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化學平衡解題方法和技巧

發布時間:2022-08-09 20:14:46

⑴ 化學反應速率和化學平衡的一些解題方法

你要了解本質是什麽!先明白這個!你就會了!
一、化學反應速率
1.化學反應速率(以v表示)的表示方法
常用單位時間(以△t表示)內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加(以△c表示)來表示。
單位:mol·L-1·min-1或mol ·L-1·S-1
說明:
①反應速率為正值,是反應某一段時間間隔內的平均反應速率。
②要防止錯誤地用單位時間內物質(反應物,生成物)的物質的量或質量的變化來計算化學反應速率。
③在一個化學反應中,各物質的起始濃度、反應一定時間後的濃度和濃度的變化三個量中,只有濃度的變化一定符合它們在化學方程式中的計量系數關系。
④同一個化學反應的速率,可選用其中任何一種物質來表示,其數值可能相同,也可能不相同,但都是該反應的速率,且各物質表示的速率比等於它們在化學方程式中的計量系數比。例如反應
aA + bB → gG + hH,
= a∶b∶g∶h或
因此,只要已知一種物質表示的反應速率,就可以求出其它物體表示的反應速率。
2.影響化學反應速率的因素
①在相同的條件下,不同化學反應的反應速率,取決於反應物的結構和性質。例如將表面積大小相同的鎂片和鐵片分別投入等體積等濃度的鹽酸里,可以觀察到鎂跟鹽酸反應的速率比鐵跟鹽酸反應的速率快,這是由於鎂的還原性比鐵的還原性強緣故。
②同一個化學反應在不同條件下,反應速率不同。影響反應速率的外界因素主要有以下幾點:
Ⅰ濃度:當其它條件不變時,增加反應物的濃度,可以增大反應的速率;減少反應物的濃度,可以減小反應的速率。
對於固體和純液體物質,它們的「濃度」可視為常數。因此上述「反應物」系指氣體物質或溶液。
Ⅱ壓強:當其它條件不變時,對有氣體參加的反應,增大壓強(氣體體積縮小,使反應物的濃度增大),可以增大反應的速率;減小壓強(氣體體積增大,使反應物的濃度減小),可以減小反應的速率。
對於無氣體(只有固體、液體或溶液)物質的化學反應,壓強與其反應速率無關。
Ⅲ 溫度:當其它條件不變時,升高溫度,可以增大反應的速率;降低溫度,可以減小反應的速率。溫度每升高10℃,反應速度可以增大到原來的2——4倍。
參考:為什麼改變反應物的濃度或改變反應物的溫度時,就會改變反應的速率呢?
化學反應的過程,是反應物分子中化學鍵斷裂,生成物分子中化學鍵的形成的過程。因此反應物的分子必須互相碰撞,才有可能使化學鍵斷裂而發生化學反應。在一定溫度下,反應物的分子具有一定的平均能量,有的分子的能量比平均能量高,有的比平均能量低,對某一反應而言,必須具有比平均能量高的分子發生碰撞時才能使化學鍵斷裂而發生化學反應,這種能發生化學反應的碰撞叫做有效碰撞,這種分子叫做活化分子。
在其它條件下不變時,對某一反應而言,反應物分子中活化分子的百分數是一定的。因此,活化分子的濃度與反應物的濃度成正比。
當反應物濃度增大時,活化分子的濃度也增大,即單位體積內活化分子為數增多,因此單位時間內的有效碰撞次數相應增多,反應速率增大。
在濃度一定時,升高溫度,反應物的分子的能量增加,必然有一部分原來能量較低的分子變成了活化分子,從而增加了反應物分子中活化分子的百分數,有效碰撞次數增多了,因而增大了反應的速率。
Ⅳ 催化劑:當其它條件不變時,使用催化劑能夠增大反應的速率。
為什麼使用催化劑能大大增大反應的速率呢?現以接觸法製造H2SO4中使用的接觸劑V2O5為例來初步說明。
在400℃——500℃時,SO2跟O2的反應速率極慢,原因是反應物的分子需要具有很高的能量才能成為活化分子,活化分子的百分數很小,有效碰撞次數很少。若在此溫度下加入適量的催化(例如V2O5),使SO2跟O2一步反應轉化為SO3變成了兩步反應:
這樣,反應物的分子的能量只需要不使用催化劑時的 左右就可以成為活化分子,從而大大提高了活化分子的百分數,大大地增多了有效碰撞次數,使反應速率大大加快

怎麼判斷化學反應平衡啊

你好,很高興為你解答:

1.同一物質的生成速率和分解速率相等

2.反應體系中各物質的物質的量或者濃度,百分含量,體積分數,質量分數,物質的量分數不再改變

3.同一物種化學鍵的斷裂和形成數目相等

4.有氣體參加反應,當反應前後氣體總體積不等的時候 ,氣體的平均相對分子質量,密度,壓強不變

5.若反應為絕熱體系,反應體系溫度一定

6.轉化率相同

7.若反應有顏色的改變,則顏色不變時平衡。

⑶ 等效平衡的做題技巧

淺析「等效平衡」
「等效平衡」是化學平衡內容的重要知識點之一,但對這一知識點的學習、理解和應用,學生往往感到困難重重,難以把握其實質,更談不上靈活運用了。現將有關內容整理成文,以求對「等效平衡」的理解與應用有所突破。
一、「等效平衡」的概念
1、 內容:
同一可逆反應在相同條件下,不論從正反應方向,還是從逆反應方向,或者中間狀態投料起始,平衡後,只要反應混合物各組分的物質的量(或氣體體積)分數對應等,這樣的平衡互稱「等效平衡」。
2、 解析:
(1)「等效平衡」不同於「完全相同的平衡狀態」,它包括
「完全相同的平衡狀態」。「完全相同的平衡狀態」是指:平衡時,反應混合物各組分的物質的量(或氣體體積)分數要對應相等,且兩平衡的反應速率也相同。「等效平衡」則只要求反應混合物各組分的物質的量(或氣體體積)分數對應相同。如:mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
,當m+n=p+q時,即反應前後氣體總體積不變的可逆反應,達平衡後,改變壓強,平衡不移動,反應混合物的物質的量(或氣體體積)分數對應相同,所以二者為「等效平衡」。但此平衡與原平衡速率不等,故不是「完全相同的平衡狀態」。
(2)對於「同一可逆反應在相同條件下,不論從正反應方向,還是從逆反應方向,或者中間狀態投料起始,在一定條件下平衡後,可為「等效平衡」,教材中指出:對於可逆反應:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
實驗證明在1L的密閉容器中,有催化劑存在的條件下加熱到800℃,無論是充入0.01molCO和0.01molH2O,還是充入0.01molCO2和0.01molH2,反應都達到相同的平衡狀態。對於這一事實,我們也可從理論上推出,上述相同條件下的兩種情況可表示如下:
投料方式I: CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
起始投料(mol): 0.01 0.01 0 0
平衡I(mol): 0.005 0.005 0.005 0.005
投料方式II: CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
起始投料(mol): 0 0 0.01 0.01
某時刻(mol): 0.005 0.005 0.005 0.005
分析:相同條件下的投料方式II,反應向逆反應方向進行,假定某時刻容器內反應進行到CO2和H2都剩餘0.005mol,則此時的逆反應速率與平衡I的逆反應速率相等。此時生成的CO和
H2O(g)也都是0.005mol,與平衡I中CO和H2O(g)濃度相同,故正反應速率與平衡I的正反應速率也相同。平衡I中V正=V逆,則投料方式II也是V正=V逆,即達到平衡狀態,各組分的物質的量分數對應相等。所以上述兩種投料方式的平衡狀態是相同的。同理,可以分析從中間狀態起始投料的情況。
二、「等效平衡」的規律
影響化學平衡的外界條件有溫度、濃度、壓強等,外界條件相同時,平衡狀態就相同,即為等效平衡狀態。而壓強對化學平衡的影響是通過改變濃度實現的,所以當溫度不變、反應物起始濃度相同時,即為相同的外界條件,平衡後的狀態就是等效平衡狀態。
1、恆溫恆容,極值等量
在恆溫恆容時,只要反應物各組分的起始投料量的物質的量相同,其濃度就相同,則外界條件相同,平衡時為等效平衡狀態。不同的投料方式按完全反應(事實上不可能完全反應)計算,得出的投料量若與原投料相同,即極值等量,亦達到等效平衡。
[例1]在一固定容積的密閉容器中,加入2molX和1molY,發生如下反應:2X(g)+Y(g)
3Z(g)+R(g),當反應達到平衡後,Z的濃度為ωmol/L。若維持容器的體積和溫度不變,按下列四種配比起始進行反應,達到平衡後,Z濃度仍為ωmol/L的是:
A、4molX+2molY B、2molX+1molY+3molZ+1molR
C、3molZ+1molY+1molR D、3molZ+1molR
分析:要保證Z的濃度不變,只要兩平衡狀態等效即可。根據題設條件(恆溫恆容,原投料為X、Y),將選項中的Z、R按完全反應轉化為X、Y,則選項為:
A、4molX+2molY B、4molX+2molY
C、2molX+2molY D、2molX+1molY
只有D選項的投料量與原投料相同,即極值等量,兩平衡為等效平衡。故該題的答案為:D
我們再來分析一下A、C的情況,二者都先拿出與原投料相同的X(2mol)、Y(1mol),則A、C中都相當於又加入了反應物,增大了反應的濃度,平衡正向移動,故與原平衡不是等效平衡。
2、恆溫恆壓,極值等比
恆溫恆壓時,要保持濃度不變,只要將不同的投料方式按完全反應(事實上不可能完全反應)計算,得出的投料量若與原投料量等比即為等效平衡。因為投料量按比例變化時,要保持壓強不變,體積也應按相同比例變化,故濃度不變,為等效平衡。
[例2]若例1中的容器改為恆壓容器,其他條件不變,則符合條件的選項有哪些
分析:按照恆溫恆壓,極值等比和例1的極值轉化,則該題的答案就是與原投料量等比的選項:A、B、D。
3、溫度改變,不能相同
不存在既不吸熱,又不放熱的化學反應。因此,只要溫度發生變化,平衡就會移動,就不會有等效平衡狀態。
[例3]在一個容器固定的反應器中,有一可左右滑動的密封隔板,兩側分別進行如圖所示的可逆反應。各物質的起始加入量如下:A、B、C均為0.4mol,D為6.5mol,F為2.0mol,設E為Xmol。
A(g)+B(g) 2C(g)
D(g)+2E(g) 2F(g)
可移動隔板

當X一定范圍內變化時,均可以通過調節反應器的溫度,使兩側反應都達到平衡,並且隔板恰好處於反應器的正中位置。若X分別為4.5和5.0,則在這兩種情況下,反應達平衡時,A的物質的量是否相等,並說明理由。
分析:只有在這兩種情況下達到的平衡是等效平衡,A的物質的量才能相等。現在這兩種情況是在不同溫度下達到化學平衡的,因此二者不可能等效平衡,故A的物質的量不相等。
4、特例:對於反應前後總體積不變的可逆反應,無論恆溫恆容,還是恆溫恆壓條件下,只要極值等比就可達到等效平衡狀態。
這里我們分析一下恆溫恆容的情況,例如,在 H2(g)+I2(g) 2HI(g)
中,恆溫恆容時,①充入2molH2和2molI2②充入4molH2和4molI2,討論兩種情況是否等效。可首先將②看成恆壓容器,則兩情況平衡時是等效平衡,然後將②壓縮到原容器體積,平衡不移動,由此可理解兩種情況下的平衡是等效平衡。
三、「等效平衡」的應用
[例4]完全相同的兩個容器M和N,M中裝有O2和SO2各1g,N中裝有O2和SO2和2g。在相同溫度下達到平衡時,SO2的轉化率M中為a%,N中為b%,a%和b%的關系:
①兩容器均為等壓時( )
②兩容器均為定容時( )
A:a%>b% B:a%=b%
C:a%<b% D:無法判斷
分析:①依據「恆溫恆壓、極值等比」,很容易選出B。
②先把N容器看成恆壓容器,則M和N中平衡時為等效平衡狀態,轉化率相等。再將N壓縮為原體積,平衡向正反應方向移動,故SO2轉化率增大,答案為C。
[練習]:
1、完全相同的兩個固定容積的容器A和B,在相同條件下,A中充入2molN2和3molH2,平衡時NH3的物質的量為1.6mol,B中充入4molN2和6molH2,平衡時,NH3的物質的量范圍是______________
[答案] 3.2mol<n(NH3)<4mol
2、①在平衡體系中,再充入N2O4,並保持容器體積不變。反應達到平衡時,NO2和N2O4物質的量的比值應:
A:不變 B:增大 C:減少 D:可能增大也可能減少
②若上題改為充NO2呢?
[答案]都選C
正確、深入地理解等效平衡,有助於我們對化學平衡的認識,更有效地解決有關化學平衡問題。

⑷ 怎樣理解化學的等效平衡

二、等效平衡的分類

在等效平衡中比較常見並且重要的類型主要有以下三種:

I類:恆溫恆容下對於反應前後氣體體積發生變化的反應來說(即△V≠0的體系):等價轉化後,對應各物質起始投料的物質的量與原平衡起始態相同。

II類:恆溫恆容下對於反應前後氣體體積沒有變化的反應來說(即△V=0的體系):等價轉化後,只要反應物(或生成物)的物質的量的比例與原平衡起始態相同,兩平衡等效。

III類:恆溫恆壓下對於氣體體系等效轉化後,只要反應物(或生成物)的物質的量的比例與原平衡起始態相同,兩平衡等效。

解題的關鍵,讀題時注意勾畫出這些條件,分清類別,用相應的方法求解。我們常採用「等價轉換」的方法,分析和解決等效平衡問題

三、例題解析

I類: 在恆溫恆容下,對於化學反應前後氣體體積發生變化的可逆反應,只改變起始加入物質的物質的量,如果通過可逆反應的化學計量數之比換算成化學方程式的同一邊物質的物質的量與原平衡相同,則兩平衡等效。

例1:在一定溫度下,把2 mol SO2和1 mol O2通入一定容積的密閉容器中,發生如下反應,,當此反應進行到一定程度時反應混合物就處於化學平衡狀態。現在該容器中維持溫度不變,令a、b、c分別代表初始時加入的的物質的量(mol),如果a、b、c取不同的數值,它們必須滿足一定的相互關系,才能保證達到平衡狀態時,反應混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡完全相同。請填空:

(1)若a=0,b=0,則c=___________。

(2)若a=0.5,則b=___________,c=___________。

解析:通過化學方程式:可以看出,這是一個化學反應前後氣體分子數不等的可逆反應,在定溫、定容下建立的同一化學平衡狀態。起始時,無論怎樣改變的物質的量,使化學反應從正反應開始,還是從逆反應開始,或者從正、逆反應同時開始,它們所建立起來的化學平衡狀態的效果是完全相同的,即它們之間存在等效平衡關系。我們常採用「等價轉換」的方法,分析和解決等效平衡問題。

(1)若a=0,b=0,這說明反應是從逆反應開始,通過化學方程式可以看出,反應從2 mol SO3開始,通過反應的化學計量數之比換算成和的物質的量(即等價轉換),恰好跟反應從2 mol SO2和1 mol O2的混合物開始是等效的,故c=2。

(2)由於a=0.5<2,這表示反應從正、逆反應同時開始,通過化學方程式可以看出,要使0.5 mol SO2反應需要同時加入0.25 mol O2才能進行,通過反應的化學計量數之比換算成SO3的物質的量(即等價轉換)與0.5 mol SO3是等效的,這時若再加入1.5 mol SO3就與起始時加入2 mol SO3是等效的,通過等價轉換可知也與起始時加入2 mol SO2和1 mol O2是等效的。故b=0.25,c=1.5。

⑸ 化學等效平衡的題怎麼做

等效平衡
等效平衡問題是指利用等效平衡(相同平衡或相似平衡)來進行的有關判斷和計算問題,即利用與某一平衡狀態等效的過渡平衡狀態(相同平衡)進行有關問題的分析、判斷,或利用相似平衡的相似原理進行有關量的計算。所以等效平衡也是一種思維分析方式和解題方法。這種方法往往用在相似平衡的計算中。
由上敘述可知,相同平衡、相似平衡和等效平衡是不同的,相同平衡是指有關同一平衡狀態的一類計算,相似平衡是指幾個不同但有著比值關系的平衡的一類計算,而等效平衡則是利用平衡等效來解題的一種思維方式和解題方法。
建立相同平衡或相似平衡與外界條件有關,一是恆溫恆容,一是恆溫恆壓。
①在恆溫、恆壓下,只要能使各物質的初始物質的量分別相等,就可以建立相同平衡。兩個平衡的所有對應平衡量(包括正逆反應速率、各組分的物質的量分數、物質的量濃度、氣體體積分數、質量分數等)完全相等。只要能使各物質初始物質的量之比相等就可以建立相似平衡。即兩平衡的關系是相似關系。兩平衡中各組分的物質的量分數、氣體體積分數、質量分數、各反應物的轉化率等對應相等;而兩平衡中的正逆反應速率、各組分平衡時的物質的量及物質的量濃度等對應成比例。
②在恆溫、恆容下,只要使各物質初始濃度相等即可建立相似平衡。即兩平衡的關系是相似關系。兩平衡中的正、逆反應速率、各組分平衡時的物質的量濃度、物質的量分數、氣體體積分數、質量分數、各反應物的轉化率等對應相等;而兩平衡中各組分平衡時的物質的量等對應成比例。
注意事項:
1、平衡等效,轉化率不一定相同
①若是從不同方向建立的等效平衡,物質的轉化率一定不同。如在某溫度下的密閉定容容器中發生反應2M(g)+ N(g)=2E(g),若起始時充入2molE,達到平衡時氣體的壓強比起始時增大了20%,則E的轉化率是40%;若開始時充入2molM和1molN,達到平衡後,M的轉化率是60%。
②若是從一個方向建立的等效平衡,物質的轉化率相同。如恆溫恆壓容器中發生反應2E(g) =2M(g)+ N(g),若起始時充入2molE,達到平衡時M的物質的量為0.8mol,則E的轉化率是40%;若開始時充入4molE,達到平衡後M的物質的量為1.6mol,則E的轉化率仍為40%。
2、平衡等效,各組分的物質的量不一定相同
①原料一邊倒後,對應量與起始量相等的等效平衡,平衡時各組分的物質的量相等。
②原料一邊倒後,對應量與起始量比相等(不等於1)的等效平衡,平衡時各組分的物質的量不相等,但各組分的物質的量分數相等。
等效平衡問題由於其涵蓋的知識豐富,考察方式靈活,對思維能力的要求高,一直是同學們在學習和復習「化學平衡」這一部分內容時最大的難點。近年來,沉寂了多年的等效平衡問題在高考中再度升溫,成為考察學生綜合思維能力的重點內容,這一特點在2003年和2005年各地的高考題中體現得尤為明顯。很多同學們在接觸到這一問題時,往往有一種恐懼感,信心不足,未戰先退。實際上,只要將等效平衡概念理解清楚,加以深入的研究,完全可以找到屢試不爽的解題方法。
等效平衡問題的解答,關鍵在於判斷題設條件是否是等效平衡狀態,以及是哪種等效平衡狀態。要對以上問題進行准確的判斷,就需要牢牢把握概念的實質,認真辨析。明確了各種條件下達到等效平衡的條件,利用極限法進行轉換,等效平衡問題就能迎刃而解了。
一. 概念辨析
概念是解題的基石。只有深入理解概念的內涵和外延,才能在解題中觸類旁通,游刃有餘。人教版教材對等效平衡概念是這樣表述的:「實驗證明,如果不是從CO和H2O(g)開始反應,而是各取0.01molCO2和0.01molH2,以相同的條件進行反應,生成CO和H2O(g),當達到化學平衡狀態時,反應混合物里CO、H2O(g)、CO2、H2各為0.005mol,其組成與前者完全相同(人教版教材第二冊(必修加選修)第38頁第四段)。」這段文字說明了,化學平衡狀態的達到與化學反應途徑無關。即在相同的條件下,可逆反應無論從正反應開始還是從逆反應開始,還是從既有反應物又有生成物開始,達到的化學平衡狀態是相同的,平衡混合物中各組成物質的百分含量保持不變,也就是等效平衡。
等效平衡的內涵是,在一定條件下(等溫等容或等溫等壓),只是起始加入情況不同的同一可逆反應達到平衡後,任何相同組分的質量分數(或體積分數)都相同,這樣的平衡互為等效平衡。
等效平衡的外延是它的分類,即不同類型的等效平衡以及其前提條件,這在具體的解題過程中有更廣泛的應用。等效平衡可分為三種類型:
(1)等溫等容下,建立等效平衡的條件是:反應物的投料相當。例如,在恆溫恆容的兩個相同容器中,分別投入1mol N2、3mol H2 與2mol NH3,平衡時兩容器中NH3的質量分數相等。
(2)等溫等壓下,建立等效平衡的條件是:反應物的投料比相等。例如,在恆溫恆壓條件下的兩個容器中,分別投入2.5mol N2、5mol H2 與5mol N2、10mol H2,平衡時兩容器中NH3的質量分數相等。
(3)對於反應前後氣體體積數不變的可逆反應,無論是等溫等容還是等溫等壓,只要按相同比例加入反應物和生成物,達平衡後與原平衡等效。
二. 方法指導
解等效平衡的題,有一種基本的解題方法——極限轉換法。由於等效平衡的建立與途徑無關,不論反應時如何投料,都可以考慮成只加入反應物的「等效」情況。所以在解題時,可以將所加的物質「一邊倒」為起始物質時,只要滿足其濃度與開始時起始物質時的濃度相同或成比例,即為等效平衡。但是,要區分「濃度相同」或「濃度成比例」的情況,必須事先判斷等效平衡的類型。有了等效平衡類型和條件的判斷,就可以採用這種「一邊倒」的極限轉換法列關系式了。下面我們看一看這種極限轉換法在解題中的運用。
是指在一定條件下的可逆反應里,起始量不同,但達到平衡時任一相同組分的質量分數(或體積分數)均相等,這樣分別建立起來的平衡互稱為等效平衡.
不同條件下的等效平衡
1. 對於一般可逆反應,在恆溫、恆容條件下建立平衡,改變起始時加入物質的物質的量,如果能夠按化學計量數換算成同一半邊的物質的物質的量與原平衡相同,則兩平衡等效。
如:按下列三條途徑,在恆溫、恆容下建立的平衡等效
Ⅰ 3mol 1mol 0
Ⅱ 0 0 2mol
Ⅲ a b c
Ⅲ中,應滿足:b+c/2=1,a+3c/2=3。
例1. 有一可逆反應:2A(g)+3B(g)=x C(g)+4D(g),若按下列兩種配比,在同溫、同體積的密閉容器中進行反應。
(1)0.8mol A,1.2mol B,1.2mol C,2.4mol D
(2)1.4mol A,2.1mol B,0.6mol C,1.2mol D
達到平衡後,C的質量分數相同,則x的值為( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
解析:因為在等溫、等容下平衡時,C的質量分數相同,則屬於同一平衡狀態,變化的A、B、C、D的物質的量之比為:0.6∶0.9∶0.6∶1.2=2∶3∶2∶4。故選B項。
2. 在恆溫、恆壓下,改變起始時加入物質的物質的量,只要按化學方程式系數比換算成同一半邊物質的物質的量之比與原平衡相同,兩平衡等效。
如:按下列三條途徑建立的平衡為等效平衡
Ⅰ 3mol 1mol 0
Ⅱ 0 0 2mol
Ⅲ 3n n x(x≥0)
小結:若恆溫、恆容,則3n+3x/2=3, n+x/2=1;若恆溫、恆壓,則(3n+3x/2):(n+x/2)=3:1 即可。
例2. 在恆溫、恆壓下,有下列氣體反應分別從兩條途徑進行
2A(g)+2B(g)=C(g)+3D(g)
Ⅰ 2mol 2mol 0 0
Ⅱ 0 0 2mol 6mol
下列敘述正確的是( )
A. Ⅰ、Ⅱ兩條途徑最終達到平衡時,體系內混合氣體的百分組成相同。
B. Ⅰ、Ⅱ兩條途徑最終達到平衡時,體系內混合氣體的百分組成不同。
C. 達到平衡時,Ⅰ途徑所用的時間與Ⅱ途徑所用的時間相同
D. 達到平衡時,Ⅰ途徑混合氣體密度等於Ⅱ途徑混合氣體的密度
解析:因反應前後氣體體積不變,壓強對該平衡無影響,途徑Ⅰ、Ⅱ為等效平衡,故選A、D項。
3. 在恆溫、恆容下,對於反應前後氣體分子數不變的可逆反應,只要反應物(或生成物)的物質的量比例與原平衡的相同,兩平衡就是等效平衡。(相當於恆溫、恆壓下的等效平衡,原因是平衡不受壓強影響)。
例3. 在兩個密閉容器內,保持溫度為423K,同時向A、B兩容器中分別加入a mol、b mol HI,待反應2HI(g)H2(g)+I2(g)達到平衡後,下列說法正確的是( )
A. 從反應開始到達到平衡所需時間tA>tB
B. 平衡時I2濃度c(I2)A=c(I2)B
C. 平衡時I2蒸氣在混合氣體中體積分數A%>B%
D. HI的平衡分解率相等
解析:等溫下,該反應前後系數不變,平衡不受壓強影響,A、B兩容器中的平衡可視為等效平衡,故應選D項。
例4. 某恆溫、恆容的密閉容器充入3mol A和2mol B,反應3A(g)+2B(g)x C(g)+y D(g)達到平衡時C的體積分數為m%。若將0.6mol A,0.4mol B,4mol C,0.8mol D作為起始物充入,同溫同容下達到平衡時C的體積分數仍為m%,則x=_______,y=_______。
解析:同溫同容下達到平衡時C的體積分數仍為m%,則兩平衡為等效平衡,因而有
3A(g)+2B(g)x C(g)+y D(g)
Ⅰ 3mol 2mol 0 0
Ⅱ 0.6mol 0.4mol 4mol 0.8mol
所以有:0.6+(3×4)/x=3,0.6+(3×0.8)/y=3。
解得:x=5,y=1。
解析2:
恆溫恆容 一邊倒 完全相同
1:3 2 0 0
2:0.6 0.4 4 0.8
4/x*3+0.6=3 0.8/y*2+0.4=2 解出 X=5 Y=1

⑹ 化學平衡中常用的幾種解題方法

化學平衡中常用的幾種解題方法
一.等價轉化(等效平衡)法 (一)等效平衡的概念和含義
體積為1L的兩個密閉容器中均發生反應:CO(g)+ H2O(g)≒CO2(g)+ H2(g),在一個容器中充入0.01molCO(g)和0.01molH2O(g),在另一個容器中充入0.01molCO2(g)和0.01molH2(g), 在溫度為800℃,均達到化學平衡。
恆溫恆容 CO(g) + H2O(g) ≒ CO2(g) + H2(g) 途徑1:起始 0.01mol 0.01mol 0 0
平衡 0.004mol 0.004mol 0.006mol 0.006mol
途徑2:起始 0 0 0.01mol 0.01mol
平衡 0.004mol 0.004mol 0.006mol 0.006mol
恆溫恆壓可逆反應N2(g)+3H2(g)≒2NH3(g)
第一種投料開始 1mol 3mol 0 平衡態Ⅰ 第二種投料開始 1.5mol 4.5mol 1mol 平衡態Ⅱ
在每個平衡狀態中,NH3在平衡混合物中都有個百分含量,這兩個百分含量在平衡Ⅰ和平衡Ⅱ中相等。
在相同條件下,同一可逆反應,不管從正反應開始,還是從逆反應開始或從正反應和逆反應同時開始達到平衡時,同種物質的百分含量....(體積分數、質量分數或物質的量分數)相同的化學平衡互稱等效平衡,
(二)建立等效平衡應滿足的條件以及等效平衡的特徵
可逆反應mA(g)+nB(g)≒ pC(g)
第一種投料開始 a b 0 平衡態Ⅰ 第二種投料開始 x y z 平衡態Ⅱ
x+mz/p y+nz/p 0
採用極限轉化法,將兩種不同起始投料,根據化學計量,轉換成方程式同一邊物質的用量. 第一種類型,恆溫恆容條件,對於不等體積(反應前後氣體化學計量數和不等)的可逆反應。 (1)建立等效平衡,兩種起始投料應滿足的條件:
若同種物質的用量相等即x+mz/p=a 同時,y+nz/p=b,可逆反應達到的兩個平衡屬於等量平衡。
(2)其特點是:
在這兩個平衡中,同種物質的物質的量、濃度、百分含量對應相等(反應起始的溫度等的,容積是等的,同種物質的濃度是等的)。
第二種類型,恆溫恆容條件時,對於等體積(反應前後氣體化學計量數和相等)的可逆反應。 (1)建立等效平衡,兩種起始投料應滿足的條件:
若對應物質用量的比值相等即(x+mz/p):(y+nz/p)=a:b,可逆反應達到的兩個平衡屬於比例平衡(相當於恆溫恆壓下的等效平衡,其原因是平衡不受壓強影響). (2)其特點是:
在兩個平衡中,同種物質的百分含量相等,同種物質的物質的量和濃度成比例存在倍數關系或相等(反應起始的溫度等的,壓強是等的,對應物質的濃度是存在倍數關系)。
例1.在一固定體積的密閉容器中,充入2molA和1molB,發生反應2A(g)+B(g)≒xC(g),達平衡後,C的體積分數為W%,若維持容器容積和溫度不變,按0.6molA、0.3molB和1.4molC為起始配比投入,達平衡後,C的體積分數也為W%,則x的值為 ( ) A.1 B.2 C.3 D.4 【解析】看題意多數學生認為這是「恆溫恆容」條件下的等效平衡問題,常用極端假設法,即完全推算到A、B這兩種反應物一端,即有0.6+1.4×2/x=2,或0.3+1.4×1/x=1,得x=2,應選B。然而還應考慮到等效平衡的另一種情況,即定溫、定容條件下對於反應前後氣體
化學計量數不變的可逆反應,只要反應物(或生成物)的物質的量之比與原起始量之比對應相同,則兩平衡等效,即為當x=3時的情況,因此本題正確答案應為B、C。

例2.在恆溫恆容的條件下,有反應2A(g)+2B(g)≒C(g)+3D(g),現從兩條途徑分別建立平衡。途徑I:A、B的起始濃度均為2mol·L-1;途徑II:C、D的起始濃度分別為2mol/L和6mol/L,則以下下敘述正確的是( )
A.兩途徑最終達到平衡時,體系內混合氣的百分組成相同 B.兩途徑最終達到平衡時,體系內混合氣的百分組成不同
C.達平衡時,途徑I的反應速率v(A)等於途徑II的反應速率v(A)
D.達平衡時,途徑I所得混合氣的密度為途徑II所得混合氣密度的1/2. 【解析】在恆溫恆容下,對於反應前後氣體分子數不變的可逆反應,只要反應物(或生成物)的物質的量比例與原平衡的相同,途徑Ⅰ、Ⅱ所建立的兩平衡就是等效平衡(相當於恆溫恆壓下的等效平衡,其原因是反應前後氣體體積不變,壓強對該平衡無影響)。
第三種類型,恆溫恆壓時,任意(不論反應前後氣體化學計量數是否相等)的可逆反應。 (1)建立等效平衡,兩種起始投料應滿足的條件:
若對應物質用量的比值相等,即(x+mz/p):(y+nz/p)=a:b,可逆反應達到的兩個平衡時屬於比例平衡, (2)其特點是:
在兩個平衡中,同種物質的含量、物質的量濃度相等。同種物質的物質的量存在倍數關系。 例3.(03年全國)某溫度下,在容器可變的容器中,反應2A(g)+B(g)≒2C(g)達到平衡時,A、B和C的物質的量分別為4mol、2mol和4mol。保持溫度和壓強不變,對平衡混合物中三者的物質的量作如下調整,可使平衡右移的是( )
A.均減半 B.均加倍 C.均增加1mol D.均減小1mol 【解析】本題考查了上述規律中「定溫定壓」條件下的等效平衡問題,選項A、B中均減半、均加倍時,各物質的物質的量的比值不變,三者比例為2:1:2,與題中比例一致,故為等效平衡,平衡不移動。選項C均增加1mol時,可把B物質分成兩次增加,即先增加0.5mol,第一次加入1molA、0.5molB、1molC,則A、B、C按物質的量5: 2.5:5=4:2:4,故與已知條件等效,此時平衡不移動,再在此基礎上再增加0.5molB,提高反應物B的濃度,則平衡右移。選項D中均減少1mol時,可把B物質分成兩次減少,即先減少0.5mol,將A減小1mol,B減小0.5mol,C減小1mol,則A、B、C按物質的量3: 1.5:3=4:2:4,故與已知條件等效,此時平衡不移動,再在此基礎上再減少0.5molB,降低反應物B的濃度,平衡向左移動,故本題應選C。 【歸納總結】
1.判斷兩種起始投料所建立的平衡是否為等效平衡的方法
一是看外界條件是恆溫恆容,還是恆溫恆壓;二是看反應前後氣體分子化學計量數是否相等;三是使用極限轉化的方法將兩種不同起始投料按化學計量數轉換為方程式同一半邊的物質的用量,再觀察相關物質的用量是否相等或成比例。 2.平衡等效,轉化率不一定相同.
①若是從不同方向建立的等效平衡,物質的轉化率一定不同,如在某溫度下的密閉定容容器中發生反應2M(g)+N(g)=2E(g),若起始時充入2molE,達到平衡時氣體的壓強比起始時增大了20%,則E的轉化率是40%;若開始時充入2molM和1molN,達到平衡後,M的轉化率是60%。
②若是從一個方向建立的等效平衡,物質的轉化率相同,如恆溫恆壓容器中發生反應2E(g)=2M(g)+N(g),若起始時充入2molE,達到平衡時M的物質的量為0.8mol,則E的轉化率是40%;若開始時充入4molE,達到平衡後M的物質的量為1.6mol,則E的轉化率仍為40%。 (三).等效平衡的應用(運用等效平衡解決非等效平衡的問題)
可以先虛構一個等效平衡,在等效平衡的基礎上再回到題設條件,問題就迎刃而解了。

⑺ 化學平衡問題!急!!

對於樓上的說法,我不贊同,因為題干中已經明顯提到均為氣態(比如說難道水就一定是液態?顯然要看題干),加入明顯影響平衡。
這種反應物一種,生成物多種(或反應物多種,生成物一種),加入反應物(或生成物)時,可以先等效擴大容器保持壓強不變,這時平衡是不移動的,然後再縮小體積為原來一樣,那麼壓強變大,平衡自然要向體積減小方向移動,那麼轉化率就減小了。正如答案一樣。
這類問題就用以等效平衡即以上方法解決即可。
另外還有一類比較麻煩的問題。就是二氧化氮的二聚為四氧化二氮。
當加入四氧化二氮的瞬間,因為濃度的突然增加,平衡會逆方向移動,但根據等效平衡,最終結果是向正反應方向移動,五氯化磷也可以這么認為。
等效平衡是個好方法,要會靈活運用。
當然,能定量計算出平衡常數時,根據濃度商也可以很好的解決這個問題。
題外話:外加的因素大於平衡因素。
高中階段記住這個就行了,比如二氧化氮的二聚為四氧化二氮,擴大體積,雖然平衡向二氧化氮方向移動,但是看上去顏色是變淺的。
合成氨當中,加入氮氣,平衡正向移動,H2轉化率邊大,但N2轉化率減小,因為加進去影響大(實際生產中加過量N2是為了增大H2轉化率,因為相對來說H2比較貴)
希望能幫到你!

⑻ 化學平衡

咱的課件,全給你。

在一定條件下的可逆反應里,當正反應速率與逆反應速率相等時,反應物和生成物的物質的量濃度不再發生改變的狀態,叫化學平衡狀態。其特點有:
(1)「逆」:化學平衡研究的對象是可逆反應。
(2)「等」:化學平衡的實質是正、逆反應速率相等,即:v(正) = v(逆)。
(3)「動」:v(正) = v(逆) ≠0
(4)「定」:平衡體系中,各組分的濃度、質量分數及體積分數保持一定(但不一定相等),不隨時間的變化而變化。
(5)「變」:化學平衡是在一定條件下的平衡,若外界條件改變,化學平衡可能會分數移動。
(6)「同」:在外界條件不變的前提下,可逆反應不論採取何種途徑,即不論由正反應開始還是由逆反應開始,最後所處的平衡狀態是相同的,即同一平衡狀態。
可逆反應達到平衡狀態的標志及判斷方法如下:
以mA(g) + nB(g) pC(g)+ qD(g)為例:

一、直接標志:
①速率關系:正反應速率與逆反應速率相等,即:A消耗速率與A的生成速率相等,A消耗速率與C的消耗速率之比等於m : p;
②反應體系中各物質的百分含量保持不變。

二、間接標志:
①混合氣體的總壓強、總體積、總物質的量不隨時間的改變而改變(m + n ≠ p + q);
②各物質的濃度、物質的量不隨時間的改變而改變;
③各氣體的體積、各氣體的分壓不隨時間的改變而改變。
對於密閉容器中的可逆反應:mA(g) + nB(g) pC(g)+ qD(g)是否達到平衡還可以歸納如下表:

化學反應

mA(g) + nB(g) pC(g)+ qD(g)

是否平衡

混合物體系中各成分的含量

①各物質的物質的量或物質的質量分數一定

平衡

②各物質的質量或質量分數一定

平衡

③各氣體的體積或體積分數一定

平衡

④總體積、總壓強、總物質的量一定

不一定平衡

正、逆反應速率之間的關系

①在單位時間內消耗了m mol A,同時也生成了m mol A,
即v(正) = v(逆)

平衡

②在單位時間內消耗了n mol B,同時也消耗了p mol C,
即v(正) = v(逆)

平衡

③v(A) : v(B) : v(C) : v(D) = m : n : p : q ,
v(正) 不一定等於v(逆)

不一定平衡

④在單位時間內生成了n mol B,同時也消耗了q mol D,
即敘述的都是v(逆)

不一定平衡

壓強

①其它條件一定、總壓強一定,且m + n ≠ p + q

平衡

②其它條件一定、總壓強一定,且m + n = p + q

不一定平衡

混合氣體的平均相對分子質量

①平均相對分子質量一定,且m + n ≠ p + q

平衡

②平均相對分子質量一定,且m + n = p + q

不一定平衡

溫度

任何化學反應都伴隨著能量變化,當體系溫度一定時

平衡

氣體的密度

密度一定

不一定平衡

顏色

反應體系內有色物質的顏色穩定不變

平衡

三、例題分析:
【例題1】可逆反應:2NO2(g) 2NO(g) + O2(g),在體積固定的密閉容器中,達到平衡狀態的標志是
① 單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO2
② 單位時間內生成n mol O2的同時生成2n mol NO
③ 用NO2、NO、O2表示的反應速率的比為2 : 2 : 1的狀態
④ 混合氣體的顏色不再改變的狀態
⑤ 混合氣體的密度不再改變的狀態
⑥ 混合氣體的壓強不再改變的狀態
⑦ 混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態
A. ①④⑥⑦ B. ②③⑤⑦ C. ①③④⑤ D. 全部
解析:①單位時間內生成n mol O2必消耗2n mol NO2,而生成2n mol NO2時,必消耗n mol O2,能說明反應達到平衡;②不能說明;③中無論達到平衡與否,化學反應速率都等於化學計量系數之比;④有顏色的氣體顏色不變,則表示物質的濃度不再變化,說明反應已達到平衡;⑤體積固定,氣體質量反應前後守恆,密度始終不變;⑥反應前後△V ≠ 0,壓強不變,意味著各物質的含量不再變化;⑦由於氣體的質量不變,氣體的平均相對分子質量不變時,說明氣體中各物質的量不變,該反應△V ≠ 0,能說明該反應達到平衡。
答案:A
點撥:化學平衡狀態的根本標志是:①v(正) = v(逆),②各組分百分含量不變。在解題時要牢牢抓住這兩個根本標志,並明確氣體的顏色、密度、壓強、平均相對分子質量的變化與根本標志的關系,才能全面分析,正確作答。
【例題2】在一定溫度下的恆容密閉容器中,能說明反應X2(g) + Y2(g) 2XY(g)已達到平衡的是:
A.容器內的總壓不隨時間變化
B.容器中氣體的平均相對分子質量不隨時間變化
C.XY氣體的物質的量分數不變
D.X2和Y2的消耗速率相等
解析:該反應的特點:首先是可逆反應,其次是反應前後氣體體積相等。根據壓強之比等於氣體物質的量之比的推斷,該反應在整個反應過程中總壓強是不變的,A不能說明該反應已經達到平衡。同理推斷,容器中氣體的平均相對分子質量始終不隨時間變化,B不能說明該反應已經達到平衡。X2和Y2的化學計量數相等,其消耗速率始終相等,D不能說明該反應已經達到平衡。C選項符合題意,能說明該反應已經達到平衡。
答案:C
點撥:結合化學反應方程式的特點,反應前後系數不變,正確利用直接標志與間接標志判斷。
【例題3】在一定溫度下可逆反應A(g) + 3B(g) 2C(g)達到平衡的標志是:
A.C的生成速率與C的分解速率相等
B.單位時間生成n mol A,同時生成3n mol B
C.A、B、C的濃度不再發生變化
D.A、B、C的分子個數比為1 : 3 : 2
解析:化學平衡的標志是正反應速率與逆反應速率相等,C的生成速率是正反應速率,C的分解速率是逆反應速率,因此A選項正確;A、B、C的濃度不再發生變化,是平衡狀態的宏觀表現,因此選項C正確;B選項中由於A、B都是逆反應速率,與正反應無關,因此錯誤;A、B、C的分子個數比為1 : 3 : 2的偶然存在性,不能作為判斷平衡標志的依據。
答案:A、C
點撥:化學平衡的標志①: v(正) = v(逆);②反應混合物中各組分的濃度和含量不變。用速率描述時,一定要注意一「正」、一「逆」,且相等。
【練習1】對於可逆反應2HI(g) I2(g) + H2(g),下列敘述能夠說明已達到平衡狀態的是
A.各物質的量的濃度比2 : 1: 1
B.容器內的總壓不隨時間變化
C.斷裂2 mol H-I鍵的同時生成1 mol I-I鍵
D.混合氣體的顏色不再變化時
答案:D
點撥:該反應的特點是反應前後氣體物質的化學計量系數和相等,因此壓強始終保持不變;因此B選項錯誤;在反應過程中的任意時刻斷裂2 mol H-I鍵的同時生成1 mol I-I鍵,因此C選項錯誤。
【練習2】在恆容密閉容器中,不能作為反應2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)達到平衡的標志是:
A.混合氣體的分子數之比為2 : 1: 2
B.混合氣體的壓強不再發生變化
C.混合氣體的平均相對分子質量不再發生變化
D.混合氣體的密度不再發生變化
答案:A、D
點撥:A選項是在特殊情況下出現的情況,B、C選項均說明混合氣體的物質的量不再變化,D選項利用公式d= m/V, m、V不變,所以密度一直不變。
【練習3】在一定溫度下的密閉容器中,當物質的下列物理量不再變化時,表明反應
A(s) + 2B(g)C(g) + D(g)已達到平衡的是
A. 混合氣體的壓強 B. 混合氣體的密度
C. B的物質的量濃度 D. 氣體的總物質的量
解析:題給反應是一個反應前後氣體分子總數不變的可逆反應。顯然混合氣體壓強和總的物質的量始終保持不變,不能用來判斷反應是否達到平衡;由於A是固體,所以密度是一個變化量,那麼B的濃度也是一個變化量,因此當混合氣體的密度、B的物質的量濃度不再變化時,說明反應已達平衡。
答案:B、C
四:應注意的問題:
(1)正逆反應速率相等與反應混合物中各組分的百分含量均保持不變是判斷化學平衡狀態的基本方法。這兩個關系中的任何一個都可以單獨用作判斷化學反應是否達到平衡狀態的標准。
(2)在mA(g) + nB(g)pC(g)+ qD(g)反應中,
v(A) : v(B) : v(C) : v(D) = m : n : p : q,在應用v(正) = v(逆)判斷化學平衡狀態時要充分注意這一點。
(3)化學平衡狀態中,反應混合物里各組成成分的濃度(或百分比含量)保持不變,但是反應混合物里各組成成分的濃度(或百分含量)保持不變的化學反應狀態並不一定是化學平衡狀態。因此,在應用反應混合物里各組成成分的濃度、百分含量、物質的顏色、氣體的壓強、氣體的密度、氣體的平均摩爾質量等判斷化學平衡狀態時,一定要慎重。
(4)向氣相化學平衡體系加入惰性氣體以後,化學平衡是否被破壞,要按照「增大氣體壓強,化學平衡向氣體體積縮小的反應方向移動;減小壓強化學平衡向氣體體積擴大的反應方向移動」的原則作分析判斷。
(5)物質的化學變化都伴隨著能量的變化。處在絕熱容器內的可逆反應,當體系內的溫度恆定時,化學反應的狀態是平衡狀態。

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