等效平衡原理

理解等效原理理解等效原理 解析平衡规律解析平衡规律 司志兵司志兵 等效平衡是化学平衡知识的巅峰 也是中学化学知识的巅峰 是普通学生 难以逾越的一道障碍 也是资深化学教师的 看家本领 第一次讲解等效平衡 的知识 往往有很大比例的学生听不懂 一般情况下 要经过反复的讲解与答 疑 才能保证大多数学生能听懂 根据经验 在高二学生刚学习完化学平衡知 识时 不宜涉及等效平衡 将化学平衡知识掌握扎实之后 有了一定的基础 学习等效平衡知识会容易一些 在高三第一轮复习阶段讲解 似乎效果更好 但是 几乎所有的教辅资料 在高二刚学习化学平衡知识时 编辑了大量的等 效平衡的知识 例题和练习 大多数学校和老师采用以下两种方法处理 第一 种方法是 将这块知识跳过去 放在高三第一轮复习阶段讲解 第二种办法是 在高二和化学平衡知识一起讲解 我所带的高三毕业生 在高三第一轮复习阶段讲解等效平衡知识 按照以 下的知识系统 作为一个专题进行讲解 全班学生听得津津有味 认真做着笔 记 讲完之后 班级的一位好学生薛守立 激动不已 挥舞着双拳 身体在座 位上上下弹了几个来回 大声地说 我终于听懂了等效平衡知识 再询问全班 听懂的学生所占的比例约为三分之二 达到预期效果 剩下没有听懂的学生 课后通过询问同学 多次请教老师 最后绝大数都掌握了 下面是笔者在教学实践中整理的关于等效平衡的一般原理 力争以完整而 系统的知识体系呈现和传授给学生 并列举了大量的例子 便于学生理解和掌 握 一 什么是等效平衡一 什么是等效平衡 在一定条件下 对一可逆反应 只要起始时加入物质的物质的量不同 而 达到化学平衡时 同种物质的含量相同 这两个平衡叫做等效平衡 具体分析 如下 1 一定条件指一定的温度 压强 体积以及反应前后气体总体积是否变化 关于等效平衡的条件有以下几种情况 1 定温 定容条件 V 0 V 0 2 定温 定压条件 V 0 或 V 0 V 0 是指反应前后气体总体积发生变化的反应 V 0 是指反应前后气体 总体积不发生变化的反应 2 含量相同指质量分数相同 物质的量分数相同 体积分数相同 百分含 量 将质量分数 物质的量分数 体积分数换算为百分数 3 等效指效果相同 起始时加入物质的物质的量不同 而达到化学平衡时 同种物质的含量相同 具体有下面三种情况 两平衡中同种物质百分含量相 1 同 物质的量相同 物质的量浓度相同 两平衡中同种物质百分含量相同 物质的量浓度相同 物质的量与反应物同比例 两平衡中同种物质百分含量 相同 物质的量 物质的量浓度分别与反应物同比例 4 等效平衡研究的对象 有气体参加的可逆反应 二 等效平衡举例二 等效平衡举例 1 定温 定容 定温 定容 V 0 的条件下的条件下 2SO2 g O2 g 2SO3 g 2mol 1mol 0 0 0 2mol 分析 将 中 2molSO3按计量系数折算成反应物 SO2和 O2 SO2为 2mol O2为 1mol 和 中 2mol SO2 1mol O2完全相同 相当于 和 的起始 用量相同 两个反应达到平衡后必定是等效平衡 或将 中 2mol SO2 1mol O2按计量系数折算为生成物 SO3 也是 2mol 相当于 和 的起始用量也相同 两个反应达到平衡后必定是等效平衡 规律 规律 定温 定容条件下 若反应前后气体总体积发生变化的反应 即定温 定容条件下 若反应前后气体总体积发生变化的反应 即 V 0 根据化学方程式计量系数折算为同一边物质 两个平衡中相同物质物质 根据化学方程式计量系数折算为同一边物质 两个平衡中相同物质物质 的量都相等 则两平衡等效 的量都相等 则两平衡等效 2 定温 定容 定温 定容 V 0 的条件下的条件下 H2 g I2 g 2HI g 2mol 2mol 0 0 0 2mol 分析 将 中 2molHI 按计量系数折算成反应物 H2和 I2 分别为 1mol 物质的量之比 1 1 与 中 H2和 I2物质的量之比 1 1 相等 也是等效平衡 规律 规律 定温 定容条件下 反应前后气体总体积不发生变化的反应 即定温 定容条件下 反应前后气体总体积不发生变化的反应 即 V 0 根据化学方程式计量系数折算为同一边物质 两个平衡中起始物质物质 根据化学方程式计量系数折算为同一边物质 两个平衡中起始物质物质 的量之比相等 则两平衡等效 的量之比相等 则两平衡等效 3 定温 定压 定温 定压 V 0 或或 V 0 的条件的条件 2SO2 g O2 g 2SO3 g 2mol 1mol 0 0 0 1mol 分析 将 中 1molSO3按计量系数折算成反应物 SO2和 O2 分别为 1mol 和 0 5mol 物质的量之比 2 1 与 中 SO2和 O2物质的量之比 2 1 相等 和 达到平衡之后就是等效平衡 规律 规律 定温 定压条件下 反应前后气体总体积变化或不发生变化的反应 定温 定压条件下 反应前后气体总体积变化或不发生变化的反应 即即 V 0 或或 V 0 根据化学方程式计量系数折算为同一边物质 两个平衡中起 根据化学方程式计量系数折算为同一边物质 两个平衡中起 始物质物质的量之比相等 则两平衡等效 始物质物质的量之比相等 则两平衡等效 三 如何判断两个平衡是等效平衡三 如何判断两个平衡是等效平衡 2 1 定温 定容条件下 反应前后气体总体积发生变化的反应 即 V 0 根据化学方程式计量系数折算为同一边物质 两个平衡中相同物质物质的量相 等 则两平衡等效 2SO2 g O2 g 2SO3 g 2mol 1mol 0 0 0 2mol 1mol 0 5mol 1mol 0 5mol 0 25mol 1 5mol 0 7mol 0 35mol 1 3mol amol bmol cmol 2mol 1mol 2mol 均为等效平衡 与 不是等效平衡 若 和 也是等效平衡 则 a b c 关系 a c 2 b 0 5c 1 a 2b 两个平衡等效的特征 两平衡混合物种中同一物质浓度相同 物质的量相两个平衡等效的特征 两平衡混合物种中同一物质浓度相同 物质的量相 同 百分含量相同 同 百分含量相同 2 定温 定容条件下 反应前后气体总体积不发生变化的反应 即 V 0 根据化学方程式计量系数折算为同一边物质 两个平衡中起始物质物质 的量之比相等 则两平衡等效 H2 g I2 g 2HI g 2mol 2mol 0 0 0 2mol 0 0 1mol 0 5 mol 0 1 5mol 0 35mol 0 35mol 1 3mol amol bmol cmol 和 不是等效平衡 都是等效平衡 若 和 是等效平衡 则 a b c 的关系 a 0 5c b 0 5c 1 1 两个平衡等效的特征 两平衡混合物中同一物质的百分含量相同 物质的两个平衡等效的特征 两平衡混合物中同一物质的百分含量相同 物质的 量浓度之比 物质的量之比与反应物同比例 量浓度之比 物质的量之比与反应物同比例 3 定温 定压条件下 V 0 或 V 0 根据化学方程式计量系数折算为 同一边物质 两个平衡中起始物质物质的量之比相等 则两平衡等效 2SO2 g O2 g 2SO3 g 4mol 2mol 0 0 0 2mol 1mol 0 5mol 1mol 0 5mol 0 5mol 1 5mol 3 0 7mol 0 35mol 1 3mol amol bmol cmol 和 不是等效平衡 都是等效平衡 若 和 是等效平衡 则 a b c 的关系 a c b 0 5c 2 1 两个平衡等效的特征 两平衡混合物中同一物质的百分含量相同 物质的两个平衡等效的特征 两平衡混合物中同一物质的百分含量相同 物质的 量浓度相等 物质的量之比与反应物同比例 量浓度相等 物质的量之比与反应物同比例 四 两等效平衡在不同条件下同一物质百分含量 物质的量浓度 物质的四 两等效平衡在不同条件下同一物质百分含量 物质的量浓度 物质的 量的关系量的关系 不同条件百分含量物质的量浓度物质的量 同 T 同 V V 0 相同相同相同 同 T 同 V V 0 相同同比例同比例 同 T 同 P V 0 或 V 0 相同相同同比例 五 等效平衡的分类五 等效平衡的分类 1 按反应条件不同 分为 同温 同容条件下的等效平衡 同温 同压条件下的等效平衡 2 按化学反应体积变化不同 分为 反应前后气体总体积发生变化的 反应达到的平衡 反应前后气体总体积不发生变化的反应达到的平衡 3 按同一物质百分含量 物质的量浓度 物质的量的关系 可分为 百分含量相等 物质的量浓度相等 物质的量相等的等效平衡 百分 含量相等 物质的量浓度相等 物质的量之比与反应物同比例的等效平衡 百分含量相等 物质的量浓度之比 物质的量之比与反应物同比例的等效平衡 六 等效平衡与转化率的关系六 等效平衡与转化率的关系 若两平衡等效 折算之后 同一物质的转化率相等 七 等效平衡和化学平衡常数之间的关系七 等效平衡和化学平衡常数之间的关系 等效平衡是用来判断同一个化学反应在起始反应物的量不同 从正反应开 始或从逆反应开始 达到平衡时同种物质的含量是否相同 即达到平衡时的效 果是否相同 而化学平衡常数是衡量一个可逆反应 达到平衡时各混合物之间 关系的定量关系 化学平