等效平衡
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等效平衡原理及规律总结1. 什么是等效平衡原理?等效平衡原理,听起来是不是有点高大上?其实它的意思就是把复杂的事情简化,找到两者之间的平衡点,就像我们平常说的“各取所需”。
咱们生活中常常会遇到这样的情况,比如说,朋友之间互相借东西,彼此之间都希望能够不亏。
这个原则在科学、经济甚至人际关系中都能找到身影。
1.1 这个原理在科学里是怎么用的呢?我们常常看到物理公式,比如力、能量这些东西,都是在寻找一种平衡状态。
就好比一辆车在行驶时,前后、左右的力要均衡,不然可就容易翻车了。
1.2 在经济学上,等效平衡原理也大显身手。
市场供需关系就是个经典案例,需求上去了,价格就跟着涨,供给上去了,价格又会掉。
人们在这场“博弈”中追求一种心理上的平衡,就像玩游戏,必须找准自己的位置才能赢。
2. 等效平衡的应用实例说到这儿,大家可能会问,这个原理具体应用在哪儿呢?别急,我这就给你讲几个生动的例子。
2.1 比如说,家庭日常开支。
大家都知道,家庭开支就像是一个大锅,锅里要放什么材料,放多少,得讲究讲究。
如果每个月工资都用来吃喝玩乐,那没几天就得喝西北风。
为了保持家里的“经济平衡”,咱们得合理规划支出,把钱用在刀刃上,这样才能“财源滚滚来”。
2.2 再说说职场上的事情。
你可能听过“工作与生活平衡”这个词,实际上就是在说等效平衡原理。
工作上拼命加班,结果身体累得像个瘫,生活中也没啥乐趣。
咱们要做到工作与生活两手抓,才能活得开心,这样才能长久。
3. 等效平衡的规律接下来,我们聊聊等效平衡原理的几个小规律。
虽然名字听起来像科学家发明的,但其实很接地气。
3.1 第一个规律是“均衡取舍”。
在任何情况下,都得学会放下点东西,才能得到更多。
比如你在选择工作时,可能要在高薪和兴趣之间做出取舍。
要是总想把所有的好处都捞到手,那最后可能啥都没了。
3.2 第二个规律是“动态平衡”。
就像骑自行车一样,如果不往前走,那就很容易摔倒。
生活中也是,环境在变化,我们的选择也要不断调整,才能保持平衡。
等效平衡原理及规律等效平衡原理是物理学中的一个基本原理,它是指在一些特定条件下,一些物理量之间的等效关系。
根据这个原理,我们可以用一些已知的物理量来推导和计算其他未知的物理量。
等效平衡规律是指在等效平衡条件下,物理系统所满足的关系。
在物理学中,等效平衡原理有很多具体的应用,下面我们分别来介绍一些常见的等效平衡原理和规律。
1.电阻的串并联等效原理根据欧姆定律,电阻和电流之间的关系可以用电阻的阻值来描述。
在串联电路中,多个电阻相连,电流通过每个电阻都相同,而总电阻等于每个电阻的阻值之和;在并联电路中,多个电阻并连,总电流分成多条路径通过每个电阻,而总电阻等于所有电阻阻值的倒数之和的倒数。
这就是电阻的串并联等效原理。
2.电容的串并联等效原理电容的电量和电压之间的关系可以用电容的电容量来描述。
在串联电路中,多个电容相连,总电压分为多个电容之间的电压之和,而总电容等于每个电容的电容量之和;在并联电路中,多个电容并连,总电压相同,而总电容等于所有电容电容量的和。
这就是电容的串并联等效原理。
3.电压的分配和电流的合成规律在串联电路中,总电压等于每个电阻上的电压之和;在并联电路中,总电流等于每个电阻上的电流之和。
这就是电压的分配和电流的合成规律。
4.质点的力的合成和分解原理当一个质点受到多个力的作用时,可以采用力的合成和分解原理来求解结果力。
力的合成原理指的是,如果一个质点受到多个力的作用,可以用一个单一的力来代替这些力的合力,合力等于各个力的矢量和;力的分解原理指的是,可以将一个力分解为多个力的合力,合力等于原力。
这个原理可以用来推导和计算各种物体受力的情况。
5.力矩的平衡和转动定律力矩是力对物体产生转动效应的物理量。
根据动力学中的平衡条件,当处于平衡状态时,物体所受合外力和合外力矩都为零。
利用力矩的平衡条件,我们可以推导出转动定律,即力矩等于物体的转动惯量和角加速度的乘积。
综上所述,等效平衡原理和规律在物理学中有着广泛的应用,能够帮助我们理解和解决各种物理问题。
【知识点】等效平衡一、等效平衡的概念某一可逆反应,在一定条件(T、c、p)下,经过不同的途径建立平衡时,各组分的百分含量(质量百分含量、体积分数、物质的量分数)对应相等的状态互称为等效平衡状态(简称等效平衡)。
比如,我们到达的目的地是郭店,可以从新郑或新村出发,也可以从郑州或龙湖出发,行走的方向可能相同也可能相反,走的途径不一样,路程也可能不相等,但最终目的是一样的,都是郭店,即都达到了相同的效果,就是等效的。
二、判断“等效平衡”的方法(1)使用极限转化的方法将体系转化成同一方向的反应物或生成物。
(2)观察有关物质的量是否相等或成比例。
三、等效平衡规律mA(g)+nB(g) ⇌ pC(g)+q D(g)【习题】(一)恒温恒压例1 、在一个盛有催化剂、容积可变的密闭容器中,保持一定温度和压强,进行以下反应:N2(g)+3H2(g) ⇌ 2NH3(g)。
已知加入1molN2和4molH2时,达到平衡后生成amolNH3,在相同温度、压强下,保持平衡时各组分的体积分数变。
对下列编号①~③的状态,填写表中的空白。
解析:因转化率相同,故若都只加反应物,则起始量是几倍,则转化量是几倍,平衡量就是几倍,又因等压条件下物质的量之比等于体积之比,故起始量之比等于平衡量之比。
①和题干量之比是1.5,平衡之比就是1.5。
②的平衡量是题干平衡量的一半,则若没有NH3,只有N2、H2,则其物质的量应分别为0.5和2mol,又因1 mol NH3完全转化生成N20.5 mol,H21.5mol,故原来的N2、H2分别为0 mol 和0.5mol。
③可同理推得。
例2、恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下发应:A(g)+B(g)⇌C(g)(1)若开始时放入1molA和1molB,到达平衡后,生成amolC,这时A的物质的量为 mol。
(2)若开始时放入3molA和3molB,到达平衡后,生成C的物质的量为 mol。
(3)若开始时放入xmolA,2molB和1molC,到达平衡后,A和C的物质的量分别是ymol和3a mol,则x= mol,y= mol。
等效平衡1.等效平衡在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,在达到化学平衡状态时,任何相同组分的百分含量(体积分数、物质的量分数等)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡(。
概念的理解:(1)外界条件相同:通常可以是①恒温、恒容,②恒温、恒压。
(2)“等效平衡”与“完全相同的平衡状态”不同:“完全相同的平衡状态” 是指在达到平衡状态时,任何组分的物质的量分数(或体积分数)对应相等,并且反应的速率等也相同,但各组分的物质的量、浓度可能不同。
而“等效平衡”只要求平衡混合物中各组分的物质的量分数(或体积分数)对应相同,反应的速率、压强等可以不同(3)平衡状态只与始态有关,而与途径无关,(如:①无论反应从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始②投料是一次还是分成几次③反应容器经过扩大—缩小或缩小—扩大的过程,)只要起始浓度相当,就达到相同的平衡状态。
2.等效平衡的分类在等效平衡中比较常见并且重要的类型主要有以下三种:第一类:对于恒温、恒容条件下反应前后气体体积改变的可逆反应如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质,其物质的量与对应组分的起始加入量相同,则建立的化学平衡状态是等效的。
例如,恒温恒容下的可逆反应:2SO2+O2 2SO3① 2 mol 1 mol0 mol②0 mol0 mol 2 mol③0.5 mol0.25 mol 1.5 mol上述三种配比,按方程式的计量关系均转化为反应物,则SO2均为2 mol 、O2均为1 mol,三者建立的平衡状态完全相同。
第二类:对于恒温、恒容条件下为反应前后气体体积不变的可逆反应如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一边的物质,其物质的量比与对应组分的起始加入量比相同,则建立的化学平衡是等效的。
例如,恒温恒容条件下,对于可逆反应:H2(g) +I2(g) 2HI(g)① 1 mol 1 mol0 mol② 2 mol 2 mol 1 mol上述两种配比,按方程式中化学计量关系均转化为反应物,两种情况下H2与I2(g)的物质的量比均为1:1,因此上述两种情况建立的化学平衡状态是等效的。
等效平衡原理一、等效平衡原理在一定条件(定温、定压或定温、定容)下,对于同一可逆应,尽管起始时加入物质的物质的量不同,而达到平衡时,同种物质的百分含量相同,这样的平衡称为等效平衡。
二、等效平衡规律根据反应条件(定温、定压或定温、定容)以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否相等),可将等效平衡问题分成三类:1、(全等平衡)条件:在恒温、恒容条件下,经等价转换后,与原起始物质的物质的量(或浓度)相等,则两平衡等效。
结果:n、c、%相等例:在一定温度下,把2 mol SO2和1 mol O2通入一个一定容积的密闭容器里,发生如下反应:2SO2+O22SO3当此反应进行到一定程度时,反应混合物就处于化学平衡状态。
现在该容器中,维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量(mol)。
如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。
请填空:(1)若a=0,b=0,则c=___________。
(2)若a=0.5,则b=_________,c= _________。
(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(用两个方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c):,。
2、(相似平衡)条件:在恒温、恒容条件下,经等价转换后,对应物质的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效。
结果:%相等例:在等温、等容条件下,有下列气体反应2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g)现分别从两条途径建立平衡:I.A、B的起始浓度均为2mol/L II.C、D的起始浓度分别为2mol/L 和6mol/L,下列叙述正确的是A.I、II两途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成相同B.I、II两途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成不同C.达到平衡时I途径的v(A)等于II途径的v(A)D.达到平衡后,I途径混合气体密度为II途径混合气体密度的二分之一3、(等同平衡)条件:在恒温、恒压下,经等价转换后,对应物质的物质的量之比与原平衡相同,则与原平衡等效。
等效平衡原理及规律总结
大家好,今天我们来聊一聊等效平衡原理。
这个原理听起来好像有点复杂,但其实简单来说就是,在物理的世界里,有些事情看起来不一样,但它们其实是同一个东西在不同环境下的表现形式。
就像我们平时说“猫和老鼠”,虽然我们叫它“猫鼠游戏”,但其
实猫和老鼠只是同一种动物的不同称呼罢了。
我们要明白什么是等效平衡。
等效平衡是指在不同条件下,两个物体或系统达到了相同的效果。
就像我们小时候玩过的跷跷板,一开始两边不平衡,但我们用一个石头压着中间,让两边的重量相等,这样两边就平衡了。
等效平衡有什么规律呢?简单来说,就是“物极必反”。
比如,当我们把一块石头放在跷跷板的一端,另一端就会下沉,这是因为石头增加了这边的重量,使得整体达到平衡。
反过来,如果我们把石头放在另一端,另一端就会上升,因为那边增加了重量。
再比如,我们在做数学题时,有时候需要通过变换题目的条件来得到答案。
这时候,我们就可以说我们是在使用“等效平衡”的原理。
比如,原来的问题是这样的:小明有3
个苹果,小红有4个苹果,他们一共有多少个苹果?现在的问题变成了:小明有2个苹果,小红有5个苹果,他们一共有多少个苹果?虽然问题变了,但答案是一样的,这就是等效平衡的一个例子。
等效平衡原理告诉我们,在某些情况下,我们可以通过改变条件或方式来达到相同的效果。
就像跷跷板上的石头一样,虽然它改变了两边的位置,但最终都达到了平衡。
所以,我们要善于发现生活中的等效平衡原理,用智慧去解决问题。
今天的分享到此结束。
希望大家通过这篇文章,能够对等效平衡原理有更深入的了解。
下次见!。
等效平衡原理
等效平衡原理是指在物理学和工程学中,一个系统在受到外力作用下,能够保
持平衡的原理。
在这个原理中,一个物体或系统可以在受到外部扰动时,通过调整自身的结构或状态来保持平衡。
等效平衡原理在许多领域都有着重要的应用,例如建筑工程、机械设计、电路分析等。
在建筑工程中,等效平衡原理被广泛运用于结构设计和分析中。
例如,在设计
桥梁时,工程师需要考虑桥梁在受到车辆和行人的荷载时的平衡状态。
他们会通过等效平衡原理来分析桥梁结构的受力情况,从而确保桥梁在使用过程中能够保持稳定和安全。
在机械设计中,等效平衡原理也扮演着重要的角色。
例如,在设计机械传动系
统时,工程师需要保证各个零部件在运转过程中能够保持平衡,以减少振动和噪音,并延长零部件的使用寿命。
他们会运用等效平衡原理来优化传动系统的设计,从而提高其性能和可靠性。
在电路分析中,等效平衡原理同样具有重要意义。
在设计电路时,工程师需要
保证电路在各种工作条件下都能够保持稳定的工作状态。
他们会运用等效平衡原理来分析电路的受力情况,从而确保电路在使用过程中不会出现故障或损坏。
总的来说,等效平衡原理是一个非常重要的原理,它在物理学和工程学中都有
着广泛的应用。
通过运用等效平衡原理,工程师和科学家能够更好地理解和分析各种系统的平衡状态,从而设计出更稳定、可靠的产品和系统。
这对于推动科学技术的发展和提高人类生活质量都具有着重要的意义。
高考化学等效平衡知识点在化学学科中,平衡反应是一个重要的概念。
学生在高考中经常会遇到与平衡反应相关的问题,其中包括等效平衡。
本文将介绍高考化学中与等效平衡相关的知识点,包括基本概念、计算方法以及常见的例题分析。
一、等效平衡的基本概念等效平衡是指在化学反应中,考虑到反应物的种类或比例改变而得到的一个新的平衡。
这个新平衡与原平衡之间没有本质的区别,只是组分的表示方式不同。
以一个简单的例子进行说明。
假设我们有一个平衡反应:2A + 3B⇌ C + D。
这个反应的原平衡常数Kc为0.5。
如果我们将反应中的物质A和物质B的数量各自减半,即A和B的浓度都变为原来的一半,那么新得到的平衡仍然满足化学方程式,只是反应物和生成物的系数会发生变化。
新平衡的方程式可以写为:A + 3/2B ⇌ 1/4C + D。
新的平衡常数记作K'c。
这个例子中,原平衡和新平衡之间的关系可以用一个等效平衡表示。
等效平衡的写法为:A + 3/2B ⇌ 1/4C + D,K'c = Kc / 4。
二、等效平衡的计算方法在高考化学中,计算等效平衡时,需要根据给定的条件调整化学式中的系数。
通过观察等效平衡的表达式,可以得出以下计算方法:1. 当原平衡中的某个物质的量变为原来的n倍时,对应的生成物的量将变为原来的m倍。
那么等效平衡中,该生成物的系数应调整为原平衡中的m/n倍。
2. 当原平衡中的某个物质的量变为原来的n倍时,对应的反应物的量将变为原来的m倍。
那么等效平衡中,该反应物的系数应调整为原平衡中的m/n倍。
通过这两个规律,可以得到更复杂的等效平衡计算方法。
在具体计算时,可以根据化学反应方程中的物质系数和所给条件进行推导。
三、等效平衡的例题分析下面通过几个例题来进一步说明等效平衡的应用。
例题1:考虑平衡反应:2A + 3B ⇌ C + D,Kc = 0.5。
在某个实验中,将反应物B的浓度增加到原来的4倍,则新平衡中C的浓度是多少?解析:根据题目中的条件,物质B的浓度变为原来的4倍,即变为4倍的[n(B)]。
概念概念是解题的基石。
只有深入理解概念的内涵和外延,才能在解题中触类旁通,游刃有余。
人教版教材对等效平衡概念是这样表述的:“实验证明,如果不是从CO和H2O(g)开始反应,而是各取0.01molCO2和0.01molH2,以相同的条件进行反应,生成CO和H2O(g),当达到化学平衡状态时,反应混合物里CO、H2O(g)、CO2、H2各为0.005mol,其组成与前者完全相同(人教版教材第二册(必修加选修)第38页第四段)。
”这段文字说明了,化学平衡状态的达到与化学反应途径无关。
即在相同的条件下,可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应开始,还是从既有反应物又有生成物开始,达到的化学平衡状态是相同的,平衡混合物中各组成物质的百分含量保持不变,也就是等效平衡。
由上叙述可知,相同平衡、相似平衡和等效平衡是不同的,相同平衡是指有关同一平衡状态的一类计算,相似平衡是指几个不同但有着比值关系的平衡的一类计算,而等效平衡则是利用平衡等效来解题的一种思维方式和解题方法。
2条件建立相同平衡或相似平衡与外界条件有关,一是恒温恒容,二是恒温恒压。
在恒温、恒容下(方程式前后系数之和不同时)只要能使各物质的初始物质的量分别相等,就可以建立相同平衡。
即两平衡的关系是相等关系。
两个平衡的所有对应平衡量(包括正逆反应速率、各组分的物质的量分数、物质的量浓度、气体体积分数、质量分数等)完全相等。
(方程式前后系数之和相同时)只要能使各物质初始物质的量之比相等就可以建立相似平衡。
即两平衡的关系是相似关系。
两平衡中各组分的物质的量分数、气体体积分数、质量分数、只要有一种物质百分含量相等;而两平衡中的正逆反应速率、各组分平衡时的物质的量及物质的量浓度等对应成比例。
在恒温、恒压下只要使各物质初始浓度对应成比例即可建立相似平衡。
即两平衡的关系是相似关系。
两平衡中各组分平衡时的物质的量浓度、物质的量分数、气体体积分数、质量分数、各反应物的转化率等对应相等;两平衡中正与正,逆与逆速率各自对应成比例;而两平衡中各物质平衡时的物质的量反应容器的体积等对应成比例。
若实在无法理解则可以借助理想气体状态方程考虑 PV=nRT P:压强 V:体积 n:物质的量R:普适常量 T:热力学温度3分类判断等效平衡状态的分类和判断⑴恒温恒容下,改变起始加入物质的物质的量,如通过可逆反应的化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相等,则达平衡后与原平衡等效⑵恒温恒容下,对于反应前后都是气体且物质的量相等的可逆反应,改变起始加入物质的物质的量,只要按化学计量数,换算成同一半边的物质的量之比与原平衡相同,则达平衡后与原平衡等效⑶恒温恒压下,改变起始加入物质的物质的量,只要按化学计量数,换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同,则达平衡后与原平衡等效4注意事项平衡等效,转化率不一定相同①若是从不同方向建立的等效平衡,物质的转化率一定不同。
如在某温度下的密闭定容容器中发生反应2M(g)+ N(g)=2E(g),若起始时充入2molE,达到平衡时气体的压强比起始时增大了20%,则E的转化率是40%;若开始时充入2molM和1molN,达到平衡后,M的转化率是60%。
②若是从一个方向建立的等效平衡,物质的转化率相同。
如恒温恒压容器中发生反应2E(g) =2M(g)+ N(g),若起始时充入2molE,达到平衡时M的物质的量为0.8mol,则E的转化率是40%;若开始时充入4molE,达到平衡后M的物质的量为1.6mol,则E的转化率仍为40%。
平衡等效,各组分的物质的量不一定相同①原料一边倒后,对应量与起始量相等的等效平衡,平衡时各组分的物质的量相等。
②原料一边倒后,对应量与起始量不相等(它们的比不等于1)的等效平衡,平衡时各组分的物质的量不相等,但各组分的物质的量分数相等。
等效平衡问题由于其涵盖的知识丰富,考察方式灵活,对思维能力的要求高,一直是同学们在学习和复习“化学平衡”这一部分内容时最大的难点。
近年来,沉寂了多年的等效平衡问题在高考中再度升温,成为考察学生综合思维能力的重点内容,这一特点在2003年和2005年各地的高考题中体现得尤为明显。
很多同学们在接触到这一问题时,往往有一种恐惧感,信心不足,未战先退。
实际上,只要将等效平衡概念理解清楚,加以深入的研究,完全可以找到屡试不爽的解题方法。
等效平衡问题的解答,关键在于判断题设条件是否是等效平衡状态,以及是哪种等效平衡状态。
要对以上问题进行准确的判断,就需要牢牢把握概念的实质,认真辨析。
明确了各种条件下达到等效平衡的条件,利用极限法进行转换,等效平衡问题就能迎刃而解了。
5分类等效平衡的外延是它的分类,即不同类型的等效平衡以及其前提条件,这在具体的解题过程中有更广泛的应用。
等效平衡可分为三种类型:I类:恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说(即△V≠0的体系):等价转化后,对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同。
Ⅱ类:恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应来说(即△V=0的体系):等价转化后,只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。
Ⅲ类:恒温恒压下对于气体体系等效转化后,只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。
6等效平衡⒈ 对于一般可逆反应,在恒温、恒容条件下建立平衡,改变起始时加入物质的物质的量,如果能够按化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。
如:按下列三条途径,在恒温、恒容下建立的平衡等效3H₂(g)+N₂(g)=2NH₃(g)Ⅰ 3mol 1mol 0Ⅱ 0 0 2molⅢ a b cⅢ中,应满足:b+c/2=1,a+3c/2=3。
例1.一可逆反应:2A(g)+3B(g)=x C(g)+4D(g),若按下列两种配比,在同温、同体积的密闭容器中进行反应。
有⑴0.8mol A,1.2mol B,1.2mol C,2.4mol D⑵1.4mol A,2.1mol B,0.6mol C,1.2mol D达到平衡后,C的质量分数相同,则x的值为()A. 1B. 2C. 3D. 4解析:因为在等温、等容下平衡时,C的质量分数相同,则属于同一平衡状态,变化的A、B、C、D的物质的量之比为:0.6∶0.9∶0.6∶1.2=2∶3∶2∶4。
故选B项。
⒉ 在恒温、恒压下,改变起始时加入物质的物质的量,只要按化学方程式系数比换算成同一半边物质的物质的量之比与原平衡相同,两平衡等效。
如:按下列三条途径建立的平衡为等效平衡3H2(g)+N2(g)=2NH3(g)Ⅰ 3mol 1mol 0Ⅱ 0 0 2molⅢ 3n n x(x≥0)小结:若恒温、恒容,则3n+3x/2=3,n+x/2=1;若恒温、恒压,则(3n+3x/2):(n+x/2)=3:1 即可。
例2. 在恒温、恒压下,有下列气体反应分别从两条途径进行2A(g)+2B(g)=C(g)+3D(g)Ⅰ 2mol 2mol 0 0Ⅱ 0 0 2mol 6mol下列叙述正确的是()A. Ⅰ、Ⅱ两条途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成相同。
B. Ⅰ、Ⅱ两条途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成不同。
C. 达到平衡时,Ⅰ途径所用的时间与Ⅱ途径所用的时间相同D. 达到平衡时,Ⅰ途径混合气体密度等于Ⅱ途径混合气体的密度解析:因反应前后气体体积不变,压强对该平衡无影响,途径Ⅰ、Ⅱ为等效平衡,故选A、D项。
⒊ 在恒温、恒容下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,只要反应物(或生成物)的物质的量比例与原平衡的相同,两平衡就是等效平衡。
(相当于恒温、恒压下的等效平衡,原因是平衡不受压强影响)。
例3. 在两个密闭容器内,保持温度为423K,同时向A、B两容器中分别加入a mol、b mol HI,待反应2HI(g)=H2(g)+I2(g)达到平衡后,下列说法正确的是()A. 从反应开始到达到平衡所需时间tA>tBB. 平衡时I2浓度c(I2)A=c(I2)BC. 平衡时I2蒸气在混合气体中体积分数A%>B%D. HI的平衡分解率相等解析:等温下,该反应前后系数不变,平衡不受压强影响,A、B两容器中的平衡可视为等效平衡,故应选D项。
例4. 某恒温、恒容的密闭容器充入3mol A和2mol B,反应3A(g)+2B(g)=xC(g)+yD(g)达到平衡时C的体积分数为m%。
若将0.6mol A,0.4mol B,4mol C,0.8mol D作为起始物充入,同温同容下达到平衡时C的体积分数仍为m%,则x=_______,y=_______。
解析:同温同容下达到平衡时C的体积分数仍为m%,则两平衡为等效平衡,因而有3A(g)+2B(g)=x C(g)+y D(g)Ⅰ 3mol 2mol 0 0Ⅱ 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:恒温恒容一边倒完全相同1:3 2 0 02:0.6 0.4 4 0.84/x*3+0.6=3 0.8/y*2+0.4=2 解出 X=5 Y=17例题解析I类:在恒温恒容下,对于化学反应前后气体体积发生变化的可逆反应,只改变起始加入物质的物质的量,如果通过可逆反应的化学计量数之比换算成化学方程式的同一边物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。
例1:在一定温度下,把2 mol SO2和1 mol O2通入一定容积的密闭容器中,发生如下反应,2SO2+O2=2SO3,当此反应进行到一定程度时反应混合物就处于化学平衡状态。
现在该容器中维持温度不变,令a、b、c分别代表初始时加入的SO2、O2、SO3的物质的量(mol),如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡状态时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡完全相同。
请填空:(1)若a=0,b=0,则c=___________。
(2)若a=0.5,则b=___________,c=___________。
(3)a、b、c的取值必须满足的一般条件是___________,___________。
(请用两个方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c)解析:通过化学方程式:2SO2+O2=2SO3可以看出,这是一个化学反应前后气体分子数不等的可逆反应,在定温、定容下建立的同一化学平衡状态。
起始时,无论怎样改变的物质的量,使化学反应从正反应开始,还是从逆反应开始,或者从正、逆反应同时开始,它们所建立起来的化学平衡状态的效果是完全相同的,即它们之间存在等效平衡关系。
我们常采用“等价转换”的方法,分析和解决等效平衡问题。