化学平衡中等效平衡的判断与应用

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  在相同的条件下,对于同一可逆反应,该反应无论是从正反应开始,还是从逆反应开始,或是从中间状态(既有反应物又有生成物的状态)开始,只要达到平衡时,平衡混合物中各组成成分的百分含量保持不变,则达到的平衡状态相同,我们称之为等效平衡。下面就通过一些例子对等效平衡进行分析。
  一、恒温、恒容下的等效平衡
  1.恒温、恒容下左右两边气体体积不相等的化学反应。
  分析:判断①和②是不是达到相同的平衡状态,可以将②中2 mol S03按照方程式中化学计量数之比换算到左边,换算结果是和①完全相同的,那么我們可以判断在等温、等容下①和②达到相同的平衡状态(注:以上相同的平衡状态是指达到平衡后各组分的物质的量、物质的量浓度、质量、百分含量等完全相同)。③与①或②还是相同的平衡状态吗?我们利用隔离容器法进行分析(如图1),③相对于①平衡正向移动,各组分的量均发生改变,所以③和①不会达到相同的平衡状态。
  总结:恒温、恒容下左右两边气体体积不相等的化学反应,将起始量按照方程式中化学计量数之比换算到某一边后,各物质的物质的量完全相同,则达到相同的平衡状态;若起始量换算到某一边后,各物质的物质的量成倍改变,则各组分的所有量均发生改变。
  2.恒温、恒容下左右两边气体体积相等的化学反应。
  总结:恒温、恒容下左右两边气体体积相等的化学反应,将起始量按照方程式中的化学计量数之比换算到某一边后,各物质的物质的量完全相同,则达到相同的平衡状态;若起始量换算到某一边后,各物质的物质的量成倍改变,则各组分的百分含量不发生改变,而各组分的质量、物质的量、物质的量浓度均成倍改变。
  二、恒温、恒压下的等效平衡
  分析:将②中2 mol S03按照方程式中化学计量数之比换算到左边,换算结果是和①完全相同的,可以判断在等温、等压下①和②达到相同的平衡状态。③与①或②还是相同的平衡状态吗?我们利用隔离容器法进行分析(如图2),在恒温、恒压下,③相对于①平衡不移动,③中各组分的物质的量、质量都是①的2倍,③中各组分的物质的量浓度、百分含量都和①相同。
  总结:恒温、恒压下无论一个化学反应左右两边气体体积是否相等,起始量按照方程式中的化学计量数之比换算到某一边后,各物质的物质的量完全相同,则达到相同的平衡状态;若起始量换算到某一边后,各物质的物质的量成倍改变,则各组分的物质的量浓度、百分含量不发生改变,但各组分的物质的量、质量均成倍改变。
  作者单位:河北省石家庄市鹿泉区教育局
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