翻新时间:2023-04-22
关于等效平衡的若干问题及其解决途径
关于等效平衡的若干问题及其解决途径
“等效平衡”是指在相同条件下的同一可逆反应里,建立的两个或多个化学平衡中,各同种物质的含量相同,这些化学平衡均属等效平衡(包括“等同平衡”),其核心是“各同种物质的含量相同”。 “等效平衡”常见的有恒温恒压和恒温恒容两种情形,其口诀可概括为:等压比相等;等容量相等,但若系(气体系数)不变,可为比相等【三种情况前提:等T】。
加入2molA,2molB体积为VL,恒温恒压时,再加入2molA,2molB体积则变为2VL,可见,A、B的起始量均为4mol时就相当于是两个A、B的起始量均为2mol在同等条件下的叠加,平衡时,各同种物的浓度相同,转化率相同,平均摩尔质量和密度也相同。
结论:对于气体,在相同温度下,各物质的量等比例增大(或缩小),又压强不变,则体积等比例增大(或缩小),各物质的量浓度不变,两平衡等效。⑵若a=0.5,则b= _______ ,c=_______;
⑶写出a、b、c应满足的关系式(请用两方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c):__________ ,____________。
(2) 2SO2 (g) + O2(g) 2SO3(g) 始 2 1 0 始′ 0.5 b c
变 1.5 1—b c 将三步计算模式(始、变、平)改变为“变形三步”模式(始、始′、变),用于“等效平衡”可简化计算。
(3)同理 2SO2 (g) + O2(g) 2SO3(g)始 2 1 0始′ a b c
变 2-a1-b c ∴a+c=2, 2b+c=2
[思考]若将上述问题中的容积固定容器改成压强不变容器,同样回答上述问题(第3小问括号内文字去掉),则情形又如何?(参考答案:①c>0;② b=0.25,c≥0;③a:b=2:1,c≥0或a=b=0,c>0)
对于等容,物质的量等比例缩小(或增大),压强变化,如果气体系数反应前后相等,平衡不移动,则仍为等效平衡。
(2)先极值转换,再用比例计算。
H2(g) + Br2(g) 2HBr(g)
始 x y 1
变 0.5 0.5 1 (极值转换)
始′ x +0.5 y +0.5 0
则有 x +0.5=0.5 ,y +0.5=1 (和①为等同平衡,等同平衡必为量相等)
∴ x=0, y=0.5
(3)设起始状态时HBr的物质的量为x,平衡时HBr的物质的量为y,
H2(g) + Br2(g) 2HBr(g)
始 n m x
变 0.5x 0.5x x (极值转换)
始′ n+0.5x m+0.5x 0
变′ 0.5y 0.5y y
平 n+0.5x—0.5y m+0.5x—0.5y y(n+0.5x—0.5y)∶(m+0.5x—0.5y)∶y =(1—0.5a)∶(2—0.5a)∶a
∴x=2(m-2n), y=(m-n)a
温度恒定时,对于等容,物质的量等比例增大,压强变化, [思考]若将例1中的压强不变容器改成容积固定容器,同样分析4个选项,则情形又如何?(参考答案:ACD)
总的说来,等效平衡实际上可分为三小块进行分析,能正确理解、分析上述三个例题则此类问题均可迎刃而解。在理解等效平衡原理的基础上,在实际解题中也可依据其口诀“等压比相等;等容量相等,但若系(气体系数)不变,可为比相等”简化分析过程,提高解题速度。
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