人力资源XXXX培训资料等效平衡精编版.docx
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人力资源XXXX培训资料等效平衡精编版
化学平衡
1.正确理解等效平衡概念。
化学平衡状态与条件息息相关,而与建立平衡的途径无关。
对于同一可逆反应,在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,以不同投料方式(即从正反应、逆反应或从中间状态开始)进行反应,只要达到平衡时相同组分在各混合物中的百分数(体积、物质的量或质量分数)相等,这样的化学平衡即互称为等效平衡。
切记的是,是组分的百分数相同,包括体积分数、物质的量分数或质量百分数,而不仅仅是指浓度相同,因为同一组分百分数相同时其浓度不一定相等。
2.等效平衡规律
2.1规律Ⅰ:
恒温恒容条件下
2.1.1恒温恒容时,对一般的可逆反应,不同的投料方式如果根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时,反应物(或生成物)中同一组分的物质的量完全相同,则互为等效平衡。
此时的一般是指不考虑反应本身的特点,计算的关键是换算到同一边后各组分要完全相同。
〔范例1〕:
定温定容下,可逆反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)按下列四种不同投料方式达到平衡后,N2的体积分数都相等,请填写下面的空格。
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)平衡时n(NH3)/mol
起始量(投料1)/mol:
1 30a
等效于(投料2)/mol:
0
等效于(投料3)/mol:
4/3
等效于(投料4)/mol:
abc
a、b、c取值必须满足的一般条件是(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):
、。
2.1.2恒温恒容时,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,不同的投料方式如果根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时,只要反应物(或生成物)中各组分的物质的量的比例相同,即互为等效平衡。
此时的反应特点是无体积变化,计算的关键是换算到同一边后各组分只需要物质的量之比相同即可。
在具体分析中,有两种情况需要注意:
2.1.2.1最初投料方式与化学方程式计量系数比不一致时。
〔范例2〕:
定温定容下,可逆反应H2(g)+I2(g)
2HI(g)按下列四种不同投料方式达到平衡后,H2的体积分数都相等,请填写下面的空格。
H2(g)+I2(g)
2HI(g)平衡时n(HI)/mol
起始量(投料1)/mol:
120a
等效于(投料2)/mol:
01
等效于(投料3)/mol:
01
等效于(投料4)/mol:
abc
a、b、c取值必须满足的一般条件是。
2.1.2.2最初投料方式与化学方程式计量系数比一致时。
〔范例3〕:
定温定容下,可逆反应H2(g)+I2(g)
2HI(g)按下列四种不同投料方式达到平衡后,H2的体积分数都相等,请填写下面的空格。
H2(g)+I2(g)
2HI(g)平衡时n(HI)/mol
起始量(投料1)/mol:
110a
等效于(投料2)/mol:
0
等效于(投料3)/mol:
1.5
等效于(投料4)/mol:
1
结论:
〔范例4〕:
在恒容的密闭容器中,充入2molA和1molB的气体后发生反应:
2A(g)+B(g)
xC(g)。
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为起始物质的量,达到平衡后,C的体积分数仍为W%。
则x值可能为()
A1B2C3D4
2.2规律Ⅱ:
恒温恒压条件下:
在恒温恒压时,可逆反应以不同的投料方式进行反应,如果根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时,只要反应物(或生成物)中各组分的物质的量的比例相同,即互为等效平衡。
此时计算的关键是换算到一边后只需比例相同即可,并对反应特点没有要求。
在具体分析中亦有两种情况需要注意:
2.2.1最初投料方式与化学方程式计量系数比不一致时。
〔范例5〕:
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+3H2
2NH3。
已知加入1molN2和4molH2时,达到平衡后生成amolNH3(见下表已知项)。
在相同温度、压强下,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,填写表中空白。
已知
编号
起始状态物质的量n/mol
平衡时NH3的物质的量n/mol
N2
H2
NH3
1
4
0
a
①
1.5
6
0
②
1
0.5a
③
m
g(g≥4m)
2.2.2最初投料方式与化学方程式计量系数比一致时。
〔范例6〕:
在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中,保持一定的温度和压强,进行以下反应:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)。
已知加入1molN2和3molH2时,达到平衡后生成amol,在相同温度、压强下,保持平衡时各组分的体积分数不变。
请填写下面的空格。
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)平衡时n(NH3)/mol
起始量(投料1)/mol:
130a
等效于(投料2)/mol:
26
等效于(投料3)/mol:
1
等效于(投料4)/mol:
mnq
a、b、c取值要满足的条件是:
结论:
1.在恒温恒压条件下,向可变的密闭容器中充入3LA和2LB发生如下反应3A(g)+2B(g)
xC(g)+yD(g),达到平衡时C的体积分数为m%。
若维持温度不变,将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=2、y=3
2.在一定温度下保持压强相等的密闭容器中,充入1molA、2molB发生A(g)+B(g)
2C+D,达到平衡时A的百分含量为w,下列物质组合充入该容器中,A的含量仍为w的是()
A.2molC+1molDB.1molB+2molC+2molD
C.1molA+1molBD.1molA+4molB+4molC+2molD
3.将2.0molSO2气体和2.0molSO3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(g)+O2(g)
2SO3(g),达到平衡时SO3为nmol。
在相同温度下,分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质,平衡时SO3等于nmol的是( )
A.1.6molSO2+0.3molO2+0.4molSO3B.2.0molSO2+1.0molO2
C.2.0molSO2+1.0molO2+2.0molSO3D.3.0molSO2+0.5molO2+1.0molSO3
4.在一个体积固定的密闭容器中加入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amol·L-1。
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amol·L-1的是()
A.4molA+2molBB.2molA+1molB+3molC+1molD
C.3molC+1molD+1molBD.3molC+1molD
5.在一定温度下的容积固定的密闭容器里充入1molC和1mol水蒸气,发生反应:
C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)。
当反应达到平衡时,测得水蒸气的浓度为Wmol/L,如果起始按下列配比填料,平衡时水蒸气的浓度不为Wmol/L的是()
A.2molC+1molCO+1molH2B.1molCO+1molH2
C.2.5molC+2molH2O(g)D.0.5molH2O(g)+0.5molH2+0.5molCO+0.5molC
6.(05江苏)一定温度下,在恒容密闭容器中发生如下反应:
2A(g)+B(g)
3C(g),若反应开始时充入2molA和2molB,达平衡后A的体积分数为a%。
其他条件不变时,若按下列四种配比作为起始物质,平衡后A的体积分数大于a%的是
A.2molCB.2molA、1molB和1molHe(不参加反应)
C.1molB和1molCD.2molA、3molB和3molC
7.(05山东模拟)Ⅰ:
恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
(1)若开始时放入1molN2和3molH2,达到平衡后,生成amolNH3,这时N2的物质的量为mol
(2)若开始时无NH3,只放入N2和H2,达到平衡时生成NH3的物质的量为3amol,则开始时放入N2和H2的物质的量分别为mol和mol。
(3)若开始时放入xmolN2、6molH2和2molNH3,到达平衡后,N2和NH3的物质的量分别是ymol和3amol,则x=mol,y=mol。
平衡时H2的物质的量。
甲:
大于6mol乙:
等于6mol丙:
小于6mol丁:
可能大于、等于或小于6mol
做出此判断的理由是
(4)若在(3)的平衡混合物中再加入6molNH3,待再次达到平衡后NH3的物质的量分数是。
8.(08江苏卷)将一定量的SO2和含0.7mol氧气的空气(忽略CO2)放入一定体积的密闭容器中,550℃时,在催化剂作用下发生反应:
2SO2+O2
2SO3(正反应放热)。
反应达到平衡后,将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液,气体体积减少了21.28L;再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2,气体的体积又减少了5.6L(以上气体体积均为标准状况下的体积)。
(计算结果保留一位小数)。
请回答下列问题:
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是。
(填字母)
a.SO2和SO3浓度相等b.SO2百分含量保持不变
c.容器中气体的压强不变d.SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等
e.容器中混合气体的密度保持不变
(2)欲提高SO2的转化率,下列措施可行的是。
(填字母)
a.向装置中再充入N2b.向装置中再充入O2
c.改变反应的催化剂d.生高温度
(3)求该反应达到平衡时SO2的转化率(用百分数表示)。
(4)若将平衡混合气体的5%通入过量的BaCl2溶液,生成沉淀多少克?
9.现有甲、乙两个极易导热的密闭容器,甲中保持容积不变,乙中的活塞可上下移动,以保持内外压强相等。
在相同条件下将3molA、1molB分别同时混合于甲、乙两个容器中,发生反应:
3A(g)+B(g)
2C(g)+D(g)
(1)起始时,两容器的反应速率为V(甲)V(乙)(填>、<或=);平衡时的A的转化率为甲乙(填>、<或=);平衡时B的百分含量为甲乙(填>、<或=)。
(2)达到平衡时,甲中A的浓度为Mmol/L。
C的浓度为Nmol/L,乙中A的浓度为mmol/L,C的浓度为nmol/L,则M____m;N_____n(填>、<、=、无法比较)。
(3)保持温度不变,按下列配比分别充入甲、乙两容器中,达平衡后,甲中C的浓度为
Nmol·L-1的是,乙中C的浓度为nmo1·L-1的是。
A.6molA+2molBB.3molA+2molCC.2molC+1molB+1molD
D.2molC+1molDE.1.5molA+0.5molB+1molC+0.5molD
(4)若将2molC和2molD充入甲中,保持温度不变,平衡时A的浓度为Wmol·L-1,C的浓度为Ymol·L-1,则W和M,Y和N之间的关系为W___M,Y___N。
(5)保持温度不变,若将4molC和2molD充入甲中,平衡时A的浓度为Rmo1·L-1,则()
A.R=2MB.R<MC.M<R<2MD.R>2M
答案与解析
1.正确理解等效平衡概念。
化学平衡状态与条件息息相关,而与建立平衡的途径无关。
对于同一可逆反应,在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,以不同投料方式(即从正反应、逆反应或从中间状态开始)进行反应,只要达到平衡时相同组分在各混合物中的百分数(体积、物质的量或质量分数)相等,这样的化学平衡即互称为等效平衡。
切记的是,是组分的百分数相同,包括体积分数、物质的量分数或质量百分数,而不仅仅是指浓度相同,因为同一组分百分数相同时其浓度不一定相等。
2.等效平衡规律
2.1规律Ⅰ:
恒温恒容条件下
2.1.1恒温恒容时,对一般的可逆反应,不同的投料方式如果根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时,反应物(或生成物)中同一组分的物质的量完全相同,则互为等效平衡。
此时的一般是指不考虑反应本身的特点,计算的关键是换算到同一边后各组分要完全相同。
〔范例1〕:
定温定容下,可逆反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)按下列四种不同投料方式达到平衡后,N2的体积分数都相等,请填写下面的空格。
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)平衡时n(NH3)/mol
起始量(投料1)/mol:
1 30a
等效于(投料2)/mol:
0
等效于(投料3)/mol:
4/3
等效于(投料4)/mol:
abc
a、b、c取值必须满足的一般条件是(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):
、。
解答:
换算的基本思路是:
将最初的投料方式看成起始量,其它的投料方式看成由起始量经过反应而得来。
即根据已知的一个量求出各组分消耗或生成的量,然后由起始量减去消耗的量或加上生成的量,就可得到其它投料方式中各组分的值。
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)平衡时n(NH3)/mol
起始量(投料1)/mol:
1 30a
等效于(投料2)/mol:
0x1y1n1平
等效于/mol:
0+y1/2x1+3y1/20
等效于(投料3)/mol:
x2y24/3n2平
等效于/mol:
x2+
×
y2+
0
等效于(投料4)/mol:
abcn3平
等效于/mol:
a+c/2b+3c/20
根据换算到同一边时,反应物(或生成物)中同一组分的物质的量与起始量完全相同,得
0+y1/2=1,x1+3y1/2=3,得x1=0,y1=2,n1平=a
x2+2/3=1,y2+2=3,得x2=1/3,y2=1,n2平=a
a+c/2=1,b+3c/2=3,n3平=a。
所以a、b、c取值必须满足的一般条件为:
a+c/2=1,b+3c/2=3。
2.1.2恒温恒容时,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,不同的投料方式如果根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时,只要反应物(或生成物)中各组分的物质的量的比例相同,即互为等效平衡。
此时的反应特点是无体积变化,计算的关键是换算到同一边后各组分只需要物质的量之比相同即可。
在具体分析中,有两种情况需要注意:
2.1.2.1最初投料方式与化学方程式计量系数比不一致时。
〔范例2〕:
定温定容下,可逆反应H2(g)+I2(g)
2HI(g)按下列四种不同投料方式达到平衡后,H2的体积分数都相等,请填写下面的空格。
H2(g)+I2(g)
2HI(g)平衡时n(HI)/mol
起始量(投料1)/mol:
120a
等效于(投料2)/mol:
01
等效于(投料3)/mol:
01
等效于(投料4)/mol:
abc
a、b、c取值必须满足的一般条件是。
解答:
H2(g)+I2(g)
2HI(g)平衡时n(HI)/mol
起始量(投料1)/mol:
120a
等效于(投料2)/mol:
0x1n1平
等效于/mol:
0+1/2x+1/20
等效于(投料3)/mol:
01yn2平
等效于/mol:
0+y/21+y/20
等效于(投料4)/mol:
abc
等效于/mol:
a+c/2b+c/20
根据换算到同一边后只需要各组分物质的量之比与起始量相同,得
,x=
;平衡时:
,得n1平=a/2
,y=2;平衡时:
,得n2平=a
a、b、c取值必须满足的一般条件是:
,得b=2a+c/2
2.1.2.2最初投料方式与化学方程式计量系数比一致时。
〔范例3〕:
定温定容下,可逆反应H2(g)+I2(g)
2HI(g)按下列四种不同投料方式达到平衡后,H2的体积分数都相等,请填写下面的空格。
H2(g)+I2(g)
2HI(g)平衡时n(HI)/mol
起始量(投料1)/mol:
110a
等效于(投料2)/mol:
0
等效于(投料3)/mol:
1.5
等效于(投料4)/mol:
1
解答:
H2(g)+I2(g)
2HI(g)平衡时n(HI)/mol
起始量(投料1)/mol:
110a
等效于(投料2)/mol:
0x1y1n1平
等效于/mol:
0+y1/2x1+y1/20
等效于(投料3)/mol:
x21.5y2n2平
等效于/mol:
x2+y2/21.5+y2/20
等效于(投料4)/mol:
x3y31n3平
等效于/mol:
x3+1/2y3+1/20
根据换算到同一边后只需要各组分物质的量之比与起始量相同,得
,得x1=0,y1≥0,平衡时:
,n1平=
,得x2=1.5,y2≥0,平衡时:
,得n2平=
,得x3=y3≥0,平衡时:
,得n3平=
由上述讨论可知,最初投料方式与化学方程式计量系数比不一致时,各投料方式中的结果都是唯一值,而如果最初投料方式与化学方程式计量系数比一致时,各投料方式中的结果不一定是唯一值。
〔范例4〕:
在恒容的密闭容器中,充入2molA和1molB的气体后发生反应:
2A(g)+B(g)
xC(g)。
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为起始物质的量,达到平衡后,C的体积分数仍为W%。
则x值可能为()
A1B2C3D4
解答:
此题关键是分析要全面。
若反应前后体积不相等,则两种投料方式换算到同一边后各组分应完全相同(即恒温恒容时一般可逆反应的等效平衡换算):
2A(g)+B(g)
xC(g)
起始量/mol:
210
等效于/mol:
0.60.31.4
等效于/mol:
0.6+1.4×
0.3+1.4×
0
0.6+1.4×
=2,0.3+1.4×
=1,得x=2
若反应前后气体体积不变(即x=3),等效平衡只需要两种投料方式换算到同一边后各组分比例相同即可(恒温恒容时分子总数不变的可逆反应的等效平衡换算)。
而1.4molC换算到反应物后,A与B的物质的量之比为
,与起始量的投料比相同,故x=3成立。
选BC。
2.2规律Ⅱ:
恒温恒压条件下:
数学文化答案在恒温恒压时,可逆反应以不同的投料方式进行反应,如果根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时,只要反应物(或生成物)中各组分的物质的量的比例相同,即互为等效平衡。
此时计算的关键是换算到一边后只需比例相同即可,并对反应特点没有要求。
在具体分析中亦有两种情况需要注意:
2.2.1最初投料方式与化学方程式计量系数比不一致时。
新课改的教师观〔范例5〕:
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+3H2
2NH3。
已知加入1molN2和4molH2时,达到平衡后生成amolNH3(见下表已知项)。
在相同温度、压强下,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,填写表中空白。
已知
编号
改革开放的历史性标志是()。
起始状态物质的量n/mol
教师的专业成长ppt平衡时NH3的物质的量n/mol
N2
昆虫记阅读题及答案H2
NH3
新教师听公开课1
4
新叶阅读答案0
机器人教学存在的问题a
①
1.5
6
0
②
1
0.5a
③
m
g(g≥4m)
解答:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)平衡时n(NH3)/mol
起始量(投料1)/mol:
140a
等效于(投料2)/mol:
1.560n1平
等效于(投料3)/mol:
xy10.5a
等效于/mol:
x+1/2y+3/20
等效于(投料4)/mol:
mg(g≥4m)zn2平
等效于/mol:
m+z/2g+3z/20
根据换算到同一边后只需要各组分物质的量之比与起始量相同,得
,得n1平=1.5a
,
,得x=0,y=0.5
,得z=2(g-4m),平衡时:
,得n2平=(g-3m)a
2.2.2最初投料方式与化学方程式计量系数比一致时。
〔范例6〕:
在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中,保持一定的温度和压强,进行以下反应:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)。
已知加入1molN2和3molH2时,达到平衡后生成amol,在相同温度、压强下,保持平衡时各组分的体积分数不变。
请填写下面的空格。
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)平衡时n(NH3)/mol
起始量(投料1)/mol:
130a
等效于(投料2)/mol:
26
等效于(投料3)/mol:
1
等效于(投料4)/mol:
mnq
a、b、c取值要满足的条件是:
解答:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)平衡时n(NH3)/mol
起始量(投料1)/mol:
130a
等效于(投料2)/mol:
26xn1平
等效于/mol:
2+x/26+3x/20
等效于(投料3)/mol:
yz1n2平
等效于/mol:
y+1/2z+3/20
等效于(投料4)/mol:
mnqn3平
等效于/mol:
m+q/2n+3q/20
根据换算到同一边后只需要各组分物质的量之比与起始量相同,得
,得x≥0,平衡时:
,得n1平=
,得z=3y,y≥0,平衡时:
,得n2平=
,得n=3m,m≥0,q≥0,平衡时:
,得n3平=
a、b、c取值要满足的条件是:
n=3m,m≥0,q≥0。
由上述讨论可知,最初投料方式与化学方程式计量系数比不一致时,各投料方式中的结果都是唯一值,而如果最初投料方式与化学方程式计量系数比一致时,各投料方式中的结果不一定是唯一值。
答案:
1.C2.D3.D4.D5.C6.AB
7.
(1)1-a/2
(2)3;9(3)x=2,y=3-3a/2,D若3a>2,则平衡时H2的物质的量小于6mol;若3a=2,则平衡时H2的物质的量
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