化学平衡的规律
1、极端假设法解“化学平衡等同性”的问题
对一可逆反应,在一定条件下,反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,都可以建立等同平衡状态,
化学平衡的规律
。也就是说,不同的起始条件可以达到等同平衡状态。这里所说的等同平衡状态有两种情况:(1)当温度和体积一定 (即恒温恒容)时,指平衡时各物质的物质的量相同,此时各不同的起始状态实际上是同一起始状态。判断的方法是:将生成物按方程式中各物质的系数完全归至反应物(极端假设法),若对应物质的数值(物质的量)相同即等同平衡状态;若不同,则不是等同平衡状态。
【注意】各不同的起始状态,对应物质的物质的量相同,其浓度相同或百分含量也相同。
“恒温恒容”特例:2HI(g)H2(g)+ I2(g),因为该类型反应的特点是反应前后气体的物质的量不变,所以也是“恒温恒压”。
(2)当温度和压强一定(体积可变,即恒温恒压)时,指平衡时各物质的浓度相同或百分含量相同。此时各不同的起始状态,经过将生成物按方程式中各物质的系数完全归至反应物(极端假设法)后,只要对应反应物的物质的量之比相同,就会达到等同平衡状态。
【注意】各不同的起始状态,对应物质的物质的量可能不同,但是其浓度相同或百分含量相同。
2、反应物用量的改变对转化率的一般规律
(1)若反应物只有一种:aA(g) bB(g) + cC(g),在不改变其他条件时,增加A的量平衡向正反应方向移动,但是A的转化率与气体物质的计量数有关:(可用等效平衡的方法分析)。
①若a = b + c :A的转化率不变;
②若a > b + c : A的转化率增大;
③若a < b + c A的转化率减小。
(2)若反应物不只一种:aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g),
①在不改变其他条件时,只增加A的量,平衡向正反应方向移动,但是A的转化率减小,而B的转化率增大。
②若按原比例同倍数地增加A和B,平衡向正反应方向移动,但是反应物的转化率与气体物质的计量数有关:
若 a + b=c + d,A、B的转化率都不变;
若a + b>c + d,A、B的转化率都增大;
若a + b<c + d,A、B的转化率都减小,
备考资料
《化学平衡的规律》(https://www.unjs.com)。3、充入“惰性气体”增大压强判断各反应物转化率变化
对于可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),(a+b ≠c+d,)在压强变化导致平衡移动时,学生感到困惑的主要是充入“惰性气体”化学平衡朝哪个方向移动?转化率如何变化?可归纳为以下两方面:
(1)恒温恒容条件下充入“惰性气体”,化学平衡不移动。因平衡体系的各组分浓度均未发生变化,故各反应物转化率不变。
(2)恒温恒压条件下充入“惰性气体”,化学平衡向气体体积增大的方向移动。因为此时容器容积必然增大,相当于对反应体系减压,继而可判断指定物质的转化率变化。
4、NO2、N2O4平衡问题2NO2(g)N2O4(g)
(1)恒温、恒容的条件下,若分别向容器中通入一定量的NO2气体或N2O4气体,重新达到平衡后:可视为加压,平衡都向右移动,达到新平衡时NO2的转化率都增大,N2O4 的转化率将减小。NO2体积分数减小,N2O4体积分数增大,混合气体相对分子质量增大。
(2)压强减小,容器体积会扩大,不管平衡是否移动,向何方向移动,平衡体系中各物质的浓度都会减小,由于气体质量不变,所以密度减小。
(3)保持容器体积不变,充入“惰气”, 各组分的物质的量不变,容器体积不变,故各组分浓度均无改变,平衡不发生移动。
(4)保持压强不变,充入“惰气”,容器容积增大,参加反应的各组分浓度减小,参加反应的各组分的总压强减小,平衡向气体体积增大的方向移动
5、用极限假设法解化学平衡取值范围题目的方法和步骤:
(1)分析参照条件的特征;
(2)判定所研究反应的进行方向;
(3)确定基准物质:若研究的反应维持正方向,则以最易不足量(系数最大)的反应物为基准物质;若维持逆方向,则以最易不足量(系数最大)的产物为基准物质。
(4)假设两个极限点,即假设基准物质完全消耗和完全没有消耗两个极限点,列出两个方程式,求出最小和最大的极限值,由此确定所求量的取值范围。