化學平衡的規(guī)律
1、極端假設(shè)法解“化學平衡等同性”的問題
對一可逆反應,在一定條件下,反應無論從正反應開始,還是從逆反應開始,都可以建立等同平衡狀態(tài),
化學平衡的規(guī)律
。也就是說,不同的起始條件可以達到等同平衡狀態(tài)。這里所說的等同平衡狀態(tài)有兩種情況:(1)當溫度和體積一定 (即恒溫恒容)時,指平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量相同,此時各不同的起始狀態(tài)實際上是同一起始狀態(tài)。判斷的方法是:將生成物按方程式中各物質(zhì)的系數(shù)完全歸至反應物(極端假設(shè)法),若對應物質(zhì)的數(shù)值(物質(zhì)的量)相同即等同平衡狀態(tài);若不同,則不是等同平衡狀態(tài)。
【注意】各不同的起始狀態(tài),對應物質(zhì)的物質(zhì)的量相同,其濃度相同或百分含量也相同。
“恒溫恒容”特例:2HI(g)H2(g)+ I2(g),因為該類型反應的特點是反應前后氣體的物質(zhì)的量不變,所以也是“恒溫恒壓”。
(2)當溫度和壓強一定(體積可變,即恒溫恒壓)時,指平衡時各物質(zhì)的濃度相同或百分含量相同。此時各不同的起始狀態(tài),經(jīng)過將生成物按方程式中各物質(zhì)的系數(shù)完全歸至反應物(極端假設(shè)法)后,只要對應反應物的物質(zhì)的量之比相同,就會達到等同平衡狀態(tài)。
【注意】各不同的起始狀態(tài),對應物質(zhì)的物質(zhì)的量可能不同,但是其濃度相同或百分含量相同。
2、反應物用量的改變對轉(zhuǎn)化率的一般規(guī)律
(1)若反應物只有一種:aA(g) bB(g) + cC(g),在不改變其他條件時,增加A的量平衡向正反應方向移動,但是A的轉(zhuǎn)化率與氣體物質(zhì)的計量數(shù)有關(guān):(可用等效平衡的方法分析)。
①若a = b + c :A的轉(zhuǎn)化率不變;
②若a > b + c : A的轉(zhuǎn)化率增大;
③若a < b + c A的轉(zhuǎn)化率減小。
(2)若反應物不只一種:aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g),
①在不改變其他條件時,只增加A的量,平衡向正反應方向移動,但是A的轉(zhuǎn)化率減小,而B的轉(zhuǎn)化率增大。
②若按原比例同倍數(shù)地增加A和B,平衡向正反應方向移動,但是反應物的轉(zhuǎn)化率與氣體物質(zhì)的計量數(shù)有關(guān):
若 a + b=c + d,A、B的轉(zhuǎn)化率都不變;
若a + b>c + d,A、B的轉(zhuǎn)化率都增大;
若a + b<c + d,A、B的轉(zhuǎn)化率都減小,
備考資料
《化學平衡的規(guī)律》(http://www.ishadingyu.com)。3、充入“惰性氣體”增大壓強判斷各反應物轉(zhuǎn)化率變化
對于可逆反應aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),(a+b ≠c+d,)在壓強變化導致平衡移動時,學生感到困惑的主要是充入“惰性氣體”化學平衡朝哪個方向移動?轉(zhuǎn)化率如何變化?可歸納為以下兩方面:
(1)恒溫恒容條件下充入“惰性氣體”,化學平衡不移動。因平衡體系的各組分濃度均未發(fā)生變化,故各反應物轉(zhuǎn)化率不變。
(2)恒溫恒壓條件下充入“惰性氣體”,化學平衡向氣體體積增大的方向移動。因為此時容器容積必然增大,相當于對反應體系減壓,繼而可判斷指定物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率變化。
4、NO2、N2O4平衡問題2NO2(g)N2O4(g)
(1)恒溫、恒容的條件下,若分別向容器中通入一定量的NO2氣體或N2O4氣體,重新達到平衡后:可視為加壓,平衡都向右移動,達到新平衡時NO2的轉(zhuǎn)化率都增大,N2O4 的轉(zhuǎn)化率將減小。NO2體積分數(shù)減小,N2O4體積分數(shù)增大,混合氣體相對分子質(zhì)量增大。
(2)壓強減小,容器體積會擴大,不管平衡是否移動,向何方向移動,平衡體系中各物質(zhì)的濃度都會減小,由于氣體質(zhì)量不變,所以密度減小。
(3)保持容器體積不變,充入“惰氣”, 各組分的物質(zhì)的量不變,容器體積不變,故各組分濃度均無改變,平衡不發(fā)生移動。
(4)保持壓強不變,充入“惰氣”,容器容積增大,參加反應的各組分濃度減小,參加反應的各組分的總壓強減小,平衡向氣體體積增大的方向移動
5、用極限假設(shè)法解化學平衡取值范圍題目的方法和步驟:
(1)分析參照條件的特征;
(2)判定所研究反應的進行方向;
(3)確定基準物質(zhì):若研究的反應維持正方向,則以最易不足量(系數(shù)最大)的反應物為基準物質(zhì);若維持逆方向,則以最易不足量(系數(shù)最大)的產(chǎn)物為基準物質(zhì)。
(4)假設(shè)兩個極限點,即假設(shè)基準物質(zhì)完全消耗和完全沒有消耗兩個極限點,列出兩個方程式,求出最小和最大的極限值,由此確定所求量的取值范圍。