有关高中化学等效平衡被分为三类的依据(就是为什么不同情况下达到等效平衡的情况不同)
一、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。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。
由上叙述可知,相同平衡、相似平衡和等效平衡是不同的,相同平衡是指有关同一平衡状态的一类计算,相似平衡是指几个不同但有着比值关系的平衡的一类计算,而等效平衡则是利用平衡等效来解题的一种思维方式和解题方法。
建立相同平衡或相似平衡与外界条件有关,一是恒温恒容,一是恒温恒压。
①在恒温、恒容下
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。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。例如,在恒温恒容的两个相同容器中,分别投入1mol N2、3mol H2 与2mol NH3,平衡时两容器中NH3的质量分数相等。
②在恒温、恒压下
只要使各物质初始浓度相等即可建立相似平衡。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;每个平衡中,正、逆反应速率彼此相等;两平衡中正与正,反与反速率各自对应成比例;而两平衡中各组分平衡时的物质的量等对应成比例。
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
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,对应量与起始量比不相等(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。
二. 方法指导
解等效平衡的题,有一种基本的解题方法——极限转换法。由于等效平衡的建立与途径无关,不论反应时如何投料,都可以考虑成只加入反应物的“等效”情况。所以在解题时,可以将所加的物质“一边倒”为起始物质时,只要满足其浓度与开始时起始物质时的浓度相同或成比例,即为等效平衡。但是,要区分“浓度相同”或“浓度成比例”的情况,必须事先判断等效平衡的类型。有了等效平衡类型和条件的判断,就可以采用这种“一边倒”的极限转换法列关系式了。下面我们看一看这种极限转换法在解题中的运用。
不同条件下的等效平衡
1. 对于一般可逆反应,在恒温、恒容条件下建立平衡,改变起始时加入物质的物质的量,如果能够按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同,则两平衡等效。
如:按下列三条途径,在恒温、恒容下建立的平衡等效
Ⅰ 3mol 1mol 0
Ⅱ 0 0 2mol
Ⅲ a b c
Ⅲ中,应满足:b+c/2=1,a+3c/2=3。
例1.一可逆反应:2A(g)+3B(g)=x C(g)+4D(g),若按下列两种配比,在同温、同体积的密闭容器中进行反应。
有
(1)0.8mol A,1.2mol B,1.2mol C,2.4mol D
(2)1.4mol A,2.1mol B,0.6mol C,1.2mol D
达到平衡后,C的质量分数相同,则x的值为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
解析:因为在等温、等容下平衡时,C的质量分数相同,则属于同一平衡状态,变化的A、B、C、D的物质的量之比为:0.6∶0.9∶0.6∶1.2=2∶3∶2∶4。故选B项。
2. 在恒温、恒压下,改变起始时加入物质的物质的量,只要按化学方程式系数比换算成同一半边物质的物质的量之比与原平衡相同,两平衡等效。
如:按下列三条途径建立的平衡为等效平衡
Ⅰ 3mol 1 mol 0mol
Ⅱ 0mol 0mol 2mol
Ⅲ 3nmol nmol x(x≥0)mol
小结:若恒温、恒容,则3n+3x/2=3, n+x/2=1;若恒温、恒压,则(3n+3x/2):(n+x/2)=3:1 即可。
例2. 在恒温、恒压下,有下列气体反应分别从两条途径进行
2A(g)+2B(g)=C(g)+3D(g)
Ⅰ 2mol 2mol 0 0
Ⅱ 0 0 2mol 6mol
下列叙述正确的是( )
A. Ⅰ、Ⅱ两条途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成相同。
B. Ⅰ、Ⅱ两条途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成不同。
C. 达到平衡时,Ⅰ途径所用的时间与Ⅱ途径所用的时间相同
D. 达到平衡时,Ⅰ途径混合气体密度等于Ⅱ途径混合气体的密度
解析:因反应前后气体体积不变,压强对该平衡无影响,途径Ⅰ、Ⅱ为等效平衡,故选A、D项。
3. 在恒温、恒容下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,只要反应物(或生成物)的物质的量比例与原平衡的相同,两平衡就是等效平衡。(相当于恒温、恒压下的等效平衡,原因是平衡不受压强影响)。
例3. 在两个密闭容器内,保持温度为423K,同时向A、B两容器中分别加入a mol、b mol HI,待反应2HI(g)=H2(g)+I2(g)达到平衡后,下列说法正确的是( )
A. 从反应开始到达到平衡所需时间tA>tB
B. 平衡时I2浓度c(I2)A=c(I2)B
C. 平衡时I2蒸气在混合气体中体积分数A%>B%
D. HI的平衡分解率相等
解析:等温下,该反应前后系数不变,平衡不受压强影响,A、B两容器中的平衡可视为等效平衡,故应选D项。
例4. 某恒温、恒容的密闭容器充入3mol A和2mol B,反应3A(g)+2B(g)=xC(g)+yD(g)达到平衡时C的体积分数为m%。若将0.6mol A,0.4mol B,4mol C,0.8mol D作为起始物充入,同温同容下达到平衡时C的体积分数仍为m%,则x=_______,y=_______。
解析:同温同容下达到平衡时C的体积分数仍为m%,则两平衡为等效平衡,因而有
3A(g)+2B(g)=x C(g)+y D(g)
Ⅰ 3mol 2mol 0 0
Ⅱ 0.6mol 0.4mol 4mol 0.8mol
所以有:0.6+(3×4)/x=3,0.6+(3×0.8)/y=3。
解得:x=5,y=1。
解析2:
恒温恒容 一边倒 完全相同
1:3 2 0 0
2:0.6 0.4 4 0.8
4/x*3+0.6=3 0.8/y*2+0.4=2 解出 X=5 Y=1
此题为等效平衡问题。
条件是:恒温恒容,反应前后气体分子数相等的可逆反应。
所以要想达到等效平衡,需要:一边倒折算(也就是极值法折算)后满足“等比”即可。
(1)问中,已知量n(H2)=2mol,n(I2)=4mol,和题干给出n(H2)=1mol,n(I2)=2mol已经满足等比,均为1:2,所以达到的平衡状态互为等效平衡,由于其实加入H2,I2的量是题干的2倍,故平衡时HI的物质的量为题干的2倍,为0.5amol。
(2)问,平衡时有0.5amolHI,所以其实应该加入0.5molH2,1molI2;现已有1molHI,即相当于有0.5molH2,0.5molI2,现在只缺少0.5molI2。所以起始加入n(H2)=0mol,n(I2)=0.5mol。
(3)问是总结前两问,即一边倒折算等比。
设起始加入n(HI)=xmol,列式:(m+x/2):(g+x/2)=1:2,算出结果即为n(x)=2g-4m。
求算平衡时n(HI)时,设平衡时HI的物质的量为ymol。列式:
1:a=(m+x/2):y,同时将刚求出的x的量带入此式即可求出,求出y的物质的量为(g-m)a.
1. 对任意反应,反应条件一定,起始物质的量一定,一定是等效平衡(这个不需要多解释吧~~)
2. 并列摆放多个相同平衡态反应,彼此完全相同,没有任何差别,因此这些反应间没有容器阻隔,平衡也不会移动,这就相当于问题3中的成比例,平衡等效
3. 温度一定,有气体参与的反应:
1)反应前后气体体积不变的反应,单纯压缩、扩大体积,改变压强而不改加入的量,均不会引起平衡移动,这种变化就相当于问题2中的物质的量比例相同,平衡等效
2)反应前后气体体积有变化的反应,压缩、扩大体积,改变压强而不改加入的量,是会引起平衡移动的,因此物质的量比例相同,平衡不等效,要想等效,只能回归到起始物质的量一定这个条件上
不知说明白了没有,其实判断等效平衡时不一定要记住这些结论的,只要会方法:看反应由一个 变到另一个后平衡是否移动就好了,只记这些结论是很容易搞混的~~
1、因为是容积不变的容器,再通入AmolPCl3和Amol氯气相当于原来物质增加1倍,但是压强增大,使得平衡向逆反应方向移动,所以实际压强增大不到1倍,选A。
2、有如下反应:2SO2+O2=2SO3 △=-197KJ/mol
同温度下,往体积相同的密闭容器A、B中分别充入2molSO2、1molO2和1molSO2、0.5molO2、1molSO3。可以换算得到相同的初始状态(1molSO3分解生成1molSO2、0.5molO2,和原来1molSO2、0.5molO2合起来就是2molSO2、1molO2),但是相当于已经有一半二氧化硫和氧气化合成三氧化硫,所以B中放热小于A。要选B。
我的理解:两个环境,只要符合两个条件就能达到等效平衡,第一是假设可逆反应是可以完全进行的,然后把所有物质变成生成物,两个环境生成物的物质的量之比相等,第二是温度,压强相同,就可以达到等效平衡。
1、恒温恒容,应该状态相同,其他的我不好解释了。还是多问别人吧
2、因为反应前后物质的量相等,所以改变压强不会改变平衡(例子:氢气和碘),简单说,某个反应,反应前后物质的量相等,扩大或减小压强都不会对平衡产生影响,就是生成物产率不变。恒容条件,改变物料投入,相当于改变压强,就是多加物料就是增大压强,少加就是减小压强,压强对反应无影响,所以只要比例相同就等效平衡。
3、额,这是反应条件的问题,压强相等,比例相等,就像是从已经平衡的环境里挖了一块出来,平衡不变。
如过你的计算不错,又能耐心算用平衡常数算下你就能发现,等效平衡的三种情况得出的都是相同百分比的。想过为什么三种都是恒温的。因为这样的情况下平衡常数是相同的。自己算下会理解的深刻。
氨水稀释过程,其点解过程向生成离子的方向偏移,但反应物和生成物的浓度都会降低,因为其反应平衡的偏移不足以抵消稀释带来的影响,只能缓解。所以不能选B、D
又该反应在温度不变的情况下,会有一平衡常数,即([OH-][NH4+])/[NH3.H2O]为常数,因[NH4+]减小,则C正确
又[H+][OH-]为常数,则A正确
【高中化学】怎么理解等效平衡?
等效平衡 【引言】:化学平衡的建立与途径无关课本上曾经见过这样的例子:一定温度下密闭容器中发生反应:1L容器800℃时可逆反应 CO(g) + H2O(g) CO2(g)+H2(g)途径1:起始 0.01mol 0.01mol 0 0 平衡 0.005mol 0.005mol 0.005mol 0.005mol 途径2:起始 0 0 0.01...
高中化学等效平衡怎么解释
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。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。化学平衡状态的达到与化学反应途...
高中化学等效平衡
则两种情况互为等效平衡,达到平衡状态时密度相等、压强相等、二氧化硫的浓度相等(③④⑥正确)。但是两种状态起始状态不同,状态2相当于状态1完全反应后得到的,因此二氧化硫的转化率和三氧化硫的分解率之和为1(两物质前化学计量数相等,①正确),而且,状态1达平衡放出的热量与状态2达平衡吸收的热量...
高中化学 化学平衡 等效平衡
是等效平衡。这个反应是可逆反应。而且每次投料的比例和反应系数是一样的。他们最终达到平衡时是一样的。可以把SO3全部按系数换成SO2和O2。这样看,各物质含量是一样的。所以等效平衡。
高中化学——等效平衡
显然最后两个容器里面的东西都是一样的!所以它们的各个的物质量浓度是相等的!1 设SO2的转化率是a% 那么两个容器中SO3的物质的量为2*a% 所以SO3的分解率为(2-2*a%)\/2 而和SO2的转化率相加 正好是为1 所以是对的!而2的话显然是错的!这是一个可逆反应!正反一个是吸热一个是...
化学里的等效平衡是怎样的一个反应?
狭义上是指平衡后各物质与原反应相同 广义上只要比例相同就可以了
高中化学,关于化学反应平衡?
你好,1、增大反应物浓度,生成物浓度一样增加,平衡不会移动的,只不过反应物,生成物浓度同时增加而已。发生了反应,也有生成物生成,但是平衡未移动。2、你添加的反应物或生成物如果物质的量存在倍数关系,则为等效平衡,比如H2+I2==2HI 如果加入反应物1molH2、1mol I2 和加入生成物2mol 是...
请您详解一下高中课本-化学平衡中的等效平衡
等效平衡主要分为两种情况:恒温、恒压:只要两次投料量的比例一样就可以达到相同的平衡状态(百分含量相同)恒温、恒容:此情况要看方程式中的化学计量数。① 反应前后化学计量数相等的可逆反应:只要两次投料量的比例一样就可以达到相同的平衡状态(百分含量相同)② 反应前后气体的化学计量数不等的...
有关高中化学等效平衡被分为三类的依据(就是为什么不同情况下达到等效平...
判断两平衡是否等效方法:将已平衡的反应的条件由一个转化成另一个,如果平衡不移动,二者就等效,所以:1. 对任意反应,反应条件一定,起始物质的量一定,一定是等效平衡(这个不需要多解释吧~~)2. 并列摆放多个相同平衡态反应,彼此完全相同,没有任何差别,因此这些反应间没有容器阻隔,平衡也不会移动...
高中化学 等效平衡 急急急!
看其他选项为什么不正确。题目的关键在于容器是绝热的,即与外界没有热交换,那么反应的吸放热会影响体系的温度。虽然两容器中加入的物质的量等效,但是反应进行的方向是不同的,也就是说一个是放热一个是吸热,即一个是升温一个是降温,又因为起始温度相同,那么平衡温度一定不同。这样再来看其他选项 A...
支炒丹田: 判断两平衡是否等效方法:将已平衡的反应的条件由一个转化成另一个,如果平衡不移动,二者就等效,所以:1. 对任意反应,反应条件一定,起始物质的量一定,一定是等效平衡(这个不需要多解释吧~~)2. 并列摆放多个相同平衡态反应,彼...
克拉玛依区19642673243: 高中化学 等效平衡 - ?
支炒丹田: 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.所以等效平衡也是一...
克拉玛依区19642673243: 如何理解化学平衡中的等效平衡? - ?
支炒丹田: 等效平衡实际上是一种做题方法 高中时段主要掌握以下三类 1. 恒温恒容等体积反应(等同反应):指的是对于这类反应而言,只要反应物没有变化,转化率和平衡常数就不变 也就是n不变,C不变,fai不变(物质的量分数) 2. 恒温恒压反应:只需n呈倍数关系,即达到等效平衡,所以C不变,fai不变 3. 恒温恒容等体积反应:n呈倍数关系,即达到等效平衡,此时C呈倍数关系,fai还是不变等效平衡的标志就是物质的量分数不变 最好的方法看是不是等效平衡就是把生成物反应物都反映到正反应一边去,看他们的关系是相等还是呈倍数关系,或者两者都不是
克拉玛依区19642673243: 化学中如何理解等效平衡? - ?
支炒丹田:[答案] 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...
克拉玛依区19642673243: 高考化学等效平衡 - ?
支炒丹田: 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...
克拉玛依区19642673243: 化学中的等效平衡是怎么一回事? - ?
支炒丹田: 抓关键,巧转换——“等效平衡”问题的突破 北京十二中化学组 胡小蒙 【摘要】本文主要针对学生学习化学平衡时的难点——“等效平衡”问题,阐述了其概念的准确内涵和外延,提出了解题的常用方法——极限转换法和常用步骤.这些概念...
克拉玛依区19642673243: 高二化学等效平衡的讲解 - ?
支炒丹田: 首先,等效平衡要求为2个情况下的反应,如2次投料.其次,分为3大类.1.恒温恒容时,对于前后分子数目不等的反应,将投料的物质的量转化到一边物质,若数值相等,则为等效平衡(实际上是等同平衡).2.恒温恒容时,对于前后分子数目相等的反应,将投料的物质的量转化到一边物质,若数值成比例,则为等效平衡.3.恒温恒压时,对于任何反应,将投料的物质的量转化到一边物质,若数值成比例,则为等效平衡.另外,若2个容器,1个恒温恒容,1个恒温恒压,则可以转化到第3类中,进行求解.最后,这只是理论上的,平衡类的题目还是要多做题(有点废话~).
克拉玛依区19642673243: 化学中什么是等效平衡??
支炒丹田: 是说,在同一个可逆反应体系中,不管是从正反应开始还是从,逆反应开始,只要按照反应方程式中的化学计量数之比投入反应物或者是生成物,建立起来的平衡状态都是相同的,这就是等效平衡. 例如 SO2+O2=SO3 1种是 2molSO2 1molSO2 0SO3 2种是 0molSO2 0molSO2 2SO3 3种是 0.5molSO2 0.25molSO2 1.5SO3 三种都是等效平衡 1种 2种 3种 按照化学方程式 折算成同一方向的反应物, 对应各组分的物质的量均相等 所以三种是 等效 平衡 .在恒温恒容 换算成同一边的相等 就是 ,若是 恒温恒压 换算成一边 同一边对应成比例就可以了
克拉玛依区19642673243: 化学里的(等效平衡)是怎么一回事??
支炒丹田: 等效平衡是针对可逆反应讲的,就是说无论从加方程的左边物质还是加方程右边的物质或者是两边同时加物质,当反应达到平衡后,每种情况下各种物质的量都相等,这就叫做等效平衡
克拉玛依区19642673243: 化学反应限度中的等效平衡 - ?
支炒丹田: 1、含义在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压),对同一可逆反应体系,起始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.[1] 2、分析方法(1)极值思维法: 按照化学方程式的化学方程式的化学计量关系,把起始物质转化为方程式同一半边的物质,通过对比两种情况下对应组分的起始量是相等,还是等比,来判断化学平衡是否等效的一种思维方式.[1] (2)三段式法 起始 反应 平衡