怎麼判斷是否達到化學平衡狀態

2022-07-27 22:15:09 字數 3999 閱讀 2467

解答化學平衡和速率的方法

在遇到關於化學平衡和速率問題時,首先分析清楚習題的疑問是關於化學反應速率的,還是關於化學平衡的。如果是有關反應速率的問題,始終把握如下幾點理論

1、溫度公升高時,反應速率增大,在此時對於可逆反應來說,正反應速率和逆反應速率都增大,而且正反應速率和逆反應速率增大的幅度一定不同,正向為放熱反應,則逆反應速率增大幅度大一些。

2、增大反應物的濃度,增反應速率增大,在剛加入反應物的那一時刻,逆反應速率和加入前相同,過了那乙個時刻,逆反應速率也增大;另外若所加物質為固體或純液體時,正逆反應速率都不變。除此外,增大一種反應物的濃度,其自身的轉化率降低,其它反應物的轉化率都增大。

3、增大壓強時,若不能使反應物和生成物濃度發生改變,則正逆反應速率都不變,如向體系內加入惰性氣體時,容器體積不變的情況。

4、增大壓強時,若能使反應物和生成物濃度發生改變,反應速率增大。在此時對於可逆反應來說,正反應速率和逆反應速率都增大,正反應速率和逆反應速率增大的幅度可能相同也可能不同,反應物中氣體的計量數大於生成物中氣體的計量數時,則正反應速率增大幅度大一些。

5、催化劑對可逆反應來說,正反應速率和逆反應速率都增大,正反應速率和逆反應速率增大的幅度一定相同。

如果是化學平衡類的問題,首先注意體系為恆容容器還是恆壓容器,然後要分析清楚是化學平衡中的哪一型別的問題,不同的型別要用不同的解題方法分析,在化學平衡類的習題中包含的型別主要有如下五種:

1、判斷某狀態時是否為平衡狀態,這類問題主要會從以下幾個方面提出,每個方面都要把握其原理和本質。(1)、所有物質的濃度或物質的量都保持不變時,達到了平衡狀態。(2)、正逆反應速率相等時,達到平衡狀態。

但是這種問題中一定要注意,必須是同一種物質的生成速率等於其消耗速率,或同一種物質的化學鍵斷裂速率等於其化學鍵的生成速率。若選項中指的不是同一種物質,要根據不同物質的反應速率之比等於它們的計量數之比進行轉化。(3)、對於恆容容器來說,體系內氣體的總壓強保持不變,有時也能確定其達到了平衡狀態。

反應前後氣體的總物質的量不變的反應除外。(4)、對於恆壓容器來說,體系內氣體的總體積保持不變,有時也能確定其達到了平衡狀態。反應前後氣體的總物質的量不變的反應除外。

(5)、體系內氣體的平均分子量保持不變,或體系內氣體的密度保持不變,一般能確定達到了平衡狀態,但這種情況的反例較多,要能夠認真分析。

2、判斷平衡移動方向。化學平衡的移動的本質原理是,改變條件以後導致正逆反應速率不再相等,才使平衡發生移動,若使正反應速率達與你反應速率則平衡一定正向移動。注意平衡正向移動只能說明改變條件後的那乙個時刻,正反應速率比逆反應速率大,而不能說明正反應速率比改變條件前大,也可能比改變條件前小。

判斷移動方向時要深刻理解勒沙特列原理,平衡是乙個能夠自我調節外界變化的反應。若外界條件使溫度公升高,即外界提供了能量給體系,則平衡進行自我調節,將外界提供的能量儲存到物質內部,使溫度再降下來,這樣平衡一定要向吸熱方向移動,但溫度下降後,一定比外界提供能量前要高,比提供能量的那乙個時刻要低;若外界條件使壓強增大,平衡進行自我調節,將壓強再降下來。而在體積固定時,壓強與氣體的物質的量成正比,這樣平衡一定要向氣體物質的量減少的方向移動,但壓強下降後,一定比外界增壓前要高,比增壓的那乙個時刻要低.

3、化學平衡中的影象問題在解決影象問題時要注意(1)橫座標和縱座標的意義;(2)曲線走向;(3)曲線的起點、終點、拐點所代表的含義。在縱座標是速率時,注意曲線陡峭程度越大,反應速率越快。

4、等效平衡問題在等效平衡類的習題題幹中,經常會出現「體積分數」四個字,即見到此四字,就應該知道是等效平衡的習題。這類習題一般又分作兩種型別,第一種是提供幾種起始條件,判斷哪種條件與原條件形成平衡後各種物質的體積分數相同或不同;第二種是比較兩種不同的起始條件下,某種物質的體積分數的大小。以上兩種型別解決時的方法也不同:

第一種型別,首先要將每一種條件全部轉化為相同的起始情況,然後再和原條件相比,看平衡是否移動,作出判斷。

第二種型別,要分析兩種起始條件下,是否能把第二種條件看成是第一種條件的簡單倍數或簡單分數,若是簡單倍數,則第二種起始條件達到平衡時的狀況可以看作,兩個或幾個第一種起始條件達到平衡後的體系簡單地疊加起來後再壓縮為乙個體積。在壓縮前和第一種情況完全相同,疊加後是否相同就要看平衡怎樣移動了。若是簡單分數,則第二種起始條件達到平衡時的狀況可以看作,將第一種起始條件達到平衡後的體系切分出一部分來,再拉伸為乙個體積。

在拉伸前和第一種情況完全相同,拉伸後是否相同同樣要看平衡怎樣移動了。

5、化學平衡的計算問題在化學平衡中一旦涉及到具體數值的問題,一定是關於化學平衡的計算問題。遇到此類問題無需過多思考,直接按照三段式進行求解。千萬不要死盯著習題看而不動筆,那樣只是浪費時間,要看見題就動筆寫,當然不是無目的地寫,書寫內容按照下列步驟進行:

(1)書寫化學方程式(參看已知條件中的方程式)(2)將起始時各種物質的量對應地列在物質下方,此為第一段。此段書寫時要參考已知條件,並寫出單位。(3)在每種物質下方用其計量數乘上乙個 " x " 對應地列在此物質下方,此為第二段。

(4)反應物下方用第一段中的數值減去第二段中的數值對應地列在此物質下方,生成物下方用第一段中的數值加上第二段中的數值對應地列在此物質下方,此為第三段。在書寫第二段和第三段時不要參考已知條件。(5)在將以上三段內容列出後,再參考已知條件可以列出含有" x " 的方程,從而將" x " 的具體數值解出,最後再根據要求進行計算。

有關化學反應速率和化學平衡的習題中,最容易出現的問題是把反應速率的影響和化學平衡的影響放在一起進行分析,因此在解題過程中一定要將兩者清晰的分離開。

一、化學平衡狀態的判斷:具體表現為「一等六定」:

一等:正逆反應速率相等;

六定:① 物質的量一定,② 平衡濃度一定,③ 百分含量保持一定,④ 反應的轉化率一定,⑤ 產物的產率一定,⑥ 正反應和逆反應速率一定。

除了上述的「一等六定」外,還可考慮以下幾點:

①同一物質單位時間內的消耗量與生成量相等。

②不同物質間消耗物質的量與生成物質的量之比符合化學方程式中各物質的化學計量數比。

③在一定的條件下,反應物的轉化率最大,或產物的產率最大。

④對於有顏色變化的可逆反應,顏色不再改變時。

對於反應前後氣體總體積變化的可逆反應,還可考慮以下幾點:

①反應混合物的平均相對分子量不再改變。

②反應混合物的密度不再改變。

③反應混合物的壓強不再改變。

還可以從化學鍵的生成和斷裂的關係去判斷是否處於化學平衡狀態。

二、化學平衡狀態的標誌

1、等速標誌:

指反應體系中用同一種物質來表示的正反應速率和逆反應速率相等。

即 v(正)= v(逆)

2、各組分濃度不變標誌:

因為v(正)= v(逆)≠0,所以在同一瞬間、同一物質的生成量等於消耗量。總的結果是混合體系中各組成成分的物質的量、質量、物質的量濃度;各成分的體積分數、質量分數;轉化率等不隨時間變化而改變。

3.有氣體參與的可逆反應:

(1)從反應混合氣體的平均相對分子質量(m)考慮:m=m(總)/n(總)

①若各物質均為氣體:

當氣體△n(g)≠0時,若m一定時,則標誌達平衡。如2so2(g)+o2(g) 2so3(g)

當氣體△n(g)=0時,若m為恆值,無法判斷是否平衡。如h2(g)+i2(g) 2hi(g)

②若有非氣體參加:無論△n(g)≠0或△n(g)=0時,當若m一定時,則標誌達平衡。 如c(s)+o2(g) co2(g)、co2(g)+ c(s) 2co(g)

(2)從氣體密度考慮:密度=質量/體積

①若各物質均為氣體:

a.恆容:密度總為恆值,不能作為平衡標誌。

b.恆壓:a. △n(g)=0時,密度總為恆值,不能作為平衡標誌。

b. △n(g)≠0時,密度為一定值,則可作為平衡的標誌。

②若有非氣體參加:

a.恆容:密度為一定值,則可作為平衡的標誌。

b.恆壓:△n(g)=0時,密度為一定值,則可作為平衡的標誌。

(3)從體系內部壓強考慮:因為恆溫、恆容條件下,n(g)越大,則壓強就越大。若各成分均為氣體時,只需考慮△n(g)。

①△n(g)=0時,則壓強為恆值,不能作為平衡標誌。

②△n(g)≠0時,當壓強為一定值,可作為平衡的標誌。

(4)從體系內部溫度考慮:

當化學平衡尚未建立或平衡發生移動時,反應總要放出或吸收熱量。若為絕熱體系,當體系溫度一定時,則標誌達到平衡。

化學平衡狀態的判斷習題

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