有关等效平衡问题的练习归纳

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标签: 化学平衡 化学平衡图像分析 转化率计算

类型:易错题辑

方法归纳

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、恒压下:

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、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。

  ②在恒温、恒容下:

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。两平衡中的正、逆反应速率、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;而两平衡中各组分平衡时的物质的量等对应成比例。

  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。 

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