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时间:2019-07-14
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1、等效平衡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。中文名等效平衡含 义利用等效平衡进行的有关判断类 型一种思维分析方式和解题方法1概念编辑人教版教材对等效平衡概念是这样表述的:“实验证明,如果不是从CO和H2O(g)开始反应,而是各取0.01molCO2和0.01molH2,以相同的条件进行反应,生成CO和H2O
2、(g),当达到化学平衡状态时,反应混合物里CO、H2O(g)、CO2、H2各为0.005mol,其组成与前者完全相同。”[1] 这段文字说明了,化学平衡状态的达到与化学反应途径无关。即在相同的条件下,可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应开始,还是从既有反应物又有生成物开始,达到的化学平衡状态是相同的,平衡混合物中各组成物质的百分含量保持不变,也就是等效平衡。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
3、法。2原理编辑在相同条件下,同一可逆反应体系,不管从正反应开始,还是从逆反应开始都可以建立同一平衡状态,也就是等效平衡,还可以从中间状态(既有反应物也有生成物)开始,平衡时各物质的浓度对应相等。由于化学平衡状态与条件有关,而与建立平衡的途径无关因而,同一可逆反应,从不同状态开始,只要达到平衡时条件(温度,浓度,压强等)完全相同,则可形成等效平衡。3条件编辑建立相同平衡或相似平衡与外界条件有关,一是恒温恒容,二是恒温恒压。恒温、恒容(方程式前后气体系数之和不同时)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。即两平衡的关系是相等关系。两个平衡
4、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。(方程式前后气体系数之和相同时)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似关系。两平衡中各组分的物质的量分数、气体体积分数、质量分数、只要有一种物质百分含量相等;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。恒温、恒压只要使各物质初始浓度对应成比例即可建立相似平衡。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
5、相等;两平衡中正与正,逆与逆速率各自对应成比例;而两平衡中各物质平衡时的物质的量反应容器的体积等对应成比例。若实在无法理解则可以借助理想气体状态方程考虑PV=nRTP:压强V:体积n:物质的量R:普适常量(一般取8.314或8.31)T:热力学温度(K)4分类编辑等效平衡的外延是它的分类,即不同类型的等效平衡以及其前提条件,这在具体的解题过程中有更广泛的应用。等效平衡可分为三种类型:⑴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),改变起始加入物质的物质的量,等价转化后,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
6、原平衡相等,即对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同,则达平衡后与原平衡等效;⑵恒温恒容下,对于反应前后气体体积没有变化的反应来说(即△V=0的体系),改变起始加入物质的物质的量,等价转化,只要按化学计量数,换算成同一半边的物质的量之比与原平衡起始态相同,则达平衡后与原平衡等效;⑶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。两个平衡等效,物质的量对应可能相等,也可能成比例。类比初中的三角形全等与相似,如果两个平衡中各组分的物质的量对应相等,则称其为全等等效平衡
7、。如果两个平衡中各组分的物质的量对应成比例,则称其为相似等效平衡。在计算中,我们只要记清楚物质的量的关系就可以了,至于浓度和百分含量等关系,可通过物质的量来计算。按照由简单到复杂的教学思想把这三条规律进行分解,就很简单了,具体如下。在一定温度下,添加起始物的量用极限法都转换至反应物,起始物用量先相同后成比例(这就是由简单到复杂,为便于学生理解,取特殊值假设比例为1:2)。容器上,恒压容器只需要采用分割法,而恒容容器的处理要构造中间过程,要麻烦一点,所以容器先恒压容器,后恒容容器。方程分别选取H2+I2=2HI(I2为气态),和N2+3H2 =NH3,同
8、样,气体分子数相同的在前,不同的在后,这样就把前面那三段的复杂内容分解为1-8共八种情况。恒压
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