资源简介

(共25张PPT)
第一章
化学反应的热效应
第二章 化学反应速率与化学平衡
第二节化学平衡
第5课时 新旧平衡的转化率的比较
本节重点
转化率的计算与比较
用平衡常数来表示反应的限度有时不够直观，常用平衡转化率α来表示反应限度。
转化率 = ×100%
反应物的转化量(n、V、m 、C)
反应物的起始量(n、V、m 、C)
对于可逆反应: mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)
反应物A的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：
1、概念
主题1:转化率及其计算
交流讨论
已知CO(g) + H2O(g) CO2 (g) +H2 (g) 800℃ K = 1.0 ；求恒温恒容体系中，用c(CO):c(H2O)=1:1或1:4开始，达到平衡时CO和H2O(g)的转化率。
起始c 1 1 0 0
转化c -x -x +x +x
平衡c 1-x 1-x x x
①c(CO) : c(H2O) = 1:1 时
CO + H2O CO2 + H2
解得 x = 0.5 α(CO)= 50%
α(H2O)= 50%
根据K = 1.0
(1-x)(1-x )
x2
K = =1
主题1:转化率及其计算
交流讨论
已知CO(g) + H2O(g) CO2 (g) +H2 (g) 800℃ K = 1.0 ；求恒温恒容体系中，用c(CO):c(H2O)=1:1或1:4开始，达到平衡时CO和H2O(g)的转化率。
起始c 1 1 0 0
转化c -x -x +x +x
平衡c 1-x 1-x x x
CO + H2O CO2 + H2
根据K = 1.0
②c(CO) : c(H2O) = 1:4 时
(1-x)(4-x )
x2
K = =1
解得 x = 0.8 α(CO)= 80%
α(H2O)= 20%
主题1:转化率及其计算
转化率 = ×100%
反应物的转化量(n、V、m 、C)
反应物的起始量(n、V、m 、C)
2、规律
反应物的投料比等于计量数之比，各反应物的转化率相等；
反应物的投料相等，各反应物的转化率之比等于计量数之比。
反应物投料等于计量数比时，达平衡时生成物的百分含量最大
主题1:转化率及其计算
课堂检测
1.反应X(g)＋Y(g) 2Z(g)　ΔH＜0，在密闭容器中充入0.1 mol X和　　0.1 mol Y，达到平衡时，下列说法不正确的是
A.减小容器体积，平衡不移动，X的转化率不变
B.增大c(X)，X的转化率减小
C.保持容器体积不变，同时充入0.1 mol X和0.2 mol Y，X的转化率增大
D.加入催化剂，正反应速率增大，Z的产率增大
D
课堂检测
B

一、当可逆反应达到平衡后，反应物的初始浓度不变，
只改变体系的温度、压强或减小生成物的量使平衡正向移动，这时反应物的转化率一定增大。
例1　反应C2H6(g) C2H4(g)＋H2(g)　ΔH＞0，在一定条件下于密闭容器中达到平衡。下列各项措施中，不能提高乙烷平衡转化率的是
A.增大容器容积 B.升高反应温度
C.分离出部分氢气 D.等容下通入惰性气体
D
主题2:新旧平衡转化率的比较
二、反应物用量的改变对转化率的影响
2.若反应物是一种且为气体，如：aA(g) bB(g)＋cC(g)。
在恒温恒容条件下，增加A的浓度，平衡正向移动，
但A的转化率与压强有关。
气体计量数关系 增加A的浓度 A的转化率
a＝b＋c 增大压强 不变
a>b＋c 增大压强 增大
a主题2:新旧平衡转化率的比较
例2　对于以下两个反应，从反应开始进行到达到平衡后，保持温度、体积不变，按要求回答下列问题。
(1)PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g)，再充入PCl5(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，PCl5(g)的转化率______，PCl5(g)的百分含量______。
(2)2HI(g)　　I2(g)＋H2(g)，再充入HI(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，HI的转化率_______，HI的百分含量_______。
正反应
减小
增大
正反应
不变
不变
主题2:新旧平衡转化率的比较
2.若反应物、生成物均只有一种：aA(g) bB(g)。
在恒温恒容条件下，不管增加A的量或B的量，还是A、B的量同时增加，均相当于加压，平衡向气体体积减小的方向移动，A的转化率可据此分析。
例3　α1和α2，c1和c2分别为两个恒容容器中平衡体系N2O4(g) 2NO2(g)和3O2(g) 2O3(g)的反应转化率及反应物的平衡浓度，在温度不变的情况下，均增加反应物的物质的量，下列判断正确的是
A.α1、α2均减小，c1、c2均增大 B.α1、α2均增大，c1、c2均减小
C.α1减小、α2增大，c1、c2均增大 D.α1减小、α2增大，c1增大、c2减小
C
主题2:新旧平衡转化率的比较
3.若反应物不只一种：aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)。
①在其他条件不变时，增加A的量，平衡正向移动，A的转化率降低，B的转化率升高。
②在恒温恒容条件下，若按原比例同倍数增加A和B，平衡正向移动，
但反应物(A或B)的转化率与压强有关。
气体计量数关系 A(或B)的转化率
a＋b＝c＋d 不变
a＋b>c＋d 增大
a＋b若为恒温恒压体系
转化率不变
等效于增大压强的结果
主题2:新旧平衡转化率的比较
3.若反应物不只一种：aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)。
②在恒温恒容条件下，若按原比例同倍数增加A和B，平衡正向移动，
但反应物(A或B)的转化率与压强有关。
等效于增大压强的结果
恒温恒容
放缩法
4mol SO2 2mol O2
2mol SO2 1mol O2
2mol SO2 1mol O2
2mol SO2 1mol O2
2mol SO2 1mol O2
V↓
加压
4mol SO2 2mol O2
与加入2mol SO2 、1mol O2相比，恒容下加入4mol SO2 、2mol O2 相当于加压，平衡正向移动，反应物转化率增大。
主题2:新旧平衡转化率的比较
2mol H2
2mol I2
恒温恒容
1mol H2
1mol I2
1mol H2
1mol I2
V↓
加压
与加入1 mol H2和1 mol I2(g)相比，恒容下加入2 mol H2和2 mol I2(g)相当于加压，平衡不移动，反应物转化率不变。
放缩法
平衡不移动
2mol H2
2mol I2
3.若反应物不只一种：aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)。
②在恒温恒容条件下，若按原比例同倍数增加A和B，平衡正向移动，
但反应物(A或B)的转化率与压强有关。
主题2:新旧平衡转化率的比较
3.若反应物不只一种：aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)。
②在恒温恒压条件下，若按原比例同倍数增加A和B，
转化率不变
恒温恒压
4mol SO2 2mol O2
1mol H2
1mol I2
1mol H2
1mol I2
恒压
4mol SO2 2mol O2
与加入2mol SO2 、1mol O2相比，恒压下加入4mol SO2 、2mol O2 平衡不移动，反应物转化率不变。
放缩法
主题2:新旧平衡转化率的比较
例4　可逆反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，在一定条件下达到平衡后，只增大O2的浓度，平衡______移动，则SO2的转化率______，但O2的转化率______。
正向
增大
减小
例5　两个体积相同的密闭容器A、B，在A中充入SO2和O2各1 mol，在B中充入SO2和O2各2 mol，加热到相同温度，有如下反应2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)，对此反应的表述不正确的是
A.反应速率B>A B.SO2 的转化率B>A
C.平衡时各组分含量B＝A D.平衡时容器的压强B>A
C
主题2:新旧平衡转化率的比较
4.若可逆反应：aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，按化学计量数之比投入A、B，则A、B的转化率一定相同。
例6　某温度下，在2 L的密闭容器中，加入3 mol X(g)和1 mol Y(g)，发生反应：3X(g)＋mY(g)　　2Z(g)＋2R(g)　ΔH<0。平衡时，X、Y、Z、R的体积分数分别为60%、20%、10%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z和1 mol R，再次达到平衡后，X、Y、Z、R的体积分数不变。
(1)m＝_____。
(2)第一次平衡时，X与Y的转化率之比为_______。
(3)第二次平衡时，R的浓度为____________。
1
1∶1
0.3 mol·L－1
主题2:新旧平衡转化率的比较
课堂检测
相同容积的四个密闭容器中，进行同样的可逆反应：
2A(g) +B(g) 2D(g) ，起始时四个容器内所装A、B的量如下：
甲 乙 丙 丁
A/mol 2 1 2 1
B/mol 1 1 2 2
在相同温度下建立平衡时，A或B的转化率α由大到小的排序是_______________
A的转化率：丁>丙>乙>甲
B的转化率：甲>丙>乙>丁
课堂检测
α1和α2分别为A在两个恒容容器中平衡体系A(g) 2B(g)和2A(g) B(g)的转化率，在温度不变的情况下，均增加A的物质的量，下列判断正确的是(　　)
A．α1、α2均减小　　　　B．α1、α2均增大
C．α1减小，α2增大 D．α1增大，α2减小
C
课堂检测
反应：①PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)
②2HI (g) H2(g)+I2(g)
③2NO2(g) N2O4(g)
在一定条件下，达到化学平衡时，反应物的转化率均是a%，若保持各反应的温度和压强都不改变，分别再加入一定量的各自的反应物，则转化率（ ）
A．均不变 B．①增大 ②不变 ③减小
C．均增大 D．①减小 ②不变 ③增大
A
若保持温度和体积不变呢？
D
课堂检测
体积相同的甲乙两个容器中，分别都充有等物质的量的SO3，在相同温度下发生反应： 2SO3(g) 2SO2(g)+ O2(g)并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO3的转化率为a，则乙容器中SO3的转化率为( )
A.等于a B.大于a
C.小于a D.无法判断
B
初始状态相同，且非等体反应，恒压时候的转化率大于恒容时的转化率！
课堂检测
(双选)在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达平衡时的有关数据如下：已知
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)；ΔH＝－92.4 kJ/mol
容器 甲 乙 丙
反应物投入量 1 mol N2、3 mol H2 2 mol NH3 4 mol NH3
NH3的浓度(mol·L-1) c1 c2 c3
反应的能量变化 放出a kJ 吸收b kJ 吸收c kJ
体系压强(Pa) p1 p2 p3
反应物转化率 α1 α2 α3
下列说法正确的是(　　 )
A．2c1>c3　 B．a＋b＝92.4 C．2p2BD
课堂检测
(3)如图2所示，保持温度不变，将2 mol SO2和1 mol O2加入甲容器中，将4 mol SO3加入乙容器中，隔板K不能移动。此时控制活塞P，使乙的容积为甲的2倍。
①若移动活塞P，使乙的容积和甲相等，达到平衡时，SO3的体积分数甲______乙(填“<”“>”或“＝”，下同)。
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②若保持乙中压强不变，向甲、乙容器中通入等质量的氦气，达到新平衡时，SO3的体积分数甲____乙。
>
课堂小结
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