化学等效平衡怎么理解

作者&投稿:荣贫 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
怎样理解化学的等效平衡?~

二、等效平衡的分类



在等效平衡中比较常见并且重要的类型主要有以下三种:



I类:恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说(即△V≠0的体系):等价转化后,对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同。



II类:恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应来说(即△V=0的体系):等价转化后,只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。



III类:恒温恒压下对于气体体系等效转化后,只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。



解题的关键,读题时注意勾画出这些条件,分清类别,用相应的方法求解。我们常采用“等价转换”的方法,分析和解决等效平衡问题

三、例题解析



I类: 在恒温恒容下,对于化学反应前后气体体积发生变化的可逆反应,只改变起始加入物质的物质的量,如果通过可逆反应的化学计量数之比换算成化学方程式的同一边物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。



例1:在一定温度下,把2 mol SO2和1 mol O2通入一定容积的密闭容器中,发生如下反应,,当此反应进行到一定程度时反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中维持温度不变,令a、b、c分别代表初始时加入的的物质的量(mol),如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡状态时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡完全相同。请填空:



(1)若a=0,b=0,则c=___________。



(2)若a=0.5,则b=___________,c=___________。




解析:通过化学方程式:可以看出,这是一个化学反应前后气体分子数不等的可逆反应,在定温、定容下建立的同一化学平衡状态。起始时,无论怎样改变的物质的量,使化学反应从正反应开始,还是从逆反应开始,或者从正、逆反应同时开始,它们所建立起来的化学平衡状态的效果是完全相同的,即它们之间存在等效平衡关系。我们常采用“等价转换”的方法,分析和解决等效平衡问题。



(1)若a=0,b=0,这说明反应是从逆反应开始,通过化学方程式可以看出,反应从2 mol SO3开始,通过反应的化学计量数之比换算成和的物质的量(即等价转换),恰好跟反应从2 mol SO2和1 mol O2的混合物开始是等效的,故c=2。



(2)由于a=0.5<2,这表示反应从正、逆反应同时开始,通过化学方程式可以看出,要使0.5 mol SO2反应需要同时加入0.25 mol O2才能进行,通过反应的化学计量数之比换算成SO3的物质的量(即等价转换)与0.5 mol SO3是等效的,这时若再加入1.5 mol SO3就与起始时加入2 mol SO3是等效的,通过等价转换可知也与起始时加入2 mol SO2和1 mol O2是等效的。故b=0.25,c=1.5。

1.等效平衡

同一可逆反应,一定条件下,当改变起始时反应物或生成物物质的量或物质的量浓度,达到平衡时,混合物中各组分的百分组成相等,这样的平衡称等效平衡。

2.规律与判断

(1) 一般可逆反应,恒温恒容时,当起始反应物或生成物的物质的量通过化学计量数换算相同时,则建立等效平衡。

如反应 2SO2+O2 2SO3 在(A)、(B)条件时建立等效平衡

(A) 起始时加入:2molSO2 + 1molO2

(B) 起始时加入:2molSO3

注意:此情况下,无论反应物还是生成物,起始时物质的量一定要与化 学计量数比相同。

(2) 一般可逆反应,恒温恒压时,当起始反应物或生成物的物质的量比(不一定要求与化学计量数比相同)相同时,即建立等效平衡。

如反应 2SO2+O2 2SO3 在(C)、(D)时建立等效平衡

(C)起始时加入:1molSO2 + 1molO2

(D)起始时加入:2molSO2 + 2molO2

(3) 对于反应前后体积不变的气体反应,恒温恒容时,当起始反应物或生成物的物质的量比(不一定要求与化学计量数比相同)相同时,建立等效平衡。

如反应 H2+I2(气) 2HI 在(E)、(F)时建立等效平衡

(E)起始时加入:1molH2+2molI2

(F)起始时加入:2molH2+4molI2

3.应用

利用等效平衡原理进行平衡问题分析2例

例1. 在相同条件下(T=500K),相同体积的甲乙两从容,甲中充入1gSO2和1gO2,乙中充入2gSO2和2gO2,下列叙述中不正确的是( )

(A) 反应速率:乙>甲 (B) 平衡混合物中SO2的体积分数:乙>甲

(B)SO2的转化率:乙>甲 (D) 平衡时O2的体积分数:甲>乙

[简析]

若将乙容器的容积扩大2倍,则甲乙为等效平衡;再将乙容器容积恢复到原

体积,则压强增大,反应速率增大,平衡向生成SO3的方向移动,故(A)、(C)、

(D)项都是正确的,只有(B)项是错误的。答案(B)。

例2.在一定温度下,将a molPCl5通入一容积不变的密闭容器中,达到如下平衡: PCl5(气) PCl3(气)+ Cl2 (气) 测得平衡混合气的压强为P1 ;此时,再向此反应器中通入a mol PCl5,在温度不变时,重新达到平衡时,测得压强为P2,则P1 与P 2 的关系是( )

(A)2P1>P2 (B) 2P1P1

[简析]

第二次平衡,可以这样设计:将容器体积扩大1倍,通入2a mol PCl5,此时建立的平衡与第一次平衡相同,压强相等;再将容器体积恢复为原容积,压强增大,平衡向逆反应方向移动,混合气总物质的量减小,建立新平衡,即第二次平衡,故 P1 < P2 < 2P1。答案(A、D)。

应用等效平衡原理分析有关化学平衡问题的一般思路:

根据已知条件,先合理变换条件,使之成为等效平衡;然后将体系恢复为原条件,再 恢复原条件

等效平衡的内涵是,在一定条件下(等温等容或等温等压),只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的质量分数(或体积分数)都相同,这样的平衡互为等效平衡。
建立相同平衡或相似平衡与外界条件有关,一是恒温恒容,二是恒温恒压。
①在恒温、恒容下
  (方程式前系数之比不同时)只要能使各物质的初始物质的量分别相等,就可以建立相同平衡。两个平衡的所有对应平衡量(包括正逆反应速率、各组分的物质的量分数、物质的量浓度、气体体积分数、质量分数等)完全相等。   (方程式前系数之比相同时)只要能使各物质初始物质的量之比相等就可以建立相似平衡。即两平衡的关系是相等关系。两平衡中各组分的物质的量分数、气体体积分数、质量分数、各反应物的转化率等对应相等;而两平衡中的正逆反应速率、各组分平衡时的物质的量及物质的量浓度等对应成比例。
②在恒温、恒压下
  只要使各物质初始浓度对应成比例即可建立相似平衡。即两平衡的关系是相似关系。两平衡中各组分平衡时的物质的量浓度、物质的量分数、气体体积分数、质量分数、各反应物的转化率等对应相等;两平衡中正与正,逆与逆速率各自对应成比例;而两平衡中各物质平衡时的物质的量 反应容器的体积 等对应成比例。   若实在无法理解 则可以借助理想气体状态方程考虑 PV=nRT P:压强 V:体积 n:物质的量   R:普适常量 T:热力学温度编辑本段等效平衡状态的分类和判断:
  (1)恒温恒容下,改变起始加入物质的物质的量,如通过可逆反应的化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相等,则达平衡后与原平衡等效   (2)恒温恒容下,对于反应前后都是气体且物质的量相等的可逆反应,只要反应物(或生成物)的物质的量的之比与原平衡相同,两平衡等效   (3)恒温恒压下,改变起始加入物质的物质的量,只要按化学计量数,换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同,则达平衡后与原平衡等效编辑本段注意事项:
1、平衡等效,转化率不一定相同
  ①若是从不同方向建立的等效平衡,物质的转化率一定不同。如在某温度下的密闭定容容器中发生反应2M(g)+ N(g)=2E(g),若起始时充入2molE,达到平衡时气体的压强比起始时增大了20%,则E的转化率是40%;若开始时充入2molM和1molN,达到平衡后,M的转化率是60%。   ②若是从一个方向建立的等效平衡,物质的转化率相同。如恒温恒压容器中发生反应2E(g) =2M(g)+ N(g),若起始时充入2molE,达到平衡时M的物质的量为0.8mol,则E的转化率是40%;若开始时充入4molE,达到平衡后M的物质的量为1.6mol,则E的转化率仍为40%。
2、平衡等效,各组分的物质的量不一定相同
  ①原料一边倒后,对应量与起始量相等的等效平衡,平衡时各组分的物质的量相等。   ②原料一边倒后,对应量与起始量不相等(它们的比不等于1)的等效平衡,平衡时各组分的物质的量不相等,但各组分的物质的量分数相等。   等效平衡问题由于其涵盖的知识丰富,考察方式灵活,对思维能力的要求高,一直是同学们在学习和复习“化学平衡”这一部分内容时最大的难点。近年来,沉寂了多年的等效平衡问题在高考中再度升温,成为考察学生综合思维能力的重点内容,这一特点在2003年和2005年各地的高考题中体现得尤为明显。很多同学们在接触到这一问题时,往往有一种恐惧感,信心不足,未战先退。实际上,只要将等效平衡概念理解清楚,加以深入的研究,完全可以找到屡试不爽的解题方法。   等效平衡问题的解答,关键在于判断题设条件是否是等效平衡状态,以及是哪种等效平衡状态。要对以上问题进行准确的判断,就需要牢牢把握概念的实质,认真辨析。明确了各种条件下达到等效平衡的条件,利用极限法进行转换,等效平衡问题就能迎刃而解了。

求问一化学等效平衡
答:读图发现,在T温度下,平衡时就是两种气体各占50%,此时加入等量两种气体,体积占比还是各占50%,仍处平衡条件,表明平衡不移动。

关于化学平衡,什么是等效平衡,什么是等同平衡
答:等效平衡:在相同条件下,同一可逆反应体系,不管从正反应开始,还是从逆反应开始都可以建立同一平衡状态,也就是等效平衡,还可以从中间状态(既有反应物也有生成物)开始,平衡时各物质的浓度对应相等。由于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,从不同状态开始,只要达到平衡...

【高中化学】怎么理解等效平衡?
答:等效平衡:同一可逆反应,在相同的条件下,不同的起始状态,达平衡时,体系中各同种组分的相同(物质的量之比相等).也可以是 两个平衡状态效果相当,其中转化率、百分含量的值相等。化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里,正反应速率等于逆反应速率,反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。3molH2...

化学等效平衡
答:第二类,化学反应方程式前后气体计量系数之和相等,下列情况可形成等效平衡:在定温情况下(恒容或恒压),改变起始时加入物质的物质的量,如按化学计量数换算成与原平衡相同的物质,且这些物质的物质的量之比(或值)与原平衡相同,则达平衡后与原平衡等效。解释:当温度一定时,不论装入各反应物的起始量...

怎么理解化学里的等效平衡
答:1.等效平衡 同一可逆反应,一定条件下,当改变起始时反应物或生成物物质的量或物质的量浓度,达到平衡时,混合物中各组分的百分组成相等,这样的平衡称等效平衡。2.规律与判断 (1) 一般可逆反应,恒温恒容时,当起始反应物或生成物的物质的量通过化学计量数换算相同时,则建立等效平衡。如反应 2SO...

等效平衡怎么理解
答:等效平衡的作用 1、理论计算和工程设计 等效平衡理论可以用于计算反应平衡常数、反应热力学参数以及反应速率等,更好地理解和预测化学反应的过程。在实际工程设计中,等效平衡也可以用来评估合成路线的可行性以及优化反应条件,为实际生产过程中的反应器设计和操作提供理论指导。2、解决实际生产问题 在实际生产...

化学等效平衡怎么理解
答:若实在无法理解 则可以借助理想气体状态方程考虑 PV=nRT P:压强 V:体积 n:物质的量 R:普适常量 T:热力学温度编辑本段等效平衡状态的分类和判断:(1)恒温恒容下,改变起始加入物质的物质的量,如通过可逆反应的化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相等,则达平衡后与原平衡等效 ...

问一个关于化学的问题,什么是等效平衡?(要详细)
答:在一定条件下(定温、定容或定温、定压),对同一可逆反应,只要起始时加入物质的物质的量不同,而达到化学平衡时,同种物质的百分含量相同,这样的平衡称为等效平衡。满足等效平衡的条件 (1)等温等压 加入相同倍数的反应物 如 2SO2+O2=2SO3,⑴开始时加入2MOLSO2和1MOLO2,平衡后加入多少SO3...

等效平衡通俗理解
答:等效平衡通俗理解如下:等效平衡问题是指利用等效平衡(相同平衡或相似平衡)来进行的有关判断和计算的问题,即利用与某一平衡状态等效的过渡平衡状态(相同平衡)进行有关问题的分析、判断,或利用相似平衡的相似原理进行有关量的计算。等效平衡原理:在相同条件下,同一可逆反应体系,不管从正反应开始,还是...

化学的等效平衡是什么
答:1、等效平衡问题是指利用等效平衡(相同平衡或相似平衡)来进行的有关判断和计算的问题,即利用与某一平衡状态等效的过渡平衡状态(相同平衡)进行有关问题的分析、判断,或利用相似平衡的相似原理进行有关量的计算。2、所以等效平衡也是一种思维分析方式和解题方法。这种方法往往用在相似平衡的计算中。