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化学平衡中气体前后分子数不变,为什么只要比例相同就行在定T、V情况下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡相同.为什么在前后气体分子数不变的可逆反应中只要比例相同就行?
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你问的是等效平衡问题,所谓等效平衡指两种初始加入量不同,但在一定条件下达到平衡后各组成百分含量相同.等效平衡根据反应条件,以及气体计量数之和是否相等,可以分为3种情况：1.恒温恒容,气体计量数之和（气体反应物计量数之和与气体产物计量数之和比较）不同,如果两种情况达到平衡后是等效的,必须“完全等效”.即初始加入量看起来不一样,但是等价转化后完全一样,这样达到平衡后才等效.如：2SO2+O2=2SO3,如果第一种情况下初始加入量为2molSO2、2molO2,达到平衡后SO2体积分数为a%,在恒温恒容条件下,如果初始加入量为1molO2、2molSO3,达到平衡后SO2体积分数也为a%,因为2molSO3相当于2molSO2与1molO2,加上原来的1molO2,与第一种情况下的初始加入量完全相同,所以平衡时SO2含量一样.2.恒温恒容,气体计量数之和相同,如果两种情况下,平衡等效,只要初始加入量等比例关系即可.如：H2+I2(g)=2HI,如果第一种情况下初始加入量为2molH2、1molI2,达到平衡后H2体积分数为b%,在恒温恒容条件下,如果初始加入量为4molH2、2molI2,达到平衡后H2体积分数仍然为b%,可以用假设法理解这个问题,假设多加入的氢气与碘蒸气可以放在另外一个同温同体积容器中达到平衡,然后再压缩至一个体积,压缩过程中体积分数没有改变,即平衡没有移动,所以后来含量与第一种情况下的百分含量一样.3.恒温恒压,无论气体计量数之和是否相同,都是比例等效.可以参照第2种情况理解.
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高二化学上学期化学平衡第一课时
一.化学反应应速率1、化学反应应速率的定量表示方法(1) 用单单位时间时间 内反应应物浓浓度的减小或生 成物浓浓度的增加来表示。数学表达式v=Δc/Δt(2) 化学反应应方程式中各物质质的化学计计量 数之比=各物质质的化学反应应速率之比条件影响规律原因备注浓度增大反应物 的浓度可以 增大反应速 率，反之减 小反应速率增大浓度即增大单 位体积内反应物分 子数，其中活化分 子数也相应增大， 导致单位时间内的 有效碰撞次数增多固体物质的浓度恒定 ，故改变固体物质用 量，对反应速率无影 响。固体物质对速率 的影响只与其表面积 的大小和生成物在表 面的扩散速率有关压强增大压强可 以增大反应 速率，反之 ，可以减小 反应速率增大压强即缩小气 体体积，相当于增 大反应物的浓度压强对只有固体和液 体参加的反应无影响 ；恒容时，充入不反 应气体，虽总压增加 ，但各反应物浓度不 变，反应速率不变2、外界条件对对化学反应应速率的影响2、外界条件对对化学反应应速率的影响条 件影响规律原因备注温 度升温可以增大反 应速率。温度每 升高10℃，反应 速率增为原来的2 ～4倍升高温度，反应物分子的 能量增加，从而增大了活 化分子的百分数，使有效 碰撞次数增多对有催化剂参 加的反应，要 注意催化剂的 活性温度催 化 剂可以成千成上万 倍地增大反应速 率催化剂能降低反应所需能 量，使更多的分子成为活 化分子，即大大增加了反 应物中活化分子的百分数 ，从而大大增加有效碰撞 的次数未指明一般为 正催化剂 3. 外界条件的变变化对对v正、v逆的影响升温、加压压，正逆反应应速率都增大， 只是增大的倍数不同而已。增加反应应物 的浓浓度，v正急剧剧增大，v逆逐渐渐增大；加催化剂剂可同倍数地改变变v正、v逆。（ 注意：平衡向正反应应方向移动动，并非v正增大，v逆减小。）课 堂 练 习1．(1993年上海市高考题题)一定条件下反应应 N2+3H2 2NH3达平衡,当单单独改变变下述条 件后有关叙述一定错误错误 的是 ( )A.加催化剂剂,v(正)和v(逆)都发发生变变化,且变变化的 倍数相等B.加压压,v(正)和v(逆)都增,且v(正)增加倍数大于v( 逆)增加倍数C.降温,v(正)和v(逆)都减少,且v(正)减少倍数大于 v(逆)减少倍数D.增加c(N2),v(正)和v(逆)都增大,且v(正)增加倍 数大于v(逆)增加倍数C2．（1997年上海市高考题）C+CO2 2CO ΔH1＞0,反应速率v1，N2+3H2 2NH3 ΔH2 ＜0,反应速率v2。如升温,v1和v2的变化 是（ ）A.同时增大B.同时减少C.v1增大,v2减少 D.v1减少,v2增大 A3．（1）制Fe(OH)2采取怎样样措施可延缓缓 其被氧化? （2）学生实验实验 制C2H4的仪仪器为为何换换成大 试试管? （3）实验实验 室制C2H2，采取什么措施减缓缓 反应应速率? 【答案】（1）①配Fe2+的水溶液煮沸除O2 ②Fe2+溶液 盖一层层油 ③滴管吸满满NaOH溶液,伸入Fe2+液面 以下；（2）反应应物量少,更易集中加热热,升温快 ；（3）大块电块电 石、饱饱和食盐盐水代替水、分液漏 斗滴加。4.丙酮酮和碘在酸性溶液中发发生下列反应应： CH3COCH3+I2→CH3COCH2I+H++I-，25℃时时 ，该该反应应的速率由下列经验经验 式决定：v=2.73×10-5c(CH3COCH3)·c(H+) 单单位： mol/(L·s)25℃时时，如果c(I2)、c (CH3COCH3)、c(H+)的 起始浓浓度依次是0.01 mol/L、0.1 mol/L、0.01 mol/L，求： （1）反应应开始时时的速率； （2）当溶液中的I2消耗一半时，反应速率比开始 时慢还是快（通过计算回答）? 【解题回顾】此题为信息题，解此题时，应认 真学习题给信息，用所给信息解答，不能凭经 验：随反应的进行，反应物的浓度减小，反应 速率减慢。应根据公式具体计算。 V=2.73 ×10-8mol/L快5.(2003年高考化学试测题)下表数据是在某高 温下，金属镁和镍分别在氧气中进行氧化反应 时，在金属表面生成氧化薄膜的实验记录： 反应时间应时间 t/h1491625MgO厚层层y/nm0.05a0.20a0.45a0.80a1.25aNiO厚层层y′/nmb2b3b4b5b(表中a和b均为与温度有关的数据)请填空回答： （1）金属高温氧化腐蚀速率可以用金属氧化膜的生长 速率来表示，其理由是： 。 （2）金属氧化膜的膜厚y跟时间t所呈现的关系：MgO 氧化膜厚y属 型，NiO氧化膜属y′属 型（填“直线”，“抛物线”，“ 对数”或“双曲线”等类型）。 （3）Mg与Ni比较，哪一种金属具有更良好的耐氧化腐 蚀性： ，其理由是： 。【解析】金属因高温氧化反应应，遭到破坏是常见见的 一种腐蚀现蚀现 象；但不同的金属因其所形成的氧 化膜致密程度（这这里用氧化膜厚）不同，它的 耐腐蚀蚀性不同。化学反应应的快慢，既可用反应应 物的消耗速率表示，也可由生成物的生成速率 表示，故金属的腐蚀蚀速率可以用其氧化膜的生 长长速率表示。根据题题中表列数据，可以导导出以 下关系式：MgO膜厚y与时间时间 t的关系为为：y=0.05atNiO膜厚y′与时间时间 t的关系为为：y′=bt1/2前者为为直线线型，后者为为抛物线线型。这这表明y′ 随时间时间 t的增长长比y随时间时间 t增长长得慢，所以镍镍 的耐高温腐蚀蚀性比镁镁要好。化学平衡特征和标标志1、化学平衡状态态的特征n研究对象（逆） ——可逆反应 n动态动态 特征（动动）——可用同位素示踪原子法证证 明 n本质质（等）—— v正=v逆≠0n结结果（定）——各组组分含量不变变，反应应物转转化 率最大n平衡移动动（变变）——外界条件改变时变时 ，平衡可 能发发生移动动 n等效平衡（同）——外界条件同，同一可逆反应应 从不同方向（正向、逆向、双向）达到平衡状态态 相同高一化学年级组:2、可逆反应应达到化学平衡状态态的标标志 (1)直接标标志：①正反应应速率等于逆反应应速率②各组组分的百分含量不随时间时间 改变变而改变变间间接标标志：①各组组分的浓浓度不随时间时间 改变变而改变变②各物质质的物质质的量不随时间时间 改变变而改变变③各气体的压压强不随时间时间 改变变而改变变④气体的颜颜色不随时间时间 改变变而改变变⑤气体的密度或平均相对对分子质质量不随时间时间 改 变变而改变变课 堂 练 习 6．PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)处处于平衡状态时态时 ,向 其中通入含37Cl较较多的氯氯气,平衡发发生移动动,在 建立新平衡之前,PCl3中37Cl的百分含量是否会 比原平衡增加?说说明理由。7.(2003年上海高考题)可逆反应N2+3H2 2NH3的正、逆 反应速率可用各种反应物或生成物溶液浓度的变化来 表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是 ( )A．3v正(N2)=v逆(H2) B．v正(N2)=v逆(NH3)C．2v正(H2)=3v逆(NH3) D．v正(N2)=3v逆(H2)【答案】增加,通入含37Cl较较多的氯氯气,平衡向左 移动动,生成含37Cl的PCl5又分解为为含37Cl的PCl3。AC3、等效平衡原理及规律(1) 等效平衡原理同条件下，同一可逆反应，不管从正反应开始 ，还是从逆反应开始，只要按反应方程式中的 化学计量数之比投入反应物或生成物，建立的 平衡状态是相同的。即化学平衡状态与条件有 关，而与建立平衡的途径无关。因而，同一可 逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时 条件（温度、浓度、压强等）完全相同，则可 形成等效平衡。 (2)等效平衡规规律①恒温恒容条件下的等效平衡Ⅰ类类：对对反应应前后气体分子数改变变的可逆反应应 ，只改变变起始加入量，只要通过过可逆反应应的化 学计计量数比换换算成平衡式左右两边边同一半边边 的物质质的量与原平衡相同，则则二平衡等效。Ⅱ类类：对对反应应前后气体分子数不变变的可逆反 应应，只要反应应物（或生成物）的物质质的量的比 值值与原平衡相同，则则二平衡等效。②恒温恒压压下的等效平衡改变起始加入情况，只要按化学计量数换算成 平衡式左右两边同一半边的物质的量之比与原 平衡相同，则达到平衡后与原平衡等效。 3、等效平衡原理及规律(1) 等效平衡原理同条件下，同一可逆反应，不管从正反应开始 ，还是从逆反应开始，只要按反应方程式中的 化学计量数之比投入反应物或生成物，建立的 平衡状态是相同的。即化学平衡状态与条件有 关，而与建立平衡的途径无关。因而，同一可 逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时 条件（温度、浓度、压强等）完全相同，则可 形成等效平衡。 (2)等效平衡规规律①恒温恒容条件下的等效平衡Ⅰ类类：对对反应应前后气体分子数改变变的可逆反应应 ，只改变变起始加入量，只要通过过可逆反应应的化 学计计量数比换换算成平衡式左右两边边同一半边边 的物质质的量与原平衡相同，则则二平衡等效。Ⅱ类类：对对反应应前后气体分子数不变变的可逆反 应应，只要反应应物（或生成物）的物质质的量的比 值值与原平衡相同，则则二平衡等效。②恒温恒压压下的等效平衡改变起始加入情况，只要按化学计量数换算成 平衡式左右两边同一半边的物质的量之比与原 平衡相同，则达到平衡后与原平衡等效。 8. 在一固定体积积的密闭闭容器中通入2 mol A和 1mol B发发生反应应2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)反应应 达到平衡时时，测测得C的物质质的量浓浓度为为w mol/L。若维维持容器的容积积不变变，按下列四种 配比做起始浓浓度，达平衡后，C的浓浓度仍维维持 w mol/L的是 ( )A．4 mol A + 2 mol BB．2 mol A + 1 mol B + 3 mol C + 1 mol DC．3 mol C + 1 mol D + 1 mol BD．3 mol C + 1 mol D 【答案】D【解题题回顾顾】真正理解等效平衡原理和类类型，并掌握解题题 技巧——极限法或虚拟拟法。延伸·拓展 9.(2003年江苏高考题)Ⅰ、恒温、恒压下，在一个可变容积 的容器中中发生如下反应：A (g)+B (g) C (g)(1)若开始时放入1 molA和1 molB,到 达平衡后，生成a molC，这时A的物 质的量为 _______mol。(2)若开始时放入3 molA和3 molB，到 达平衡后，生成C的物质的量为 _______ mol。1-a3a(3)若开始时放入x molA、2 molB,和1 molC, 到达平衡后，A和C的物质的量分别是y mol和3a mol,则x= mol,y= mol平衡时，B的物 质的量 (选填一个编号)。 (甲)大于2 mol (乙)等于2 mol(丙)小于2 mol (丁)可能大于、等于或小于2 mol作出此判断的 理由是 . (4)若在(3)的平衡混合物中再加入3 molC，待 再次到达平衡后，C的物质的量分数是 。23-3a 丁a/(2-a)Ⅱ、若维持温度不变，在一个与(Ⅰ)反应前志 始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反 应(5)开始时放入1 molA和1 molB到达平衡后生 成b molC。将b与(1)小题中的a进行比较 ____(选填一个编号)(甲)a＜b (乙)a＞b(丙)a=b (丁)不能比较a和b的大小作出此判断的理由是 。乙； 重庆林内地暖售后 http://www.cqfpy.com lpu60hln 费。耿正自然理解两家大人们的心意，也不便多
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