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化學(xué)平衡狀態(tài)的特征及其應(yīng)用金塔縣中學(xué)生化組焦世軍回顧并思考以下問題:1、化學(xué)平衡狀態(tài)的涵義是什么?
2、化學(xué)平衡狀態(tài)的特征是什么?你能用簡練的語言概括出來嗎?
3、如何根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征來判斷一個可逆反應(yīng)是否達(dá)到了平衡呢?
2023/2/52金塔縣中學(xué)生化組焦世軍①“逆”:可逆反應(yīng)。②“等”:υ正
=υ逆。③“動”:υ正
=υ逆≠0。④“定”:外界條件一定,各組成成分的百分含量保持不變。⑤“變”:外界條件改變時,若υ正
≠υ逆且υ正
>υ逆平衡向正反應(yīng)方向移動;若υ正
<υ逆平衡向逆反應(yīng)方向移動。2023/2/53金塔縣中學(xué)生化組焦世軍[例1]在一定的溫度下,可逆反應(yīng):A(g)+3B(g)===2C(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是()A.C的生成速率與C的分解速率相等。B.單位時間生成nmolA,同時生成3nmolB。C.A、B、C的物質(zhì)的量濃度保持不變。D.A、B、C的分子數(shù)之比為1:3:2。E.容器中氣體的密度保持不變。F.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變。G.容器中氣體的總壓強(qiáng)保持不變。A、C、F4[小結(jié)]化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志:(1)υ正
=υ逆(本質(zhì)特征)
①同一種物質(zhì):該物質(zhì)的生成速率等于它的消耗速率。②不同的物質(zhì):速率之比等于方程式中各物質(zhì)的計量數(shù)之比,但必須是不同方向的速率。2023/2/55金塔縣中學(xué)生化組焦世軍(2)反應(yīng)混合物中各組成成分的含量保持不變(外部表現(xiàn)):
①各組成成分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、分子數(shù)、體積(氣體)、物質(zhì)的量濃度均保持不變。②各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、氣體的體積分?jǐn)?shù)均保持不變。③若反應(yīng)前后的物質(zhì)都是氣體,且總體積不等,則氣體的總物質(zhì)的量、總壓強(qiáng)(恒溫、恒容)、平均摩爾質(zhì)量、混合氣體的密度(恒溫、恒壓)均保持不變。④反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物的產(chǎn)率保持不變。
2023/2/56金塔縣中學(xué)生化組焦世軍從上述分析可知,當(dāng)條件發(fā)生變化時,如果使得υ正
≠υ逆,平衡就有可能會發(fā)生移動。當(dāng)平衡移動時,上述那些物理量又將如何變化呢?
2023/2/57金塔縣中學(xué)生化組焦世軍[例2]
體積相同的甲、乙兩個容器中,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(yīng):2SO2(g)+O2(g)====2SO3(g)并達(dá)到平衡,反應(yīng)過程中,甲容器保持體積不變,乙容器保持壓強(qiáng)不變,若甲容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為P%,則乙容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為()。A.等于P%B.大于P%C.小于P%D.無法判斷催化劑▲B2023/2/58金塔縣中學(xué)生化組焦世軍VLP%VL>P%<VL恒容恒壓加壓甲乙起始狀態(tài)
平衡狀態(tài)
反應(yīng)過程分析:2023/2/59金塔縣中學(xué)生化組焦世軍[拓展]
對于aA(g)+bB(g)==dD(g),分別取等物質(zhì)的量的A和B,充入體積相同的甲、乙兩個容器中,甲容器保持體積不變,乙容器保持壓強(qiáng)不變。試分別討論:在相同溫度下,當(dāng)①n前>n后,②n前=n后,③n前<n后時,甲、乙兩容器達(dá)到平衡時的反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、百分含量,產(chǎn)物的百分含量,平衡混合氣體的平均分子量,平衡時的總壓強(qiáng)、混合氣體的總物質(zhì)的量,有什么關(guān)系?
__________項目
a、b、d的關(guān)系
a+b>da+b=da+b<d①反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率
②反應(yīng)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)
③產(chǎn)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
④平衡混合氣體的總物質(zhì)的量
⑤容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)
⑥平衡混合氣體的平均摩爾質(zhì)量
甲<乙甲=乙甲<乙甲>乙甲=乙甲>乙甲<乙甲=乙甲<乙甲>乙甲=乙甲<乙甲>乙甲>乙甲<乙甲<乙甲=乙甲<乙>VLVLVL定容定壓減壓甲乙a+b<d時變化過程的分析:2023/2/512金塔縣中學(xué)生化組焦世軍通過對例2作深入的討論,我們已經(jīng)知道兩個不同的容器,加入相同的初始量可能達(dá)到同一平衡狀態(tài)。下面,我們將繼續(xù)討論對于同一可逆反應(yīng),當(dāng)起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同,達(dá)到平衡狀態(tài)時,各組成成分的含量分別有什么關(guān)系?
2023/2/513金塔縣中學(xué)生化組焦世軍[例3]在一個固定體積的密閉容器中,加入2molA和1molB,發(fā)生反應(yīng):2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g)達(dá)到平衡時,C的濃度為Wmol/L。若維持容器體積和溫度不變,按下列四種配比作為起始物質(zhì),達(dá)到平衡后,C的物質(zhì)的量濃度:_______________大于Wmol/L、_________等于Wmol/L、_______小于Wmol/L。
A.4molA+1molBB.2molA+2molB
C.4molA+2molBD.3molC+1molDE.2molA+1molB+3molC+1molDF.3molC+1molD+1molBG.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDH.3molC+2molDI.4molC+1molDA、B、C、F、ID、GE、H142L2L1L
4molA+2molB平衡狀態(tài)1平衡狀態(tài)2加壓2023/2/515金塔縣中學(xué)生化組焦世軍等效平衡是指在一定條件下(恒溫、恒容或恒溫、恒壓),對同一可逆反應(yīng),只要起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同,而達(dá)到化學(xué)平衡時,同種物質(zhì)的含量相同的平衡狀態(tài)。2023/2/516金塔縣中學(xué)生化組焦世軍討論并歸納:在同溫、同容下,對于上述反應(yīng)來說(注意反應(yīng)方程式的特點),加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同時,什么時候可以達(dá)到同一平衡狀態(tài)呢?
2023/2/517金塔縣中學(xué)生化組焦世軍在恒溫恒容下,若反應(yīng)前后全為氣體且總體積不等,只改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量,如果根據(jù)反應(yīng)方程式中的計量數(shù)換算成等號同一邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量,只要對應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量相等就可達(dá)到同一平衡狀態(tài)。此時,混合物中各物質(zhì)的質(zhì)量(物質(zhì)的量)百分含量與已知的平衡狀態(tài)相同,物質(zhì)的量、濃度、甚至總壓強(qiáng)、總物質(zhì)的量也相同。[小結(jié)]
18金塔縣中學(xué)生化組焦世軍上面例3的化學(xué)方程式中,n前≠n后。若n前=n后,什么時候才能達(dá)到同一平衡狀態(tài)呢?
2023/2/519金塔縣中學(xué)生化組焦世軍[例4]在一個固定體積的密閉容器中,保持一定溫度,進(jìn)行以下反應(yīng):H2(g)+Br2(g)==2HBr(g),已知加入1molH2和2molBr2時,達(dá)到平衡后生成amolHBr(見下表“已知”項)。在同溫同壓下,且保持平衡時各組成成分的百分含量不變,對下列編號⑴和⑵的狀態(tài),填寫表中的空白:編號起始狀態(tài)(mol)
平衡時HBr(mol)
H2Br2HBr已知
120a(1)240(2)10.5a2a00.52L
2L1L1L1L已知甲乙丙(1)起始狀態(tài)平衡狀態(tài)加壓21在恒溫恒容下,若反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的總體積相等,只改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量,如根據(jù)可逆反應(yīng)方程式的計量數(shù)換算成等號同一邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量,對應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量之比相等,各組分的百分含量與已知的平衡狀態(tài)相同,但各組分的物質(zhì)的量及濃度不一定相同。
[小結(jié)]2023/2/522金塔縣中學(xué)生化組焦世軍課后思考
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