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等效平衡教案,
1mol
nmol
等 效
讲述:对于左右两边气体体积相等的可逆反应(分解反应),在等温等容的条件下,充入任意量的分解物,所达到的平衡状态均等效。
转入:刚才分析的两种情况都是在等温等容的条件下,如果是在等温等压的条件下又会是怎样的结论呢?我们来看下面的第3种情况。
示例、讨论、分析、得出结论的方法与前面相同,见下列图示。
示例: T、P相等
N2 + 3H2 2NH3
① 1mol 4mol 0
平衡后φ (NH3)=C ② 2mol 8mol 0
③ 0 1mol 2mol
结论3:在等温等压的条件下,无论可逆反应的左右两边气体体积是否相等,将起始时的加入量换算到方程式某一边后,各物质的物质的量之比相同,则所达到的平衡状态等效。
各平衡状态比较:
(1)相同组分的含量、浓度对应相等
(2)若起始时无NH3,相同反应物转化率对应相等
(3)相同组分的物质的量之比=换算后相同组分的起始物质的量之比。
(4)平衡后的体积之比=换算后相同组分的起始物质的量之比。
转入:假如我们起始时向该体系中充入NH3又如何呢?分析过程与结论见图示。
示例: T、P相等
2NH3 N2 + 3H2
等 效
转入:前面我们通过大家的共同分析讨论认识了什么是等效平衡,有哪些情况会使得同一可逆反应达到等效的平衡状态,在这个过程中,我们更重要的是学会了一些分析等效平衡问题乃至于其他平衡问题的方法,下面我们通过以下例题来进一步认识这些解决问题的方法。
三、等效平衡理论的应用
1、极值法(换算法)
例1. 在一个固定容积的密闭容器中,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,若维持容器的容积和温度不变,按下列3种配比作为起始物质,达到平衡时,C的浓度仍为amol/L的是( A C )
A、 3molC+1molD
B、 3molC+1molD+1molB
C、 1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD
D、 3molC+1molD+1molA
突出:按照计量数之比换算到某一边,看是否相等或成比例。
可逆反应最终达到的平衡状态与过程无关。
2、叠加法(比例法)
例2. 在一个固定容积的密闭容器中,加入2molA和1molB,发生反应2A(g)+B(g) 3C(g),达到平衡时,C的浓度为xmol/L,若维持容器的容积和温度不变, 起始充入4molA和2molB,达到平衡时,C的浓度为_2x _mol/L 。
叠 加 等 效
3、建模法:
例3.在气相条件下(T=500 ℃),有相同体积的甲、乙两容器,甲容器充入1 g SO2、l gO2,乙容器充入2 g SO2、2g O2则下列叙述的正确的是
(A B)
A.化学反应速率:乙>甲 B.平衡后SO2的浓度:乙>甲
C.SO2转化率:乙<甲 D.平衡后O2的体积分数:乙>甲
突出:如何建立模型,所建模型与原体系之间的关系如何。
分析图示如下:
增 压 等 效
甲 建模 乙
四、练习(2003江苏高考题变形题)
一定条件下,A与B可发生以下变化:
A(g)+B(g) C(g);ΔH= -Q kJ/mol。
(1) 若保持温度压强不变,开始时向密闭容器内充入1molA和1molB(起始体积为V),达到平衡后,生成了amolC。
①平衡后A的转化率为_____,容器体积为________;
②若仍旧保持该温度压强不变,开始时充入3mol A和3mol B,平衡后,生成的C的物质的量为_______,反应所放出的热量为_________,容器体积为_________。
③保持温度压强不变,开始时放入xmolA、2molB、1molC,达到平衡后,A、C的物质的量分别为ymol、3amol,则x=_____,y=________。
(2) 若保持温度不变,在体积为V的定容密闭容器内充入1molA和1molB,达到平衡后,生成了bmolC。
④a与b的关系为________;
⑤保持温度体积不变,向平衡体系中再充入3molC,待再次达到平衡后, C的物质的量与bmol关系为________
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