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等效平衡的解題方法篇一
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目前大家公認(rèn)的定義為:在一定的條件下,,可逆反應(yīng)不論采取任何途徑,,即無論反應(yīng)從正反應(yīng)方向還是從逆反應(yīng)方向開始,無論是將反應(yīng)物一次性投入還是分批投入,,只要達(dá)到平衡后,,各相同組分的百分含量相同,就視為等效平衡,。這里的百分含量,,可以是物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),也可以是質(zhì)量分?jǐn)?shù),。
在考慮平衡體系時,,現(xiàn)在流行的分類方法是:以反應(yīng)條件為前提,,歸納出在各種條件(溫度、壓強(qiáng),、容積)下何時能形成等效平衡,,然后來解決問題。今天在這里介紹從另一個角度——可逆反應(yīng)來認(rèn)識等效平衡,,這樣使大家在高考(q吧)復(fù)習(xí)中對等效平衡更好理解和應(yīng)用,。
我們以可逆反應(yīng)方程式為主,把可逆反應(yīng)方程式前后氣體計量系數(shù)之和是否相等分為兩類:
第一類,,化學(xué)反應(yīng)方程式前后氣體計量系數(shù)之和不相等,,在下列兩種情況下可形成等效平衡。
⑴在定溫,、定壓情況下,改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量,,如按化學(xué)計量數(shù)換算成與原平衡相同的物質(zhì),且這些物質(zhì)的物質(zhì)的量之比(或值)與原平衡相等,,則達(dá)到平衡后與原平衡等效,。
解釋:在溫度和壓強(qiáng)一定時,不論裝入各反應(yīng)物的起始量是多少,,只要各物質(zhì)的起始量按化學(xué)計量數(shù)換算成與原平衡起始(或平衡)時相同的物質(zhì),,且各物質(zhì)的起始量之比與原平衡相等或相當(dāng)[如對于2so2(g)+o2(g)→2so3來說,裝入so3即相當(dāng)于按物質(zhì)的量之比2︰1裝入so2和o2]就會達(dá)到等效平衡,。
例如;對于2so2(g)+o2(g) →2so3來說,,等溫等壓下,起始時將①4molso2和2molo2;②6molso2和3molo2;③3molso2和1.5molo2和1molso3;④nmolso3等分別放入密閉等壓容器中,,達(dá)到平衡時,,混合氣體中so2的百分含量均相等,達(dá)等效平衡,。
達(dá)到上述等效平衡時,,各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度、各物質(zhì)的分?jǐn)?shù);各反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率;氣體的密度;氣體的平均摩爾質(zhì)量等均相同,,但是各物質(zhì)的.物質(zhì)的量不一定相同,,對應(yīng)量應(yīng)該成正比關(guān)系。
⑵在定溫,、定容情況下,,不論裝入各反應(yīng)物的起始量是多少,只要各物質(zhì)的起始量按化學(xué)計量數(shù)換算成與原平衡起始(或平衡)時相同的物質(zhì),,且這些物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相等,,則達(dá)平衡后與原平衡等效。
解釋:在溫度和體積一定時,只要起始時裝入物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相等或相當(dāng)(如裝入3molso3即相當(dāng)于裝入3molso2和1.5molo2),就達(dá)到等效平衡,。
例如:對于2so2(g)+o2(g)→ 2so3(g)來說,,在等溫等容下,起始時將①2molso2和1molo2;②2molso3;③1.6molso2;0.8mol o2和0.4molso3等分別充入體積相等的密閉容器中,,達(dá)到平衡時,,混合氣體中so2的百分含量均相等。達(dá)等效平衡,。
達(dá)到上述等效平衡時,,等效的物理量最多,幾乎是全等了,,于是,,有的教輔書將其稱為“等同平衡”,應(yīng)該指出的是,,“等同平衡”的說法是不妥當(dāng)?shù)?。比如不同的投料方式,放出的熱量就不同,。如上述的平?so2(g)+o2(g)→2so3(g)中,,①是放出熱量,②是吸收熱量,,③無論是吸熱還是放熱都與①②不同,,所以說“完全等同”是不合理的。
第二類,,化學(xué)反應(yīng)方程式前后氣體計量系數(shù)之和相等,,下列情況可形成等效平衡:
在定溫情況下(恒容或恒壓),改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量,,如按化學(xué)計量數(shù)換算成與原平衡相同的物質(zhì),,且這些物質(zhì)的物質(zhì)的量之比(或值)與原平衡相同,則達(dá)平衡后與原平衡等效,。
解釋:當(dāng)溫度一定時,不論裝入各反應(yīng)物的起始量是多少,,只要各物質(zhì)的起始量按化學(xué)計量數(shù)換算成與原平衡起始(或平衡)時相同的物質(zhì),,且各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相等或相當(dāng)[如對于h2(g)+i2(g)→2hi(g)來說,裝入3molhi(g)相當(dāng)于裝入3molh2(g)和3moli2(g),。],,因平衡與壓強(qiáng)無關(guān),就會達(dá)到等效平衡,。
例如:對于h2(g)+i2(g)→2hi(g)來說,,在等溫恒容條件下,起始時將①3molh2和3moli2;②1molh2和1moli2③nmolhi,④1molh2和1moli2和amolhi等分別放入密閉容器中,達(dá)到平衡時,,混合氣體中的hi(g)百分含量均相等,,此時,①②④達(dá)平衡時各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率也是相等的,,平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度雖然不等,,但成正比關(guān)系,此時,,氣體的密度也是正比關(guān)系,。熱量的變化應(yīng)不相同。
例一,、2003-理綜 某溫度下,,在一容積可變的容器中,反應(yīng)2a(g)+b(g)→2c(g)達(dá)到平衡時,,a,、b和c的物質(zhì)的量分別為4mol,2mol和4mol,,保持溫度和壓強(qiáng)不變,,對平衡混合物中三者的物質(zhì)的量做如下調(diào)整,可使平衡右移的是:
a,、均減半 b,、均加倍 c、均增加1mol d,、均減少1mol
解析;此為恒溫恒壓下的前后氣體體積不等的反應(yīng),。a和b選項均為對原平衡中各物質(zhì)的物質(zhì)的量呈正比的變化,平衡并不移動,。c選項可以設(shè)想分成兩次加入,,先 加入a-1mol,b-0.5mol,,c-1mol,,此時平衡不移動,然后再單獨(dú)加入0.5molb,,平衡向右移動,。答案:c
例二、在一個1l的密閉容器中,,加入2mola和1molb,。發(fā)生下述反應(yīng):2a(g)+b(g)→3c(g)+d(s),達(dá)到平衡時,,c的濃度為1.2mol/l,維持容器的體積和溫度不變,按下列配比作為起始物質(zhì),達(dá)到平衡后,c的濃度還是1.2mol/l的是
a,、1mola+0.5molb+1.5molc+0.1mold;b,、3molc+0.7mold;c、2mola+1molb+1mold;d,、0.5mola+0.25molb+2.25molc
解析:此題為等效平衡開創(chuàng)了一種新思路,也將等效平衡的判斷引入更深的思考.在選項a中,只要將c從右向左反應(yīng)0.3mol,就能達(dá)到1.2mol,但此時d為0,不能再進(jìn)行逆向反應(yīng)了,所以不符合題意.同理b選項中只要將d從右向左反應(yīng)1.8mol,,就能達(dá)到1.2mol的等效平衡,b正確,。c選項d是固體,,不影響原等效平衡狀態(tài),d選項中右側(cè)沒有d物質(zhì),,不能進(jìn)行逆向反應(yīng),。答案:b、c
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