轻松应对等效平衡.docVIP

轻松应对等效平衡 董月侠??呼玛县高级中学在高中阶段，化学平衡问题一直是重点难点，学生感到难学、教师感到难教。尤其是等效平衡问题，在学生没有完全建立等效模式之前，师生都会感到很棘手。就这个问题笔者谈谈自己的拙见。 在一定的条件下，可逆反应不论采取任何途径，即无论反应从正反应方向还是从逆反应方向开始，无论是将反应物一次性投入还是分批投入，只要达到平衡后，各相同组分的百分含量相同，就视为等效平衡。（这里的百分含量，可以是物质的量分数，也可以是质量分数。） 二、 等效平衡的类型 我们以可逆反应方程式为主，把可逆反应方程式前后气体计量系数之和是否相等分为两类: 第一类，化学反应方程式前后气体计量系数之和不相等，在下列两种情况下可形成等效平衡。 （1）在恒温、恒容情况下，不论装入各反应物的起始量是多少，如果按方程式的化学计量数关系转化为方程式同一边的物质,只要其物质的量与对应组分的起始加入量相同，则达到平衡后与原平衡等效。 解释：在温度和体积一定时，只要起始时装入物质的物质的量与原平衡相等或相当(如装入3molSO3即相当于装入3molSO2和1.5molO2),就达到等效平衡。 例如：对于2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)来说，在等温等容下，起始时将①2molSO2和1molO2; ②2molSO3; ③1.6molSO2;0.8mol O2和0.4molSO3 等分别充入体积相等的密闭容器中，达到平衡时，混合气体中SO2的百分含量均相等。达等效平衡。 达到上述等效平衡时，等效的物理量最多，几乎是全等了，于是，有的教辅书将其称为“等同平衡”，应该指出的是，“等同平衡”的说法是不妥当的。比如不同的投料方式，放出的热量就不同。如上述的平衡2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)中，①是放出热量，②是吸收热量，③无论是吸热还是放热都与①②不同，所以说“完全等同”是不合理的。 （2）在恒温、恒压情况下 , 无论装入各物质的量是多少，如果按方程式的化学计量数关系转化为方程式同一边的物质，其物质的量比与对应组分的起始加入量比相同，则达到平衡后与原平衡等效。 例如；对于2SO2(g)+O2(g) 2SO3来说，等温等压下，起始时将①4molSO2和2molO2; ②6molSO2和3molO2； ③3molSO2和1.5molO2和1molSO3； ④nmolSO3 等分别放入密闭等压容器中，达到平衡时，混合气体中SO2的百分含量均相等，达等效平衡。 达到上述等效平衡时，各物质的物质的量浓度、各物质的百分含量；各反应物的转化率；气体的密度；气体的平均摩尔质量等均相同，但是各物质的物质的量不一定相同，对应量应该成正比关系。 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： 在恒温情况下(恒容或恒压)，改变起始时加入物质的物质的量，如果按方程式的化学计量数关系转化为方程式同一边的物质,只要其物质的量比与对应组分的起始加入量比则达到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是多少，只要各物质的起始量按化学计量数换算成与原平衡起始(或平衡)时相同的物质，且各物质的物质的量之比与原平衡相等或相当[如对于H2(g)+I2(g) 2HI(g)来说，装入3molHI(g)相当于装入3molH2(g)和3molI2(g)。因平衡与压强无关，就会达到等效平衡。 例如：对于H2(g)+I2(g)→2HI(g)来说，在等温恒容条件下，起始时将 ①3molH2和3molI2 ②1molH2和1molI2 ③nmolHI ④1molH2和1molI2和amolHI等分别放入密闭容器中，达到平衡时，混合气体中的HI(g)百分含量均相等，此时，①②④达平衡时各物质的转化率也是相等的，平衡时各物质的物质的量浓度虽然不等，但成正比关系，此时，气体的密度也是正比关系。热量的变化应不相同。 【巩固练习】 例1、 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的物质的量分别为4mol，2mol和4mol，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，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 解析：答案：C 此为恒温恒压下的前后气体体积不等的反应。A和B选项均为对原平衡中各物质的物质的量呈正比的变化，平衡并不移动。C选项可以设想分成两次加入，先加入A-1mol，B-0.5mol，C-1mol，此时平衡不移动，然后再单独加入0.5molB，平衡向右移动。 例2、在一个1L