等效平衡

作者&投稿:称司 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
等效平衡可分为三种类型:
(1)等温等容下,建立等效平衡的条件是:反应物的投料相当。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)等温等压下,建立等效平衡的条件是:反应物的投料比相等。例如,在恒温恒压条件下的两个容器中,分别投入2.5mol N2、5mol H2 与5mol N2、10mol H2,平衡时两容器中NH3的质量分数相等。
(3)对于反应前后气体体积数不变的可逆反应,无论是等温等容还是等温等压,只要按相同比例加入反应物和生成物,达平衡后与原平衡等效。
参考信息:http://baike.baidu.com/view/525498.htm

等效平衡大可分为两种:

一:恒容时......
1如N2+3H2=2NH3
┈┄1┈3┈┈0 时为等效 若加入a mol的NH3
┈┄0┈0┈┈2 经反应等效如下
┈┄a/2┈3a/2┈a
故a/2=1,3a/2=3 时等效 ┄┈┈┈┈┈—

2如 I2+H2=2HI
┈┄1┈1┈┈0 若加入a mol的HI
┈┄0┈0┈┈2
┈a/2┈a/2┈a
故 a/2∶a/2 =1∶1 时等效

二:恒压时

N2+3H2=2NH3
1┈3┈┈0 时为等效 若加入a mol的NH3
0┈0┈┈2 经反应等效如下
a/2 3a/2 a

故a/2∶3a/2=1∶3 时等效

所以从上可总结为:
当恒容时,若前后系数相等时 ,加入的量(把量都转化为同一侧)与初始的量成比例时,为等效;若不相等时,加入的量与初始的量相等时,为等效。
当恒压时,只要加入的量与初始的量成比例时,为等效;

等效平衡~

首先假设二氧化硫和氧气只是共存于容器中没有进行反应,那么将它们各移走0.5mol之后,它们的物质的量都减半了,这个是没意见的吧~因为是假设不反应,它们的密度也是减半的。现在它们是要反应的,方程式是2SO2+O2=2SO3,这里要注意三氧化硫在常温下是液态的,三氧化硫在常温下是液态的(重复加强记忆),所以这个反应要向着气体增加的方向移动,因为密封容器内气体减少了,所以第二次反应的二氧化硫比第一次的少,也是就生成的三氧化硫比第一次的少。
现在跟你解释为什么是0.15mol,同样是假设,假设这是一个恒压的容器,如果反应物的浓度不变,生成物的浓度是不是也不会改变呢?
这个假设也许你觉得牵强,那就这样想,1个SO2和一个O2生成了0.3个so3,不考虑平衡移动不考虑方程式配平,那么0.5个SO2和0.5个O2是不是应该生成0.15个SO3呢?
以上分析得出的结论是这个题选C...

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.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。

(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=1参考资料:http://baike.baidu.com/view/525498.htm?fr=ala0_1

相同的平衡状态:通常是指平衡混合物各组分的百分含量对应相同,但各组分...
答:估计你要问的就是等效平衡。在高中化学的分析中,大家逐渐认可了两个概念---等效平衡、等同平衡 等同平衡---即两个平衡状态完全相同,包括各个物质的分数、浓度等,都对应相同。等效平衡---即两个平衡状态的效果一样,理解为各个物质的分数对应相同,而浓度等可以不同。可以看到,等同平衡的要求比等...

一道高一化学题,急急急!
答:这是等效平衡问题。一定温度下,在恒容密闭容器中,对于反应前后气体分子数不变的反应,压强变化不会使平衡移动,所以换算成相同的物质的量比相同时,两种平衡互为等效平平衡。反应开始时充入2molA和2molB,达平衡后A的体积分数为a%。即A:B为1:1时达平衡后A的体积分数为a%。A选项只投入C全部...

高二化学选修4知识点
答:②只要是增大浓度,不论增大的是反应物浓度,还是 生成物浓度,新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态;减小浓度,新平衡状态下的速率一定小于原平衡状态。 ③反应物有两种或两种以上, 增加一种物质的浓度, 该物质的平衡转化率降低, 而其他物质的转化率提高。 @@@增大压强,正逆反应速率均增大,但增大倍数一样, V...

化学平衡知识点总结
答:化学平衡 一、化学平衡 1、可逆反应 ⑴定义:在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应。用“”代替“==”。 ⑵可逆反应中所谓的正反应、逆反应是相对的,一般把向右进行的反应叫做正反应,向左进行的反应叫做逆反应。 ⑶在不同条件下能向两个方向进行的反应...

到达新平衡时的效果与原平衡等效
答:不是不是,等效平衡的定义理解错了 严格点的等效平衡是指平衡时各物质的浓度、物质的量都相等,平时也把只要各物质的浓度相等的平衡叫等效平衡.你说的这个就是第二种情况了,浓度相等

如何理解化学可逆反应和化学平衡?
答:可逆反应是既在正向反应也在反向反应,化学平衡是指反应前后化学式两边的量的总和不变。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,...

化学平衡知识点归纳有哪些?
答:化学平衡知识点归纳:1、在定温、定容的条件下,对于反应前后气体分子数改变的可逆反应,只改变起始时加入物质的物质的量,如通过可逆反应的化学计量数比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。2、在定温、定容的条件下,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...

化学平衡的知识点,给出点
答:①在恒温、恒压下,对于象2X(g)+Y(g)=2Z(g)这种类型(反应前后气体的体积数不等)的平衡反应,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。而对于X(g)+Y(...

化学反应达到平衡状况的条件?
答:光、超声波、激光、放射线、电磁波、反应物颗粒大小、扩散速率、溶剂、原电池反应等都会影响反应速率的变化。二.化学平衡状态的判定 对于可逆反应mA(g) nB(g)+pC(g),在一定条件下达到平衡状态有以下十个标志:①A的分解速率与A的生成速率相等。②单位时间内生成n molB和p molC的同时,生成m ...

有关化学平衡
答:你好 你的说法有些不对 给与的条件给得含糊不清 首先就是 要是ABC全部都是气体的时候 用等效平衡的知识去解释就很好理解 都是气体的时候还要分以下两个情况去讨论 1 压强恒定不变 2 体积固定不变 1 要是压强不变的话 其他条件不改变 随便怎么加A 他的转化率都不变(等效平衡) 这中情况你...