高二选修化学反应原理等效平衡专题突破Word下载.doc
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极限转化后对应物质的物质的量相等
两次平衡时各组分百分含量、n、c均相同
相等
m+n=p+q
极限转化后对应物质的物质的量比值相等
两次平衡时各组分百分量相同,n、c同比例变化,不一定相等
恒温恒压
不相等或相等
两次平衡时各组分百分含量、c相同,n同比例变化
二、典例精析和变式演练
(一)恒温恒压
例1、在一个盛有催化剂、容积可变的密闭容器中,保持一定温度和压强,进行以下反应:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。
已知加入1molN2和4molH2时,达到平衡后生成amolNH3,在相同温度、压强下,保持平衡时各组分的体积分数变。
对下列编号①~③的状态,填写表中的空白。
已知
编号
起始状态物质的量(mol)
平衡时NH3物质的量
N2
H2
NH3
1
4
a
①
1.5
6
1.5a
②
0.5
0.5a
③
5
2
2a
解析:
因转化率相同,故若都只加反应物,则起始量是几倍,则转化量是几倍,平衡量就是几倍,又因等压条件下物质的量之比等于体积之比,故起始量之比等于平衡量之比。
①和题干量之比是1.5,平衡之比就是1.5。
②的平衡量是题干平衡量的一半,则若没有NH3,只有N2、H2,则其物质的量应分别为0.5和2mol,又因1molNH3完全转化生成N20.5mol,H21.5mol,故原来的N2、H2分别为0mol和0.5mol。
③可同理推得。
例2、恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下发应:
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(选填一个编号)
(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。
(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。
(5)开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成bmolC。
将b与
(1)小题中的a进行比较(选填一个编号)。
(甲)a<b(乙)a>b(丙)a=b(丁)不能比较a和b的大小
作出此判断的理由是。
答案:
(1)1—a
(2)3a(3)23—3aD
a的范围为:
0<
a<
1,但3—3a的范围只能确定在0~3之间,不能确定与2的关系。
(4)a/(2—a)(5)乙由于该反应正反应为气体体积减小的反应,故
(1)中为恒温恒压,相当于在II中容器的基础上增加压强,此时平衡正向移动,故可得:
a>
b
(1)A(g)+B(g)C(g)
平衡前:
110
变化:
aaa
平衡后:
1—a1—aa
(2)恒温恒压下,此平衡为等比:
故达平衡时,生成C应与
(1)成比例,为3amol
(3)极值转化法,
A(g)+B(g)C(g)
x21
111
x+1y3a
由平衡后C仍为3amol,即与
(2)中平衡状态相同,故有:
x+1=3得:
x=2mol
y=3—3a
(4)极值转化法:
将3molC转化为A、B:
A(g)+B(g)C(g)
660
6—6a6—a6a
C的物质的量分数为:
6a÷
[(6—6a)+(6—6a)+6a]=a/(2—a)
因百分含量不变,也可由
(1)计算。
练习1、在一个活塞式的反应容器中,通入2molSO2和1molO2,于932K下发生化合反应并达到平衡,在保持恒温、恒压的条件下,再通入2molSO2和1molO2,下列叙述的内容完全正确的是()
A.V正增大,V逆减小,平衡向正反应方向移动,SO3的百分含量增加
B.V正增大,V逆不变,平衡向正反应方向移动,SO3的百分含量增加
C.V正增大,V逆增大,平衡向正反应方向移动,SO3的百分含量增加
D.开始时V正增大,V逆减小,平衡向正反应方向移动;
随后又逐渐恢复到原反应速率和原平衡状态,SO3的百分含量保持不变
练习2、在甲、乙两容器中各盛一定量的碳和二氧化碳(甲:
12g碳,22g二氧化碳。
乙:
20g碳,22g二氧化碳),在同温同压下进行反应,达到平衡时,两容器中二氧化碳的转化率的关系为()A甲大于乙B甲小于乙C甲等于乙D不能确定
(二)、恒温恒容,左右气体系数相等
例1、在一个固定容积的密闭容器中,保持一定温度进行以下反应:
H2(g)+Br2(g)2HBr(g),已知加入1molH2和2molBr2,达到平衡时生成amolHBr。
在相同条件下,且保持平衡时各组分的体积分数不变,对下列编号①~③的状态,填写表中的空白:
平衡时HBr物质的量
Br2
HBr
m
g(g≥m)
2g-4m
(g-m)a
计算方法同恒温恒压下的例一,起始量是几倍,则转化量是几倍,平衡量就是几倍,根据比例计算。
③中因g≥m,故HBr可以有或没有,可设其物质的量为x,令其完全转化,则H2物质的量为(m+0.5x)mol,Br2物质的量为(g+0.5x)mol,
又因n(H2):
n(Br2)=1:
2,故(m+0.5x):
(g+0.5x)=1:
2,
解得x=2(g-2m)mol,即n(HBr)=2(g-2m)mol,令HBr完全转化,H2总的物质的量为(g-m)mol其量是原H2的(g-m)倍,则其平衡量也为(g-m)倍,即(g-m)amol。
练习1、在等温、等容条件下,有下列反应:
2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g)现分别从两条途径建立平衡:
I:
A.B的起始浓度均为2mol/L;
II:
C.D的起始浓度分别为2mol/L和6mol/L。
下列叙述正确的是()
A.I、II两途径最终达到平衡时,体系内混合气的百分组成相同
B.I、II两途径最终达到平衡时,体系内混合气的百分组成不相同
C.达到平衡后,I途径混合气体密度与II途径混合气体密度相同
D.达到平衡时,I途径的VA=II途径的VA
练习2、某温度下,1molCO和1molH2O(气)在2L的密闭容器中发生:
CO+H2OCO2+H2的反应达到平衡,若在同样容器和温度下,起始时将1molCO2和1molH2投入,平衡时得到相同的各组分浓度,则下列各种起始投料量能得到相同平衡状态的是(单位:
mol)()A.CO:
1H2O:
2B.CO:
0.5H2O:
0.5CO2:
0.5H2:
C.CO:
0.8H2O:
0.8CO2:
0.2H2:
0.2
D.CO:
0.1H2O:
0.1CO2:
0.9H2:
0.9
练习3、在容积相同的两个密闭容器中A和B保持温度为423K,若同时向A、B中加入amol及bmol的HI气体,且a>
b,待反应:
2HI(气)H2(气)+I2(气),达到平衡时,下列说法正确的是A.从反应开始到达到平衡,所需时间tA>
tB
B.平衡时I2的浓度[I2]A=[I2]B
C.平衡时I2蒸气在混合气体中的体积分数A容器中的大于B容器
D.HI的分解率aA=aB
(三)、恒温恒容,左右气体系数不相等
典例精析1、某温度下,向某密闭容器中加入1molN2和3molH2,使之反应合成NH3,平衡后测得NH3的体积分数为m。
若温度不变,只改变起始加入量,使之反应平衡后NH3的体积分数仍为m。
假设N2、H2、NH3的加入量(单位:
mol)用x、y、z表示,应满足:
(1)恒定温度、体积
①若x=0,y=0,则z=_________;
②若x=0.75,y=_________,则z=_________;
③x、y、z应满足的一般条件是________
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