点击等效平衡问题论文

点击等效平衡问题论文（精选3篇）

点击等效平衡问题论文 篇1

一、概念

在一定条件( 恒温恒容或恒温恒压) 下,同一可逆反应体系,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,虽然起始时物质加入的量不同,但在达到化学平衡状态时,任何相同组分的百分含量( 体积分数、物质的量分数等) 均相同,这样的化学平衡互称为等效平衡( 包括全等等效和相似等效) .

概念的理解: ( 1) 只要是等效平衡,平衡时同一物质的百分含量( 体积分数、物质的量分数等) 一定相同. ( 2) 外界条件相同: 1恒温、恒容: 2恒温、恒压. ( 3) 平衡状态只与始态有关,而与途径( 如: 1无论反应从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始; 2投料是一次还是分成几次; 3反应容器经过先扩大再缩小或先缩小再扩大的过程) 无关,比较时都运用“一边倒”( 又称等价转换) 法倒回到起始的状态进行比较.

二、等效平衡的分类

等效平衡中比较常见且重要的类型主要有以下两种:

Ⅰ类: 全等等效———不管是恒温恒容还是恒温恒压. 只要 “一边倒”倒后各反应物起始用量是一致的就是全等等效.

“全等等效”平衡除了满足等效平衡特征[转化率相同,平衡时百分含量( 体积分数、物质的量分数) 一定相等]外还有如下特征,即“一边倒”后同物质的起始的物质的量相等,平衡物质的量也一定相等.

拓展与延伸: 在解题时如果要求“起始物质的量相等”或 “平衡物质的量相等”的肯定是等效平衡,这样我们只要想办法让每种反应物的起始用量各自相等就行.

Ⅱ类: 相似等效———相似等效分两种状态分别讨论

( 1) 恒温恒压: 对于气体体系通过“一边倒”的办法转化后, 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.

恒温恒压下的相似等效平衡的特征是: 平衡时同一物质转化率相同,百分含量( 体积分数、物质的量分数) 相同,浓度相同.

( 2) 恒温恒容: 对于反应前后气体总物质的量没有变化的反应来说,通过“一边倒”的办法转化后,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.

恒温恒容下的相似等效平衡的特征: 平衡时同一物质转化率相同,百分含量( 体积分数、物质的量分数) 相同,浓度不相同.

三、典例详解

例1在恒温恒容的密闭容器中,发生反应: 3A( g) + B( g)  x C( g) . Ⅰ. 将3 mol A和2 mol B在一定条件下反应,达平衡时C的体积分数为a; Ⅱ. 若起始时A、B、C投入的物质的量分别为n( A) 、n( B) 、n( C) ,平衡时C的体积分数也为a. 下列正确的是()

( A) 若Ⅰ达平衡时,A、B、C各增加1 mol,则B的转化率将一定增大

( B) 若向Ⅰ平衡体系中再加入3 mol A和2 mol B,C的体积分数若大于a,可断定x > 4

( C) 若x = 2,则Ⅱ体系起始物质的量应满足3n( B) > n( A) + 3

( D) 若 Ⅱ 体系起始物质的量满足3n ( C) + 8n ( A) = 12n( B) ,则可判断x = 4

解析: 这是恒温恒容条件下的等效平衡,无论如何进行配比,只要把反应一端按反应计量数之比完全转化为另一端的物质后,相当于完全等同的起始量即可. ( A) 项,A、B、C各增加1 mol时,A与B不可能完全转化为C,加入的B相对量大,A的转化率增大,而B的转化率将减小,错误; ( B) 项,在Ⅰ平衡体系中再加入3 mol A和2 mol B,相当于增大了体系的压强,C的体积分数增大,说明平衡向正反应方向移动,正反应方向体积缩小,x < 4,错误; ( C) 项,假设C完全转化为A、B,则n( A) + 3 /2n( C) = 3,n( B) + 1 /2n( C) = 2,即3n( B) = n( A) + 3,错误; ( D) 项,设C完全转化为A、B,则xn( A) + 3n( C) = 3x,xn( B) + n( C) = 2x,即2xn( A) + 3n( C) = 3xn( B) ,正确.

例2已知: t ℃ 时,2H( g) + Y( g)  2I( g) ΔH = - 196. 6 k J·mol－ 1,t ℃ 时,在一压强恒定的密闭容器中,加入4 mol H和2 mol Y反应,达到平衡后,Y剩余0. 2 mol. 若在上面的平衡体系中,再加入1 mol气态的I物质,t ℃ 时达到新的平衡,此时H物质的物质的量n( H) 为()

( A) 0. 8 mol ( B) 0. 6 mol

( C) 0. 5 mol ( D) 0. 2 mol

解析: 根据反应式知,“4 mol H和2 mol Y反应达到平衡后,Y剩余0. 2 mol”,即Y转化了1. 8 mol,根据化学计量数之比,H必转化了3. 6 mol,即H的转化率等于Y的转化率 = 1. 8 mol/2 mol× 100% = 90% .

该可逆反应在恒温、恒压条件下反应,按起始( Ⅱ) 与起始( Ⅲ) 投料能达到同一平衡状态,而起始( Ⅰ) 与起始( Ⅲ) 达到的平衡状态为等效平衡,即平衡时H的转化率相等,故达到新平衡时剩余H的物质的量为n( H) = 5 mol × ( 1 - 90% ) = 0. 5 mol. 答案选( C) .

例3有甲、乙两容器,甲容器容积固定,乙容器容积可变. 一定温度下,在甲中加入2 mol N2、3 mol H2,反应N2( g) + 3H2( g) 2NH3( g) 达到平衡时生成NH3的物质的量为m mol.

( 1) 相同温度下,在乙中加入4 mol N2、6 mol H2,若乙的压强始终与甲的压强相等,乙中反应达到平衡时,生成NH3的物质的量为_____mol( 从下列各项中选择,只填序号,下同) ; 若乙的容积与甲的容积始终相等,乙中反应达到平衡时,生成NH3的物质的量为mol.

( A) 小于m( B) 等于m

( C) 在m ~ 2m之间( D) 等于2m( E) 大于2m

( 2) 相同温度下,保持乙的容积为甲的一半,并加入1 mol NH3,要使乙中反应达到平衡时,各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同,则起始时应加入_______mol N2和_______mol H2.

解析: ( 1) 由于甲容器定容,而乙容器定压,它们的压强相等,达到平衡时,乙的容积应该为甲的两倍,生成的NH3的物质的量应该等于2m mol. 当甲、乙两容器的体积相等时,相当于将建立等效平衡后的乙压缩容器,故乙中NH3的物质的量大于2m mol. ( 2) 乙的容积为甲的一半时,要建立与甲一样的平衡, 只有乙中的投入量是甲的一半才行,故乙中应该投入N2为( 1 - 0. 5) mol = 0. 5 mol,H2为( 1. 5 - 1. 5) mol = 0 mol. 答案选( 1) ( D) ( E)( 2) 0. 5 0

刍议化学平衡的等效问题 篇2

化学平衡研究的是可逆反应进行的方向和程度问题。化学平衡状态是指在一定的条件下的可逆反应里, 正、逆反应的速率相等, 反应混合物中各组分的百分含量保持不变的状态。当一个可逆反应表示为:mA+nB?p C+qD无论该反应是从正反应开始还是从逆反应开始, 在一定的温度下达到平衡, 各组分的物质的量浓度之间遵循质量作用定律:在一定的温度下, 可逆反应达到平衡时, 生成物以反应分子数为乘幂的浓度的乘积与反应物以反应分子数为乘幂的浓度的乘积之比值是一个常数, 可表示为:KC= (CC P×CDq) / (CAm×CBn) 。

二、等效平衡的表现形式

一个可逆反应, 在一定条件下下, 只是起始加入情况不同, 但达到平衡后, 任何相同组分的分数 (体积分数或物质的量分数) 均相同, 这样的化学平衡互称为等效平衡。等效平衡的建立, 只是与条件 (如浓度、温度、压强) 有关, 而与途径无关。建立平衡的途径有4条: (1) 从正向进行; (2) 从逆向进行; (3) 从中间的某状态下建立; (4) 反应物的分批加入。等效平衡分为如下三类:

(一) 全等平衡。

同一可逆反应, 在相同的条件下, 从不同的投料开始, 分别达到平衡后, 在平衡混合物中相同体积内各对应组分的物质的量均对应相等。确定能否形成全等平衡, 在给定的温度、体积恒定的条件下, 各起始反应物分别按化学方程式的计量关系, 折算成同一方向的反应物, 若折算出的结果出现各组分的物质的量对应相等, 则它们建立的平衡就成为全等平衡。

(二) 等效平衡。

由不同起点开始的同一可逆反应, 分别达到平衡后, 相同的温压下, 平衡混合物中各对应组分的浓度对应相等, 这样的平衡则互称为等效平衡。通常在T、P恒定的条件下, 各起始混合物中不含与反应无关的物质, 且若将各起始混合物分别按方程式中的计量关系折算成同一方向的反应物后, 各对应组分的浓度对应相等或物质的量对应成正比, 这样分别建立的平衡为等效平衡。例如, 某温度下, 在一容积可变的容器中, 反应2A (g) +B (g) ?2C (g) 达到平衡时, A、B和C的物质的量分别是4mol、2mol和4mol。保持温度与压强不变, 对平衡混合物中三者的物质的量作如下调整, 可使平衡右移的是 () :a.均减半b.均加倍c.均增加1mol d.均减少1mol

(三) 相似平衡。

不同起点的同一可逆反应, 分别达到平衡后, 温度相同, 平衡混合物中各对应成分的物质的量分数 (或气体的体积分数) 对应相等。这样的平衡互为相似平衡。这种情况只出现在反应前后气体分子数不变反应。在温度恒定的条件下, 各起始混合物中不含与反应无关的物质, 且各起始混合物按方程式折算成同一方向的反应物质, 各对应组分的物质的量成比例, 这样虽然途径不同, 但最终建立相似平衡。

三、等效平衡的规律与解题策略

通常对不同的起始状态, 假定反应达到平衡后与基准平衡 (原平衡) 比较规律如下: (一) 反应前后气体体积之和不等的可逆反应, 恒温、恒容投料相同, 或恒温恒压投料成比例, 即为等效平衡。 (二) 反应前后气体体积之和相等的可逆反应, 恒温、恒容或恒温、恒压两种情况下都投料成比例, 即为等效平衡。

笔者在教学的实践中为尽可能地减轻学生的记忆负担, 总结出十六字口诀:变积恒容, 等料等效;其余平衡, 等比等效。简洁明快, 在解题的实际运用中简便易记。

摘要：本文从化学平衡建立的本质着手, 对化学平衡中的不同表现形式的等效问题进行较全面的分析, 总结出其内在规律, 并探讨具有实际应用意义的解题方法。

点击等效平衡问题论文 篇3

一、恒温定容时的等效平衡

1.对于反应前后气体分子数不相等的反应来说, 起始虽然以不同方式投料, 但不同情况下, 若各相同组分物质的量相等, 或根据化学方程式系数等价转换后的物质的量相等, 便可达到等效平衡.

例题1.在一定温度下把2 mol A和1 mol B通入一个固定容积的密闭容器中, 发生反应2A (g) +B (g) 葑2C (g) .达到平衡时, C的体积分数为W%.若维持容器的体积和温度不变, 令a、b、c分别代表A、B、C物质加入的物质的量 (mol) :

(1) 下列情况达到平衡时, 容器内C物质的体积分数仍为W%的是_________;

A.a=0b=0c=2B.a=0 b=1 c=2

C.a=0.5 b=0.25 c=1.5D.a=2 b=1 c=2

(2) 此条件下, 要达到等效平衡, a、b、c之间必须满足的条件是 (用两个方程式表示, 其中一个只含a和c, 另一个只含b和c) _________.

分析如下:

原来加入的物质的量:a=2b=1c=0

A中:a=0b=0c=2

等价转换后相当于:a=2b=1c=0

B中:a=0b=1c=2

等价转换后相当于:a=2b=2c=0

C中:a=0.5 b=0.25 c=1.5

等价转换后相当于:a=2b=1c=0

D中:a=2b=1c=2

等价转换后相当于:a=4b=2c=0

由此可知, 在A、C项中, 由于等价转换后各物质物质的量与原来状况下的相同, 为等效平衡, 因此, 达平衡时C物质的体积分数仍为W%的是A、C项.同时也可推知, 在恒温定容下, 此类反应要达到等效平衡, a、b、c之间按反应方程式系数, 经过等价转换后各物质的物质的量必须要与原来加入的 (a=2, b=1, c=0) 物质的量相同.即只有当满足a+c=2, (或2b+c=2) 的条件时方可与原来的状况互为等效平衡.

2.对于反应前后气体分数相等的可逆反应, 只要对应物质的投料量按原比例以相同倍数变化, 就可达等效平衡.

例题2.向某密闭容器中充入1 mol CO和2mol H2O (g) , 发生反应.当反应达到平衡时, CO的体积分数为x.若维持容器的体积和温度不变, 起始物质按下列四种配比充入该容器中.达到平衡时, CO的体积分数等于x的是____;大于x的是____;小于x的是____.

A.0.5 mol CO+2 mol H2O (g) +1 mol CO2+1 mol H2

B.1 mol CO+1 mol H2O (g) +1 mol CO2+1 mol H2

C.0.5 mol CO+1.5 mol H2O (g) +0.4 mol CO2+0.4 mol H2

D.0.5 mol CO+1.5 mol H2O (g) +0.5 mol CO2+0.5 mol H2

分析如下:

CO (g) +H2O (g) 葑CO2 (g) +H2 (g)

原来状况下:1 mol2 mol0 mol0 mol

A中:0.5 mol2 mol1 mol1 mol

相当于:1.5 mol3 mol0 mol0 mol

B中:1 mol1 mol1 mol1 mol

相当于:2 mol2 mol0 mol0 mol

C中:0.5 mol1.5 mol 0.4mol 0.4 mol

相当于:0.9 mol1.9 mol 0 mol0 mol

D中:0.5 mol1.5 mol 0.5mol 0.5 mol

相当于:1 mol2 mol0 mol 0 mol

由此可知, A中虽然是增倍投料了, 但等价转换后, CO和H2O (g) 的物质的量之比仍为1∶2, 故为等效平衡;D中转换后相当于CO和H2O (g) 也投入了1 mol和2 mol, 仍为等效平衡, 因此, CO体积分数等于x的为A、D项.而在B中, 相当于只增加了CO的浓度, 达到平衡时, CO的转化率减小, 故平衡时CO的体积分数大于x.在C中, 由于转换后相当于CO和H2O (g) 起始的物质的量之比为0.9∶1.9<1∶2, 可看作是只增加了H2O (g) 的浓度, 使CO的转化率增大, 故CO的体积分数小于x.

二、恒温定压时的等效平衡

这种情况下, 不论反应前后气体分子数相等与否, 只要不同情况下各组分按相同比例投料, 或按化学方程式系数转换后各组分物质的量比例相同, 即可达到等效平衡

例题3.某温度下, 在一容积可变的密闭容器中, 反应达到平衡时, A、B、C的物质的量分别为4 mol、2 mol、4 mol.保持温度和压强不变, 对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整后, C物质体积分数保持不变的是____;化学平衡右移的是____;化学平衡左移的是____.

A.均减半B.均加倍

C.均增加1 molD.均减少1 mol

分析如下:

原平衡时:4 mol2 mol4 mol

相当于:8 mol6 mol0 mol

在A中:2 mol1 mol2 mol

相当于:4 mol3 mol0 mol

在B中:8 mol4 mol8 mol

相当于:16 mol 12 mol0 mol

在C中:5 mol3 mol5 mol

相当于:10 mol 8 mol0 mol

在D中:3 mol1 mol3 mol

相当于:6 mol4 mol0 mol

由此可知, 只有在A、B项中, 等价转换后, A物质和B物质的物质的量之比与原平衡的相同, 即为等效平衡, 故A、B项中C的体积分数与原平衡的相等.C项中, 符合原比例的各物质物质的量应为5mol、2.5 mol、5mol, 此时B物质为3mol, 可看作是只增加了B物质的物质的量, 平衡向右移动.而在D项中, 符合原比例的各物质的物质的量应为3mol、1.5mol、3mol, 而此时B物质为1mol, 可看作是减少了B物质的物质的量, 故平衡向左移动.