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等效平衡专题小结


等效平衡专题小结

一、三类等效平衡的比较: 等效类型 条件 I 恒温、恒容 换算为方程式同一 起始投料特征 II 恒温、恒容 换算为方程式同一 III 恒温、恒压 换算为方程式同一

半边物质后,其“量” 边物质后,其“量”符 边物质后,其“量”符 相同 合同一比例 反应前、 后气体体积 相等 合同一比例 任何可逆反应

/>对反应的要求 百分数 W% (体积分数、 物质的量分数 或质量分数) 浓度 c 平 衡 特 点 转化率 物质的量 n 质量 m 分子数 N 热量值 等效情况 注意事项:

任何可逆反应

相同

相同

相同

相同 相同或不同 相同 相同 相同 不一定相同 完全等效 (相同等效)

成比例 相同或不同 成比例 成比例 成比例 不一定相同 不完全等效 (相似等效)

相同(气体) 相同或不同 成比例 成比例 成比例 不一定相同 不完全等效 (相似等效)

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,对应量与起始量不相等(它们的比不等于 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。 3、平衡等效,热量不一定相同

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;② 2molSO3;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。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。所以不同的投料方式,即使平衡等效, 放出的热量值也不同,因为放出的实际热量与物质的实际变化量多少有关,还与反应的途径有关,而 等效平衡只跟始态和终态有关。

二、充入气体化学平衡移动方向和转化率或百分数变化的问题

(一)充入气体化学平衡移动方向的问题 1、充入惰性气体情况 1.1 恒温恒容下,达到平衡后再充入惰性气体(或不参与反应的气体)时,反应体系内压强虽 然增大,但各反应气体的分压没有变,浓度没有改变,所以正反应速率没有改变,故平衡不移动。 1.2 恒温恒压下,达到平衡后再充入惰性气体(或不参与反应的气体)时,反应体系内压强瞬 间增大,为了维持体系总压是恒压,务必扩大容积,这样会导致参与反应的各气体的分压变小,浓度 改小,正反应速率均变小,如果反应是△n(g)=0 类型的反应,则正反应速率同倍减小,故平衡不移动; 如果反应是△n(g)≠0 类型的反应,则用减压时勒夏特列平衡移动原理来判断移动方向。 2、充入参与反应的气体(反应物气体和生成物气体)情况 (1)相同倍数增加(或减少)时 ① 恒温恒容下,达到平衡后再充入(或减少)所有气体时,反应体系内各种气体按相同倍数增 加(或减少)时,改变平衡的条件看做是压强,即可用改变压强条件来判断平衡移动的方向和新、旧 平衡时反应物转化率的相对大小。 ② 恒温恒压下,达到平衡后再充入(或减少)所有气体时,反应体系内各种气体按相同倍数增 加(或减少)时,平衡不移动,转化率不变,各百分含量不变。 (2)不是按相同倍数增加(减少)时 ① 无论是恒温恒容或恒温恒压下,平衡后再充入(或减少)所有气体时,反应体系各种气体不 是按相同倍数增加(减少)时,先把这样的投料虚拟成二步充入(或减少),第一步先按相同倍数增 加(或减少),此时按上述(1)的方法判断平衡移动方向和转化率大小,第二步是把剩余的量当成 增加(或减少)浓度来处理,从而判断平衡移动方向。但转化率大小要看反应类型(即△n(g)等于 0 或不等于 0)来决定。 ② 无论是恒温恒容或恒温恒压下,平衡后再充入(或减少)某种气体(不是全部气体)时,就 按增加(或减少)该物质的浓度来处理,从而判断平衡移动方向。但转化率大小要看反应类型(即△ n(g)等于 0 或不等于 0)来决定。 (二)充入气体后化学平衡转化率大小的问题 1、恒温恒容充入(或减少)反应气体,用虚拟途径法(即放大缩小法)来判断转化率或百分数 大小。 1.1、若反应物只有一种时,如:aA(g)==bB(g)+cC(g) 增加 A 的量则平衡右移,A 的转化率有如 下关系: ①若 a=b+c 转化率不变 ; ②若 a>b+c 转化率增大 ; ③若 a<b+c 转化率减小 1.2、若反应物不止一种时,如:aA(g)+ bB(g)== +cC(g) +dD(g) ① 增加 A 的量则平衡右移,A 的转化率减小而 B 的转化率增大。

② 若按原比例同倍数的赠交反应物的 A 和 B 的量,平衡右移,转化率与计量数有如下关系: 若:a+b=c+d 转化率不变 ; 若:a+b>c+d 转化率增大;若:a+b<c+d 转化率减小 2、恒温恒压充入(或减少)反应气体,用虚拟容器合并法(即虚拟容器隔板法)来判断转化率 或百分数大小。 1.1、若反应物只有一种时,如:aA(g)==bB(g)+cC(g) 增加 A 的量则平衡右移,A 的转化率有如 下关系:无论 a=b+c 或 a>b+c 或 a<b+c 转化率均不变 。 1.2、若反应物不止一种时,如:aA(g)+ bB(g)== cC(g) +dD(g) ① 增加 A 的量则平衡右移,A 的转化率减小而 B 的转化率增大。 ② 若按原比例同倍数的赠交反应物的 A 和 B 的量,平衡右移,转化率与计量数有如下关系: 若:a+b=c+d 或 a+b>c+d 或 a+b<c+d 转化率均不变 。


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