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1、化学等效平衡解题技巧一、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,在达到化学平衡状态时,任何相同组分的含量(体积分数、物质的量分数等)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡(包括“相同的平衡状态”)。概念的理解:(1)外界条件相同:通常可以是①恒温、恒容,②恒温、恒压。(2)“等效平衡”与“完全相同的平衡状态”不同:“完全相同的平衡状态”是指在达到平衡状态时,任何纽分的物质的量分数(或体积分数)对应相等,并且反应的速率等也相同,但各纽分的物质的暈、浓度可能不同。而“等效平衡”只要求平衡混合物屮各组分的
2、物质的虽分数(或体积分数)对应相同,反应的速率、压强等可以不同。(3)平衡状态只•始态有关,而与途径无关,(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反应容器经过扩大一缩小或缩小一扩大的过程,)只要起始浓度相当,就达到相同的平衡状态。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冇以下三种: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△PHO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:恒温恒容下对于反应前后气休体积没有变化的反应來说(即△$()的体系):等价
3、转化后,只要反应物(或牛成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。III类:恒温恒压下对于气体体系等效转化后,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。解题的关键,读题时注意勾画出这些条件,分清类别,用相应的方法求解。我们常采用“等价转换”的方法,分析和解决等效平衡问题三、例题解析I类:在恒温恒容下,对于化学反应前后气体体积发生变化的可逆反应,只改变起始加入物质的物质的量,如果通过可逆反应的化学计量数Z比换算成化学方程式的同一边物质的物质的量与原平衡和同,则两平衡等效。反应,箱0八0=例1:在一定温度卜一,把2
4、molS02和1molO2通入一定容积的密闭容器屮,发牛如F当此反应进行到一定程度时反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中维持温度不变,令a、b、c分别代表初始时加入的旳沪。沪旳•的物质的量(mol),如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡状态时,反应混合物屮三种气体的百分含疑仍跟上述平衡完全和同。请填空:(1)若3二0,b=0,则c二。(2)若沪0.5,贝ljb=,c=o(3)a.b、c的収值必须满足的一般条件是,o(请用两个方程式表示,其屮一个只含a和c,另一个只含b和c)解析:通过化学方程式:这是一个化学反
5、应前后气体分子数不等的可逆反应,在定温、定容下建立的同i化学平衡状态。起始吋,无论怎样改变OTSO.的物质的量,使化学反应从正反应开始,还是从逆反应开始,或者从正、逆反应同时开始,它们所建立起来的化学平衡状态的效果是完全相同的,即它们Z间存在等效平衡关系。我们常采用“等价转换”的方法,分析和解决等效平衡问题。(1)若a=0,b二0,这说明反应是从逆反应开始,通过化学方程式3SO厂O力=350事可以看出,反应从2molSO3开始,通过反应的化学计量数Z比换算成呦力和。力的物质的屋(即等价转换),恰好跟反应从2molSO?和1mol0?的混合物开始是等效
6、的,故c二2。(2)由于a二0.5<2,这表示反应从正、逆反应同时开始,通过化学方程式:空6口J以看出,要使0.5molSO2反应需要同时加入0.25molO2才能进彳亍,通过反应的化学计量数Z比换算成S0,的物质的量(即等价转换)与0.5molSO*是等效的,这吋若再加入1.5molSO3就与起始时加入2molSO3是等效的,通过等价转换可知也与起始时加入2molSO?和1molO2是等效的。故b二0.25,c二1.5。(3)题中要求2molSO2和1molO2要与amolSO2、bmolO2和cmolSO3建立等效平衡。rii化学方程式280事可
7、知,cmolSO3等价转换后与cmolSO2和amolSO2、bmol0?和cmol亍曲。*等效,即是说,(a+c)n»lSO3和卩十評"0102与a+c・Zb+—・1SO3等效,那么也就是与2molSO2和1molO2等效。故有2II类:在恒温恒容下,对于反应前后气体体积不变的可逆反应,只要反应物(或主成物)的物质的量之比与原平衡和同,则两平衡等效。例2:在一个固定容积的密闭容器中,保持一定的温度进行以下反应:H2(g)+Br(g)^=^2HBr(g)已知加入1mol也和2molB“时,达到平衡后生成amolHBr(见下表已知项),在相同条件下,且
8、保持平衡时各组分的体积分数不变,对下列编号①〜③的状态,填写下表中的空白。起林翻HIM"n(inoi)¥Mt