:

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。现维持该温度不变,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相互关系,才能保证达到平衡时反应混合物中三种气体的含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白:

(1)若a=0,b=0,则c=。

(2)若a=0.5,则b=,c= 。

(3)a、b、c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):,。

2

0.25 1.5

a+c=2 b+c/2=1

slide19

例5 将2molSO2和2molSO3气体混合于固定体积的密闭容器中,在一定条件下发生反应:2SO2(气)+O2(气) 2SO3(气),平衡时SO3为n mol。相同温度下,分别按下列配比在相同体积的密闭容器中加入起始物质,平衡时SO3的物质的量大于n mol的是( )

  • 2mol SO2+1 molO2
  • 4molSO2+1molO2
  • 2molSO2+1molO2+2molSO3
  • 3molSO2+1molO2+1molSO3

C D

slide20

规律

2、定温(T)定压(P)条件下的等效平衡

在定温定容的条件下,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边物质的物质的量比例与原平衡相同,则两平衡等效.

slide21

例6、在一定温度下,把2体积N2和6体积H2通入一个带活塞的体积可变的容器中,活塞的一端与大气相通(如图所示)。容器中发生以下反应:例6、在一定温度下,把2体积N2和6体积H2通入一个带活塞的体积可变的容器中,活塞的一端与大气相通(如图所示)。容器中发生以下反应:

N2+3H2 2NH3(放热),若达到平衡后,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,如果反应达到平衡时,各物质的百分含量和体积与上述平衡时完全相同,那么

①若a=1,c=2,则b=。在此情况下,反应起始时将向_______方向进行。

2体积N2

6体积H2

大气

3

逆反应

slide22

例6、在一定温度下,把2体积N2和6体积H2通入一个带活塞的体积可变的容器中,活塞的一端与大气相通(如图所示)。容器中发生以下反应:N2+3H2 2NH3(放热),若达到平衡后,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,如果反应达到平衡时,各物质的百分含量和体积与上述平衡时完全相同,那么

②若需规定起始反应向逆方向进行,则C的范围是。

(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_____________理由是。

2体积N2

6体积H2

大气

1<C(c)≤4

降温

降温平衡正向移动

slide23

例7: 如图所示,向A中充入1mol X和lmo1 Y,向B中充入2mol X和2mol Y,起始Va=Vb=a L,在相同温度和有催化剂的条件下,两容器中各自发生下列反应:X(g)+Y(g) 2Z(g)+W (g);△H >0,达到平衡时,VA=1.2aL。则:

(1)反应开始时,B容器中化学反应速率_______A容器中的化学反应速率(填“大于”、“小于”或“等于”);

大于

slide24

例7: 如图所示,向A中充入1mol X和lmo1 Y,向B中充入2mol X和2mol Y,起始Va=Vb=a L,在相同温度和有催化剂的条件下,两容器中各自发生下列反应:X(g)+Y(g) 2Z(g)+W (g);△H >0,达到平衡时,VA=1.2aL。则:

(2)A容器中X的转

化率为________,

且A容器中X的转化率________B容器中X的转化率;(填“大于”、“小于”或“等于”);

40%

大于

slide25

例7: 如图所示,向A中充入1mol X和lmo1 Y,向B中充入2mol X和2mol Y,起始Va=Vb=a L,在相同温度和有催化剂的条件下,两容器中各自发生下列反应:X(g)+Y(g) 2Z(g)+W (g);△H >0,达到平衡时,VA=1.2aL。则:

(3)打开K一段时间

达到新平衡时

,A的体积为____________

(连通管中气体体积不计) 。

slide26

X(g)+Y(g) 2Z(g)+W (g);△H >0,

起始:

1molX,1molY

2molX,2molY

A

B

平衡:

A

B

3.6aL

(3)打开K一段时间达到新平衡时,A的体积为____________(连通管中气体体积不计)。

2.6aL

slide27

二、有关平衡的图像

⑴分析方法和技巧

一看:坐标的含义

做到三看:

二看:曲线的形状和走向

三看:曲线的起点、拐点和终点

⑵图像的类别

①时间与速率、浓度、物质的百分含量、混合气体的密度、混合气体的平均摩尔质量、物质的物质的量等等

②温度与物质的平衡浓度、反应物的转化率等

③压强与物质的平衡浓度、反应物的转化率等

slide28

看图:化学平衡向什么方向移动?

答:逆反应开始。

平衡向正反应方向移动。

V

答: 平衡向正反应方向移动。

V正

V逆

时间

slide29

P1

P2

0

练习:看图回答

2A(g) + B(g) 2C(g)

C%

正反应是 热反应.

T2 P1

T1 P2

T1 P1

t

slide30

浓度——平衡——时间曲线

mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)+Q

此图在t2时,如果是加热,那么Q值是大于0,还是小于0?如果是减压,那么m+n与p+q的关系如何?

浓度

C

A或B

0

t1 t2 t3

时间

slide31

练习

1、下图是在其它条件一定时,反应2NO+O2 2NO2+ Q(Q>0)中NO的最大转化率与温度的关系曲线。图中坐标有A、B、C、D、E 5点,其中表示未达平衡状态且V正>V逆的点是。

0

T

NO转化率

C点

A

B

E

C

D

slide32

2、如图所示,图中a曲线表示X(g) +Y(g) 2Z(g)+ W(s)+ Q的反应过程,若使a曲线变为b曲线,可采取的措施是( )

Z%

0

0

t

AD

A. 加入催化剂

B. 增大Y的浓度

C. 降低温度

D. 增大体系压强

a

b

slide33

v

C%

v

100℃

500℃

v

t

P

A

B

c(C)

A的转化率

100℃

有催化剂

10℃

无催化剂

t

P

C

D

图像题:3对于放热反应 2A(g) +B(g) 2C(g)的下列图像正确的是(  )

A

slide34

v

V(正)

V(逆)

V(正)

V(逆)

时间t

  • 4 对于达到平衡的可逆反应: X+Y W+Z 增大压强则反应速率的变化图象如右下图所示。据此分析 X、Y、W、Z的聚集状态是 ( )
  • Z、W均为气态,X、Y中有一种为气体
  • B. Z、W中有一种为气体,X、Y均为气体
  • C. X、Y、Z均为非气体,W 为气体
  • D. X、Y均为气体,Z、W 皆为非气体

B

图象题

slide35

B%

T1 P2

T2 P2

T2 P1

0 t1 t2 t3 t

5 已知某可逆反应:

m A(气)+ n B(气) p C (气)+ Q

在密闭容器中进行,右图表示在不同反应时间t 时 ,温度T和压强 p和反应物B在混合气体中的百分含量B%的关系曲线。由曲线分析,下列判断正确的是( )

图象题

C

A.T1﹤ T2 p1﹥p2 m+n﹥p Q﹥0

B. T1﹤T2 p1﹥p2 m+n﹥p Q﹤0

C. T1﹤T2 p1﹤p2 m+n﹤p Q ﹤0

D. T1﹥T2 p1﹤p2 m+n﹤p Q﹥0

slide36

D%

a

b

时间 t

6 已知反应:3A( g ) + B( g ) C( s ) + 4D( g ) + Q

下图中a、b 表示一定条件下,D的体积分数随时间t的变化情况,若要使曲线b 变为曲线 a,可采取的措施是( )

①增大 B 的浓度

②升高反应温度

③缩小反应容器的体积

④加入催化剂

图象题

D

A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ③④

slide37

7、m A(固)+ n B(气) p C (气)+ Q

n

p

A. m + n p

B. n p

C. x点的状态时混合体系中

v正v逆

D. x 点的状态比 y点的状态

混合体系中的反应速率快

上述可逆反应在一定条件下反应,B的体积分数B%与压强的关系如右图所示,有关叙述正确的是( )

图象题

C

B%

• x

• y

压强