化学平衡状态的判断
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1、本质: V正 = V逆
2、现象:浓度保持不变
mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g)
本质:v A耗 = v A生 v B耗 = v B生 v C耗 = v C生 v D耗 = v D生 v A耗 : v B生 = m:n ? ?
现象:1、A、B、C、D的浓度不再改变2、A、B、C、D的分子数不再改变。
3、A、B、C、D的百分含量不再改变。
4、A、B、C、D的转化率或生成率不再改变 5、体系温度不再改变
6、若某物质有色,体系的颜色不再改变。
引申:mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g) + Q
对 m+n ? p+q 的反应(即反应前后气体分子数改变),还可从以下几个方面判断:
1、体系的分子总数不再改变
2、体系的平均分子量不再改变
3、若为恒容体系,体系的压强不再改变
4、若为恒压体系,体系的体积、密度不再改变
注意:以上几条对m+n = p+q的反应不成立。
以反应mA(g)+nB (g) pC(g)为例,达到平衡的标志为:
A的消耗速率与A的生成速率
A的消耗速率与C的速率之比等于
B的生成速率与C的速率之比等于
A的生成速率与B的速率之比等于
例题:1、在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)已达平衡状态的是 ( )
A.混合气体的压强 B.混合气体的密度
C.B的物质的量浓度 D.气体的总物质的量
2、 在一定温度下,下列叙述不是可逆反应
A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(s)达到平衡的标志的是:( )
?C的生成 速率与C的分解速率相等
?单位时间内生成a molA,同时生成3a molB
?A、B、C的浓度不再变化
?A、B、C的分压强不再变化
?混合气体的总压强不再变化
?混合气体的物质的量不再变化
? A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2
A.? ? B.??? C.???? D.????
元素推断:已知A、B、C、D、E、F都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A,B,C,D,E,F。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC的晶体为离子晶体,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E元素是第四周期元素中未成对电子数最
多的元素,ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物,且两种配体的物质的量之比为2?1,1mol配合物与足量的AgNO3溶液反应能立即生成3molAgCl。F原子的一种核素的质量数为65,中子数为 36。请根据以上情况,回答下列问题:(答题时要用元素符号表示)
(1)B氢化物与HCl反应生成的含有B元素粒子的空间构型是 .F元素原子的最外层电子数为 个。
-(2)B3离子分别与AC2、由B、C组成的气态化合物互为等电子体,则B、C组成的化合物化
-学式为 ;B3离子还可以和一价阴离子互为等电子体,这阴离子电子式为,
这种阴离子常用于检验日常生活中的一种金属阳离子,这金属阳离子符号为
(3)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为
3+(4)E的核外电子排布式是 ,ECl3形成的六配位的配合物化学式为 。
(5)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时,B被还原到最低价,该反应的化学方程式是
(6)在F的+1价氧化物的晶胞结构如图,F为 球(“黑”“白”)
化学平衡状态的移动:
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) (恒T、V)
增大C的用量,平衡会移动吗,
注意1、若固体以固体的形式参加反应,忽略表面积的影响,增加固
体的用量对平衡无影响。 注意2、稀水溶液中增加水的量,视为对别的物质的稀释。
1、对 FeCl3 + 3KSCN Fe(SCN)3+3KCl
(1)向平衡体系中加KCl(S),平衡会移动吗,
(2)向平衡体系中加水,平衡会移动吗,若会,向什么方向移动,
2、试用“浓度对化学平衡的影响”来解释“用饱和食盐水收集Cl2可以抑制Cl2的溶解”
引申: N2 + 3H2 2NH3 (恒T、V)
起始 1mol 3mol 达平衡状态1
改变条件 增加1mol 达平衡状态2
平衡状态2与平衡状态1比较:
H2的转化率 N2的转化率
注意3:在含两种或两种以上反应物的反应中,增大一种反应物的浓度,其他物质的转化率提高,而该物质的转化率通常降低。
应用:在生产上往往采用增大容易取得的或成本较低的反应物浓度的方法,使成本较高的原料得到充分利用。
引申: N2 + 3H2 2NH3 (恒T、V)
起始 1mol 3mol 达平衡状态1
改变条件 增加1mol 3mol 达平衡状态2
平衡状态2与平衡状态1比较:
H2的转化率 N2的转化率
注意4、在气态反应中若反应物的浓度均按比例改变,视为在原平衡
基础上加压或减压。练习:1、向充有N2 、H2的反应器中加入氦气
(1)若为恒温、恒容,通入氦气后平衡如何移动,
(2)若为恒温、恒压,通入氦气后平衡如何移动,
2、反应 2NO2(g) N2O4(g),达平衡后迅速压缩活塞,可观察到什么现象,浓度如何变化,
若改为H2+I2 2HI 呢,
3、在一密闭容器中,反应:
达到平衡后,保持温度不变,将容器体积增加一倍,当达到新平衡时,B的浓度是原来的60%,则下列说法正确的是: ( )
A、平衡向正反应方向移动了 B. 物质A 的转化率减小了
C. 物质B的质量分数增加了 D. a > b
思考:2NO
2
N2O4(恒T、V)
(1) 充 2 mol NO2,NO2平衡转化率为a%
再充2 mol NO2,平衡 移动, 新平衡NO2的转化率为b% a%。
(2) 充 1 mol N2O4,N2O4平衡转化率为a%。
再充1 mol N2O4,平衡 移动
新平衡N2O4的转化率为b% a% 元素推断:短周期元素A、B、C、D、E、F原子序数依次增大,A与C可形成A2C2和A2C两种化合物;B的最高价氧化物对应的水化物甲与气体BA3化合生成离子化合物乙;
D与A位于同一主族;E与C形成的化合物是大气污染物,容易形成酸雨;F元素最高化合价与最低化合价的代数和为6。
(1)E在元素周期表中的位置是。
(2)由A、C、F三种元素按原子个数比1?1?1组成的化合物与BA3反应生成B的单质,写出该反应的化学方式。
c(H?)甲(3)常温下,若甲、乙两溶液的pH均等于5,则由水电离出的=;乙c(H?)乙
溶液中所含离子的物质的量浓度由大到小的顺序是。
(4)用图所示装置电解由D与F形成盐的饱和溶液时,若阴、阳极都用铁作电
极,则阳极的电极反应式为,溶液中出现的现象是。
等效平衡:
在一定条件下,对同一可逆反应,只是起始时
加入物质的情况不同,而达到平衡时,各组分的含量
均对应相等,这样的化学平衡互称为等效平衡。
(1)恒温、恒容条件下的等效平衡
转化为与原状态相同的物质,各物质的 n 对应相等。
(2) 恒温、恒压条件下的等效平衡
转化为与原状态相同物质,各物质的 n 对应成比例。
(3)m+n=p+q ( ?n(g)=0 )的等效平衡
恒温时,转化为与原状态相同物质,各物质的 n 对应成比例,均与原状态达到的平衡等效。
注意:此时各物质的百分含量对应相等,但浓度不一定等。
练习1、在一个固定容积的密闭容器中,加入1molN2和3molH2,发生反应,到达平衡时,NH3的浓度是a mol/L。若维持温度和容器的体积不变,按下列的配比作为起始物质,达到平衡后, NH3 的浓度仍为amol/L的是
A、2mol NH3 B、2molN2和6molH2
C、0.5molN2 + 1.5molH2+ 1molNH3 D. 1molN2 + 3molH2+
2molNH3
2、在恒容密闭容器中发生2SO2 (g)+ O2 (g)? 2SO3(g) 起始时, SO2和 O2的物质的量分别为20mol和10 mol,达平衡时, SO2的转化率为89%。若从SO3开始反应,相同条件下,欲使达平衡时各组分的浓度与前平衡完全相同,则起始时 SO3的物质的量及平衡时SO3的转化率为( )
A、 10 mol 11% B、 20 mol 11%
C、 20 mol 89% D、 10 mol 89%
3、在一个容积可变的密闭容器中,加入1molN2和3molH2,发生反应,到达平衡时,NH3的浓度是a mol/L。若维持温度和压强不变,按下列的配比作为起始物质,达到平衡后, NH3 的浓度仍为a mol/L的是( )
A、2mol NH3 B. 1molN2和6molH2
B、0.5molN2 + 1.5molH2+ 2molNH3 D. 1molN2 + 2molH2+
2molNH3
4、体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充有等物质的量的SO2和
O2,在相同温度下发生反应并达到平衡。在此过程中甲容器保持体积不变,
乙容器保持压强不变,若甲容器中SO2的转化率为p%,则乙容器中SO2的转化率( )
A、等于p% B、大于p%
C、小于p% D、无法确定
思考:某温度下,反应 H2(g)+I2(g) 2HI(g)的
平衡常数K=0.25,请判断H2、I2、HI的浓度分别是下列数值时,体系是否处于平衡状态,如不处于平衡状态,反应将向哪方向进行,
(1).c(H2)=0.1mol/l, c(I2)=0.1mol/l,
c (HI)=0.2mol/l
(2).c(H2)=0.16mol/l,c(I2)=0.16mol/l,
c(HI)=0.08mol/l
注意:利用K值可判断某状态是否处于平衡状态:
如某温度下,可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)
平衡常数为K,若某时刻时,反应物和生成物的浓度关系如下:
Q,K ,V正,V逆,反应处于平衡状态
Q,K ,V正,V逆,反应向正方向进行
Q,K ,V正,V逆,反应向逆方向进行
元素推断:A,H均为短周期元素,A,F在元素周期表中的相对位置如图所示,G与其它七种元素不在同一周期,H是短周期中原子半径最大的主族元素。由B、G组成的气态化合
(1)写出甲的电子式 ,实验室制取气体甲的化学方程式为。
(2)B、C、G个数比为1:1:5形成的化合物的化学键类型为。
A(离子键 B( 极性键 C( 非极性键
(3)请用电子式表示AE2的形成过程。
(4)用离子符号表示C、E、F、H四种离子的半径由大到小的顺序。
(5)用一个离子方程式解释A比D非金属性强的原因。
4(已知A、B、C、D和E五种分子所含原子的数目依次为1、2、3、4和6,且都含有18个电子,又知B、C和D是由两种元素的原子组成,且D分子中两种原子个数比为1?1。 请回答:
(1)组成A分子的原子的核外电子排布图是 ;
(2)B和C的分子式分别是 和 ;C分子的空间构型为 形,该分子属于 分子(填“极性”或“非极性”);
(3)向D的稀溶液中加入少量氯化铁溶液现象是 ,该反应的化学方程式为 ;
(4)若将1 mol E在氧气中完全燃烧,只生成1 mol CO2和2 mol H2O,则E的分子式是 。
等效平衡练
习题
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1(将3molA和1molB放入恒温恒容的密闭容器中,发生如下:3A(g)+B(g) 2C(g)+D(g),达到平衡后C的含量为 w %,若维持温度和体积不变,按下列4种配比投料,
平衡后C的含量仍为 w %的是 ( )
A. 6mol A + 2mol B B.3molA+1molB+2molC
C. 1mol B + 2mol C + 1mol D D. 2mol C + 1mol D
2(一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2mol SO2和1molO2,发生下列反应:2SO2(g),O2(g)2SO3(g)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1mol SO2(g)
B . 保持温度和容器内压强不变,充入1mol SO3(g)
C . 保持温度和容器内体积不变,充入1mol O2(g)
D . 保持温度和容器内压强不变,充入1mol Ar(g)
3(恒压下,在,个可变容积的密闭容器中发生如下反应:
2NH3(g),CO2(g)CO(NH2)2(s),H2O(g)
若开始时放入2mol NH3和1mol CO2,达平衡后,生成amol H2 O;若
2mol CO2和1mol H2O(g),达平衡后,H2O的物开始时放入xmol NH3、
质的量是3a mol,则x为( )
A(1mol B. 2mol C .3mol D. 4mol
4(相同容积的四个密闭容器中进行同样的可逆反应:2X(g),Y(g)3W(g),2Z(g)起始时四个容器所装X、Y的量分别为:甲(X:2mol,Y:1mol) 乙(X:1mol,Y:1mol)丙(X:2mol,Y:2mol) 丁(X:1mol,Y:2mol)在相同温度下,建立平衡时,X或Y的转化率大小关系为( )
A. X的转化率为:甲,丙,乙,丁 B. X的转化率为:甲,乙,丙,丁
C. Y的转化率为:甲,丙,乙,丁 D. Y的转化率为:丁,乙,丙,甲
5(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2mol A和2mol B,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. 2mol C B. 2mol A 1mol B和1mol He(不参加反应)
C. 1mol B和1mol C D. 2mol A 3mol B和3mol C
6(某温度下,在一容积可变的容器中,反应2A(g),B(g) 2C(g)达到平衡时,A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整,可使平衡右移的是( )
A. 均减半 B. 均加倍 C. 均增加1mol D. 均减少1mol
7(某温度下,在固定容积的容器中,可逆反应:A(g),3B(g)2C(g) 达到平衡时,测得平衡时的物质的量之比为A:B:C,2:2:1。保持温度不变,再以2:2:1的体积比充入A、B和C,则( )
A 平衡向正方向移动 B 平衡不移动
C C的百分含量增大 D C的百分含量可能减小
8. 已知2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g);ΔH = -197 kJ/mol
向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:
(甲) 2 mol SO2和1 mol O2; (乙) 1 mol SO2和0.5 mol O2 ; (丙) 2 mol SO3 。 恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是 ( )
A(容器内压强P:P甲,P丙> 2P乙 B(SO3的质量m:m甲,m
丙> 2m乙
C(c(SO2)与c(O2)之比k:k甲,k丙 > k乙
D(反应放出或吸收热量的数值Q:Q甲,Q丙> 2Q乙
9( 在一恒定的容器中充入2 mol A和1mol B 发生反应: 2A (g)+B(g)
xC(g) 达到平衡后, C的体积分数为W%,若维持容器的容积和温度不变,按起始物质的量A:0.6mol、B:0.3mol、C:1.4mol 充入容器,达到平衡后,C的体积分数仍为W%,则x的值为()
A. 只能为2 B. 只能为3 C. 可能是2,也可能是3 D. 无法确定 10(在恒温、恒容的条件下,有反应2A(g),2B(g)
C(g),3D(g),现分别
从两条途径建立平衡: (1)A、B的起始浓度均为2mol/L;(2)C、D的起始浓度分别为2mol/L和6mol/L。 (1)、(2)两途径最终达到平衡时,下列叙述正确的是( )
A. 体系内混合气体的百分组成相同B. 体系内混合气体的百分组成不同 C.体系内混合气体的平均分子量不同
D. (1)途径混合气体密度为(2) 途径混合气体密度为1/2
11(密闭容器中,保持一定温度,进行如下反应:N2(g),3H2(g)
2NH3(g)。
已知加入1mol N2和3mol H2,在恒压条件下,达到平衡时生成amol NH3[见下表中编号(1)的一行];在恒容条件下,达到平衡时生成b mol NH3[见下表中编号(4)的一行]。若
12. 在一定温度下,把2体积N2和6体积H2通入一个带活塞的体积
可变的容器中,活塞的一端与大气相通(如图所示)。容器中发生以下反应:N2+3H2达到平衡后,测得混合气体的体积为7体积。据此回答下列问题:
(1)保持上述反应温度不变,设a、b、c分别代表初始 加入的N2、H2和NH3的体积,如果反应达到平衡时, 各物质的百分含量和体积与上述平衡时完全相同,那么:
?若a=1,c=2,则b=。在此情况下,反应起始时将向_______方向进行。 ?若需规定起始反应向逆方向进行,则C的范围是。
(2)在上述装置中,若需控制平衡后混合气体为6.5体积,则可采取的措施是_____________理由是。
2体积N2 6体积H2
大气 2NH3(放热),若
13(现有起始时容积相同的甲、乙两个密闭容器,如右图所示。
(1)在甲容器中加入2mol三氧化硫,乙容器中加入2mol二氧化硫
和1mol氧气,如甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,在相同的
温度下(500?)反应均达平衡。则两容器内压强甲______乙,(填大于、
小于或等于);容器内混合气体的密度甲______乙。
(2)若在两个容器中,甲中加入2mol三氧化硫,乙中加入4mol三氧化硫,起始时两容器内的温度和压强均相同,反应过程中,温度保持一定。反应达平衡后三氧化硫的分解率甲_______乙,理由是
____________________________________,若达平衡后,甲容器内三氧化硫的物质的量为a mol,则乙容器中三氧化硫的物质的量________2amol。(填,大于、小于或等于)
14(已知在t?、pkPa时,往容积可变的密闭容器中,充入2mol A和1mol B,此时容器的容积为VL。保持恒温恒压,发生反应:2A(g),B(g)
混合气体中C的体积分数为0.4。试回答下列有关问题:
(1)维持容器的温度和压强不变,起始时往上述容器中充入4mol C,则反应达到平衡时,平衡混合气体中C的体积分数为,容器的容积为。
(2)若另选一容积固定不变的密闭容器,仍控制温度为t?,使4mol A和2mol B反应。达到平衡时,平衡混合气体中C的体积分数仍为0.4,则该密闭容器容积为。
(3)若控制温度为t?,另选一容积为VL的固定不变的密闭容器,往其中充入一定量的A和B,使反应达到平衡时,平衡混合气体中的C的体积分数仍为0.4。则充入的A和B的物质的量应满足的关系是:an(B),n(A),bn(B),其中a,,b,。
X、Y、Z、W、L、M六种短周期主族元素的原子序数依次增大,其中X、M的单质在常温下呈气态,Y的原子最外层电子数是其电子层数的2倍,Z在同周期的主族元素中原子半径最大, W是地壳中含量最多的金属元素,L的单质晶体熔点高、硬度大,是一种重要的半导体材料。用化学用语回答下列问题:
(1)L的元素符号为;M在元素周期表中的位置为。
(2)Y、L、M的最高价含氧酸的酸性由弱到强的顺序是。
(3)Y的最高价氧化物的电子式为。原子序数比Y多2的元素的一种氢化物能分解为它的另一种氢化物,此分解反应的化学方程式是。
(4)Z、W各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐和水,该反应的离子方程式为。
(5)R与Y同周期,R的单质分子R2中有3个共价键,R与L能形成一种新型无机非金属材料,其化学式是。
2C(g);达到平衡时,平衡