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难点七、等效平衡及应用

来源:高中化学教学研究作者:张德金 点击:所属专题: 等效平衡
一、什么是等效平衡体系 有很多学生把等效平衡想象得很难。其实,等效平衡就是比较两个起始点不同而终点相同的体系而已。(也可以是一个体系的两种状态) 1 、我们都知道,一个可逆反应,可以由反应物开始正向建立平衡,也可以由生成物逆向建立平衡。 所以很容易理解,

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一、什么是等效平衡体系

有很多学生把等效平衡想象得很难。其实,等效平衡就是比较两个起始点不同而终点相同的体系而已。(也可以是一个体系的两种状态)

1、我们都知道,一个可逆反应,可以由反应物开始正向建立平衡,也可以由生成物逆向建立平衡。

所以很容易理解,1mol N2和3mol H2,与2mol NH3,在温度、体积完全相同的密闭体系中,最后会形成一模一样的平衡体系。

难点七、等效平衡及应用

那么在温度、体积完全相同的密闭体系中,由1mol N2和3mol H2形成的平衡体系,与由2mol NH3形成的平衡体系,互为等效平衡体系。

同样,在温度、体积完全相同的密闭体系中,下面这两个体系与上面的两个体系,一起都为等效平衡体系。

难点七、等效平衡及应用

2、形成等效平衡的两个体系有什么特点

(1)在温度、体积完全相同的密闭体系中,若起始物质的种类和物质的量等效相同,自然会形成等效平衡体系。

等效相同的含义是,如上例,四个体系中都等效于放入了1mol N2和3mol H2

(2)达到平衡后,体系中的物质种类相同,所有组分的浓度相同,体积分数也相同。

3、为什么要强调在温度完全相同?

只有温度相同时,难点七、等效平衡及应用化学平衡常数才相同。平衡常数相同,体系各组分在平衡时的浓度才相同。温度不同是不可能形成等效平衡体系的。

二、除了等温度等体积的等效平衡体系外,还有哪些等效平衡体系?

1、等温度等压强等效平衡体系:

若两体系的体积不同,平衡时物质的种类相同,浓度也相同,这样的两个体系也是等效平衡体系。

但对于这样的两个体系而言,起始物质的物质的量是不会等效相等的。

所以,n倍体积的体系中,等效有n倍的物质,就会形成等效平衡体系。

所以,下面这四个体系都是等效平衡体系。

难点七、等效平衡及应用

仔细琢磨各体系的数据之间的关系。

2、还有一种特殊的等效平衡体系:

反应前后气体分子总数相等的反应,在改变压强和体积时,平衡不移动。

它们在等温等体积体系中,平衡时物质的量可能不相等,浓度也可能不相等,但可以形成体积分数相等的相似体系。

三、等效平衡的应用——充气问题

1、在温度不变、固定体积的密闭空间中,充入一定量的N2和H2,达到平衡后,再充入与原来等量的的N2和H2,重新达到平衡后,N2的转化率升高还是降低?

分析如下:

难点七、等效平衡及应用

①和②是等效平衡,在①和②中N2的转化率相同。

②到③是增大压强,平衡正向移动。③中N2的转化率比②的高。

①到③就是再充入等量的反应物,与增大压强的效果相同。

所以结果是,N2的转化率提高。

结论是,充气问题等效于增大压强。

但注意的是,如果在体系中只充入N2或H2,则不是充气问题。必须是以原来的比例充入对应的物质。

2、在温度不变、固定体积的密闭空间中,加入一定量的C和水蒸汽,发生反应C+H2O(g)⇌ CO+H2,加入达到平衡后,再充入少量的水蒸汽,重新达到平衡,则水蒸汽的转化率会升高还是降低?

这也是等效平衡的应用问题。C固体,没有浓度。充入水蒸汽,就相当于等比例充入反应物气体,用增压来分析。分析结果为,水蒸汽的转化率降低。



【练习】

1、等温等体积体系中2NO+O2⇌ 2NO2,初始加入NO和O2的物质的量分别为3mol,1mol。下列等温等体积体系和它是等效平衡体系的是                   

①2mol NO2,②2mol NO2、1mol O2,③2mol NO2、1mol NO,④2mol NO、0.5mol O2、1mol NO2

2、等温等压体系中N2+3H2⇌ 2NH3,初始加入N2和H2的物质的量分别为1mol,4mol。下列等温等体积体系和它是等效平衡体系的是               

①2mol NH3,②2mol N2、8mol H2,③4mol NH3、2mol H2④0.4mol N2、1.9mol H2、0.6mol NH3。⑤Xmol N2、5xmolH2、2xmolNH3

3、恒温恒容体系中2SO3(g)⇌ 2SO2+O2,加入SO3达到平衡,SO3的转化率为a。再加入一定量的SO3,达到平衡,SO3的转化率为b。问ab谁大?

4、恒温恒容体系中2CO+O2⇌2CO2(g),加入一定比例的CO和O2达到平衡,再加入相同比例的CO和O2,重新达到平衡后,CO的转化率增大还是减小?



【练习答案】

1、③④。

2、②③④⑤。

3、a大。

4、增大。

(责任编辑:化学自习室)
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