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等效平衡专题训练.doc

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等效平衡专题训练一、等效平衡的规律在一定条件下(定温、定容或定温、定压) ,对同一可逆反应,只要起始时加入物质的物质的量不同,而达到平衡状态时,同种物质的百分含量相同,这样的平衡称为等效平衡。等效平衡有如下规律规律Ⅰ 在定温、定容条件下,对于反应前后气体分子数变化的可逆反应只改变起始时加入物质的物质的量,通过可逆反应的化学计量系数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。【例1】在一定温度下,把1摩N 2和3摩H 2通入一个一定容积的密闭的容器里,发生如下反应N 23H2催 化 剂 高 温 高 压 2NH3;当此反应进行到一定程度时,反应混和物就处于化学平衡状态.现在该容器中,维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的N 2、H 2和NH 3的物质的量摩。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百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白1若a0,b0,则c 。2若a0.5,则b 和c 。3a、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 。【练习1】500℃,向一体积固定的密闭容器中分别充入不同量的气体,发生反应2SO 2gO2g2SO3g,共进行了6次实验,每次物质的量分别为①2amolSO 2amolO2;②2amolSO 3;③amolSO 20.5amolO2amolSO3;④4amolSO 22amolO2;⑤4amolSO 3;⑥amolSO 20.5amolO23amolSO3。试分析,6次反应分别达到平衡时SO 3的平衡浓度相同的组合是( )A.①②③ B.①③⑤ C.②④⑥ D.④⑤⑥规律Ⅱ 在定温、定容条件下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应只改变起始时加入物质的物质的量,只要反应物(或生成物)的物质的量的比值与原平衡相同,则两平衡等效。【例 2】在一个固定体积的密闭容器中,保持一定的温度进行以下反应H 2gBr2g 2HBrg。已知加入 1molH2 和 2molBr2g时,达到平衡后生成 amolHBr(见下表已知项) 。在相同条件下,且保持平衡时各组分的体积分数不变,根据下列编号的状态,填写表中的空白。起始时各物的物质的量(mol)编号 H2 Br2 HBr平衡时 HBr 的物质量的量(mol)起始 1 2 0 a(1) 2 4 0(2) 1 0.5a(3) m gg≥2m)【练习 2】在一固定容积的密闭容器中,保持一定温度,在一定条件下进行以下反应Ag2Bg 3Cg。已知加入 1molA 和 3molB 且达到平衡后,生成 amolC。1达到平衡时 C 在反应混合气中的体积分数是 用字母 a 表示 。2在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入 2molA 和 6molB,达到平衡后,C 的物质的量为 mol用字母 a 表示。此时 C 在反应混合气中的体积分数 填增大,减小或不变。3在相同实验条件下,若在同一容器中改为加入 2molA 和 8molB,若要求平衡后 C 在反应混合气中体积分数不变,则还应加入 molC。规律Ⅲ 在定温、定压条件下,改变起始时加入物质的物质的量,只要按化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效。【例 3】密闭容器中,保持一定温度时进行如下反应N 2(气)3H 2(气) 催 化 剂 高 温 高 压 2NH3(气) 。已知加入 1 mol N2和 3 mol H2,在恒压条件下,达到平衡时生成 a mol NH3[见下表中编号(1)的一行];若相同条件下,达到平衡时混合物中各组分的百分含量不变,请填空起始时各物的物质的量(mol)状状条件 编号 x(N 2)y( H2)z(NH 3)平衡时 NH3 的物质量的量(mol)(1) 1 3 0 a(2) 3 0(3) 0.2 0.5a恒压 x、y、z 取值必须满足的一般条件 。【练习 3】在一定温度下,把 2 体积的 N2 和 6 体积的 H2 通入一个带活塞的体积可变的密闭容器中,活塞的一端与大气相通如图所示。容器中发生的反应为 N2(气)3H 2(气) 催 化 剂 高 温 高 压 2NH3(气) (正反应放热) ,若反应达到平衡后,测得混合气体为 7 体积。据此回答下列问题⑴保持上述反应温度不变,设 a、b、c 分别代表起始加入的 N2、H 2、NH 3的体积,如果反应达到平衡后混合气体的体积及各物质的百分含量仍与上述平衡完全相同,那么①若 a1,b ,在此情况下,反应起始时化学平衡将向 反应方向进行(填“正”或“逆” ) ;②若需规定起始时反应向逆反应方向进行,则 c 的取值范围为 ;⑵在上述装置中,若使平衡后气体体积变为 6.5 体积,应采取的措施是 ,理由是 。【强化练习】1.在密闭容器中发生反应2SO 2gO2g 2SO3g。起始时 SO2和 O2分别为 1mol 和 0.5mol,达到平衡时 SO2的转化率为 90%。若从 SO3开始进行反应,在相同条件下,欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同,则起始时 SO3的物质的量及其转化率分别为( )A.1mol 和 20% B.1mol 和 10% C.0.5mol 和 20% D.2mol 和 10%2.在恒温恒容的的甲、乙密闭容器中,分别充入 1molNH3 和 2molNH3,平衡时,甲、乙两容器中混合气体的平均式量分别为 x 和 y,则 x 和 y 的大小关系为( )A.x>y B.x<y C.x=y D.无法判断3.一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入 2molSO2和 1molO2,发生下列反应2SO 2gO2g 2SO3g达到平衡后改变下述条件, SO3气体平衡浓度不改变的是( )A.保持温度和容器体积不变,充入 1molSO3g B.保持温度和容器内压强不变,充入 1molSO3g C.保持温度和容器内压强不变,充入 1molO2g D.保持温度和容器内压强不变,充入 1molArg4.在一固定体积的密闭容器中,充入 2molA 和 1molB,发生如下反应2Ag Bg xCg ,平衡后,C 的体积分数为 W,若维持容器容积和温度不变,0.6molA 、0.3molB 和 1.4molC 为起始物质,达到平衡后,C 的体积分数也为 W 。平衡后若缩小容器体积,C 的浓度 cC、C 的体积分数 C、混合气体平均相对分子质量(M)和正反应速率[V(正)],随压强(P)的变化,一定符合的是( )A B C D5.在一定温度和压强下,有如下反应2SO 2(g)O 2(g) 2SO3(g) ,将 1.6molSO2和 0.8mol 的O2放入一体积可变的密闭容器中,测得容器的起始容积为 100L。经一段时间后,反应达到平衡,测得混合气体的密度为 1.6g·L-1。请回答下列问题(1)达平衡时混合气体的体积为 ,SO 2的转化率为 ;(2)若起始时加入 amolSO2、bmolO 2,且 ab21,在同样温度和压强下,反应达到平衡时,测得混合气体的容积为 120L。则 a、b 的值分别为a ,b ;(3)若容器为体积不变的密闭容器,其容积为 100L。起始时加入 xmolSO2、ymolO 2和 zmolSO3,反应达平衡时,温度和压强与(2)完全相同,容器内各气体的体积分数也与(2)达平衡时的情况完全相同。则 x、 y 应该满足的关系式为 , x、 z 应该满足的关系式为 。二、反应物用量的改变对平衡转化率的影响1.若反应物只有一种时,恒温恒容条件下,以 aAg bBgcCg为例,增加 A 的用量,平衡向正反应方向移动,反应物 A 的转化率的变化与气体物质的系数有关⑴若 abc,A 的转化率不变;⑵若a>bc,A 的转化率增大;⑶若 a<bc,A 的转化率减小;【例 1】在恒温时,一固定容积的容器内发生如下反应2NO 2g N2O4g, 达平衡时,再向容器内通入一定量的 NO2g,重新达到平衡后,与第一次平衡时相比,NO 2 的转化率( )A.不变 B.增大 C.减小 D.无法判断2.若反应物不止一种时,恒温恒容条件下,以 aAg+bBg cCg+dDg为例⑴若只增加 A 的量,平衡向正反应方向移动,A 的转化率减小,B 的转化率增大;⑵若按原比例同倍数的增加反应物 A 和 B 的量,平衡正向移动,而反应物的转化率与气体反应物的系数有关。①若 abcd,A、B 的转化率都不变;②若 ab>cd,A、B 的转化率都增大;③若ab<cd,A、B 的转化率都减小。【例 2】反应 aAgbBg pCgqDg在容积不变的密闭容器中达到平衡且起始时 A 与 B 的物质的量之比为 ab,则⑴平衡时 A、B 的转化率之比为 ;⑵若同等倍数的增大 A、B 的物质的量浓度,要使 A 与 B 的转化率同时增大,ab与pq满足的关系是ab pq (填“>” 、 “<” 、 “=”或“没关系” ) ;⑶若设定 a2、b1、p3、q2,在甲、乙、丙、丁四个容器中 A 的物质的量分别为2mol、1mol、2mol、1mol,B 的物质的量分别为 1mol、1mol、2mol、2mol , C 和 D 的物质的量均为 0。则在相同条件下达到平衡时,A 的转化率最大的容器是 ,B 的转化率由大到小的顺序是(填容器序号) 。三、化学平衡图像1.分析图像型问题一般从下列方面入手⑴看清各坐标轴所代表的量的意义,弄清曲线所表示的是哪些量的关系;⑵弄清曲线上点的意义,特别是某些特殊点(如坐标轴的交点、几条曲线的交叉点、极值点、转折点等) ;⑶弄清曲线“平”与“陡”的意义,即斜率大小的意义;⑷弄清曲线函数的增减性。2.解题技巧⑴“先拐先平,数值大”在含量时间曲线中,先出现拐点的先达到平衡,说明该曲线表示的温度较高或压强较大;⑵“定一议二”在含量T/P 曲线中,图像中有三个变量,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系。即确定横坐标所表示的量后,讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标的量后(通常可做一垂线) ,讨论横坐标与曲线的关系。【例 1】可逆反应 aA(s)+bB(g)cC(g)+dD(g) ;反应过程中,当其他条件不变时,某物质在混合物中的含量与温度(T)、压强(p)的关系如下图,据图分析,以下正确的是A.T 1>T 2 ,正反应吸热 B.T 1<T 2 ,正反应放热C.p 1>p 2,a+b c+d D.p 1<p 2 ,b c+d【强化练习】1.反应 LsaGgbRg达到平衡时,温度和压强对该反应 y P 2 P1速率的影响如图所示,图中 P1>P 2,x 轴表示温度,y 轴表示平衡混合气体中 G 的体积分数。有下列判断①正反应是放热反应; ②正反应是吸热反应;③a>b;④a<b。其中正确的是 A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ x2.在容积固定的密闭容器中存在如下反应 Ag3Bg 2Cg;(正反应放热)某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,并根据实验数据作出下列关系图下列判断一定错误的是A.图 I 研究的是不同催化剂对反应的影响,且乙使用的催化剂效率较高B.图Ⅱ研究的是压强对反应的影响,且甲的压强较高C.图Ⅱ研究的是温度对反应的影响,且甲的温度较高D.图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响,且甲使用的催化剂效率较高3.在容积不变的密闭容器中存在如下反应2SO 2g+O 2g 2SO3g;正反应放热。某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析正确的是I II IIIA.图 I 研究的是 t0时刻增大 O2的浓度对反应速率的影响B.图 II 研究的是 t0时刻加入催化剂后对反应速率的影响C.图 III 研究的是催化剂对平衡的影响,且甲的催化效率比乙高D.图 III 研究的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较高一、5.(1)80L;60;2)2.4;1.2;(3)xy21;xz2。二、例 2⑴11;⑵>;⑶丁、甲>乙>丙>丁。答案3,逆;1<c≤4;降低温度;由于恒压,只有降低温度,平衡向右移动,总体积减小。
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