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等 效 平 衡

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等 效 平 衡. 学习目标: 1 . 理解和掌握等效平衡的概念, 2 . 理解几种类型的等效平衡及分析方法 3 . 提高分析问题和解决问题的能力. 1 、等效平衡 :. 在一定条件(等温、等容或等温、等压)下,只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后 ,任何相同组分的分数(体积、物质的量)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡。. 2 、等效平衡的基本标志. 反应混合物中各组分的浓度、质量分数、体积分数、物质的量分数均相同. 2SO 3. 平衡状态. 2SO 2 + O 2. 开始. SO 2 a% O 2 b% SO 3 c%. 开始.

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Presentation Transcript
slide2

学习目标:

1.理解和掌握等效平衡的概念,

2.理解几种类型的等效平衡及分析方法

3.提高分析问题和解决问题的能力

slide3

1、等效平衡:

在一定条件(等温、等容或等温、等压)下,只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后 ,任何相同组分的分数(体积、物质的量)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡。

slide4

2、等效平衡的基本标志

反应混合物中各组分的浓度、质量分数、体积分数、物质的量分数均相同

slide5

2SO3

平衡状态

2SO2 + O2

开始

SO2 a%

O2 b%

SO3 c%

开始

2mol SO2 1mol O2

2mol SO3

1mol SO2 0.5mol O2 1mol SO3

?

slide6

2SO3

平衡状态

平衡状态

平衡状态

2SO2 + O2

开始

SO2 a%

O2 b%

SO3 c%

SO2 a%

O2 b%

SO3 c%

SO2 a%

O2 b%

SO3 c%

开始

2mol SO2 1mol O2

2mol SO3

相当于开始加入1molSO2、0.5molO2和1molSO3

slide7

2SO3

平衡状态

平衡状态

平衡状态

2SO2 + O2

开始

SO2 a%

O2 b%

SO3 c%

SO2 a%

O2 b%

SO3 c%

SO2 a%

O2 b%

SO3 c%

开始

2mol SO2 1mol O2

2mol SO3

相当于开始加入0.5molSO2、0.25molO2和1.5molSO3

slide8

建立等效平衡 的途径:

1、先加入反应物,从正反应方向开始,可以建立化学平衡。

2、若先加入生成物,从逆反应方向开始,也可以建立等效的化学平衡。

3、若同时加入反应物与生成物,从中间状态开始,同样可以建立等效的化学平衡。

当条件相同时,化学平衡状态与反应途径无关

slide9

3 类型

Ⅰ、同一可逆反应里,在恒温恒压时,若按原物料关系的倍数加料,则反应无论从正、逆何种方向开始,达到的平衡是一样的。(各组分的质量之比、物质的量之比、浓度之比、百分含量等不变)

2SO2(气)+O2(气) === 2SO3(气)

2V

V

4SO2

2O2

等T 等P

2SO2

1O2

等效平衡

slide10

对于可逆反应2SO2(g)+O2 (g) 2SO3 (g)若在某温度下向容积为2升的密闭容器中充入1molSO3 气体,达到平衡时,SO3的含量为A%。若保持压强和温度不变,向该容器里再通入1molSO2和0.5molO2,则平衡时SO3 的含量是__________

A%

slide11

例5、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,达到平衡后,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,C的物质的量是3amol,x=mol.

(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次到达平衡后,C的物质的量是mol.

1-a

3a

2

6a

slide12

等温等容: 等量充料———等效平衡( V气≠0)

Ⅱ、同一反应前后气体物质的量变化的可逆反应里,在恒温恒容时,若按相同的物料关系加料,则反应无论从正、逆何种方向开始,达到的平衡是一样的。(各组分的质量、物质的量、浓度及比值、百分含量等不变)

V

V

V

1SO2

0.5O2

1SO3

2SO2

1O2

2SO3

属于等效平衡

slide13

例1

在一定条件下,把2体积的SO2和1体积O2 的混合物,通入一个装有催化剂的密闭容器中发生反应,达到平衡时SO3的体积分数是91%,若在等温条件下,再把2体积SO3充入相同容器中发生反应,达到平衡时,混合气体中SO3的体积分数是( )

91%

slide14

例2:恒容、恒温下对于合成氨反应,

按A─D四种情况加入物质

N2+ 3H2= 2NH3

A 1mol 3mol 0mol

B 0mol 0mol 2mol

C 0.5mol 1.5mol 1mol

D 1mol 3mol 2mol

等效平衡

slide15

2V

V

V

4SO2

2O2

增大P

等T 等P

2SO2

1O2

4SO2

2O2

等效平衡

平衡右移

Ⅰ、Ⅱ中SO3的百分含量相同

Ⅲ中SO3百分含量比Ⅰ 、Ⅱ中SO3的百分含量大

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等温等容: 倍数充料———等效平衡( V气=0)

Ⅲ、同一反应前后气体物质的量不变的可逆反应里,在恒温恒容时,若按原物料关系的倍数加料,则反应无论从正、逆何种方向开始,达到的平衡是一样的。

2V

V

2mol H2

2mol I2

V

增大P

2mol H2

2mol I2

1mol H2

1mol I2

等T 等P

等效平衡

平衡不移动

等效平衡

slide17

例:

CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g)

A 2mol 2mol 0mol 0mol

B 0mol 0mol 4mol 4mol

C 1mol 1mol 1mol 1mol

D 4mol 4mol 2mol 2mol

等效平衡

slide18

等效平衡

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,或是从中间状态(既有反应物又有生成物的状态)开始,只要达到平衡时条件保持不变,加入的物质的量相当,则可达到相同的平衡状态,这便称为等效平衡。

slide19

等温等压: 倍数充料———等效平衡( 所有反应)

等温等容: 倍数充料———等效平衡( V气=0)

等温等容: 等量充料———等效平衡( V气≠0)

小结

slide20

练习、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

2A(气)+B(气) xC(气)

2 1

+X

0.6 mol 0.3 mol 1.4mol

+0.3 X

slide21

练习 在恒温、恒压的条件下,向可变容积的密闭容器中充入3LA和2LB,发生如下反应:

3A(气)+2B(气) xC(气)+yD(气)

达到平衡时,C的体积分数为m%。若维持温度压强不变,以0.6LA , 0.4LB , 4LC , 0.8LD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m%,则x、y的值分别为

A x=3 y=1 B x=4 y=1

C x=5 y =1 D x=10 y=2

C D

3A(气)+2B(气) xC(气)+yD(气)

x

4++0.2 x

=

+x +y

0.8+0.2y

y

3L 2L

x

5

=

0.6L 0.4 L 4 0.8

+0.2 x

+0.2y

y

1

slide22

2 类型

Ⅰ、同一可逆反应里,在恒温恒压时,若按原物料关系的倍数加料,则反应无论从正、逆何种方向开始,达到的平衡是一样的。

Ⅱ、同一反应前后气体物质的量变化的可逆反应里,在恒温恒容时,若按相同的物料关系加料,则反应无论从正、逆何种方向开始,达到的平衡是一样的。(各组分的质量、物质的量、浓度及比值、百分含量等不变)

Ⅲ、同一反应前后气体物质的量不变的可逆反应里,在恒温恒容时,若按原物料关系的倍数加料,则反应无论从正、逆何种方向开始,达到的平衡是一样的。

slide23

练习2 在一密闭容器中,充入1mol NO2,建立如下平衡2NO2(g) N2O4(g),测得NO2转化率为a%,在恒温恒容时,再充入1mol NO2,待新平衡建立时,又测得NO2转化率为b%,试问a b大小关系

a______b

练习

练习1 在相同条件下,相同体积的甲、乙两容器,甲容器充入1gSO2和1gO2,乙容器充入2gSO2和2gO2,比较甲乙两容器的的转化率大小的关系

乙___甲

slide24

思考

思考、 温度、催化剂不变,向一个固定体积的密闭容器中按下列各组物质的量加入H2、N2、NH3,反应达平衡后,NH3浓度最大的是 ( )

B