皇泉州民德市追俊学校化学平衡中的效平衡问题一.效平衡原理
一条件下(恒温、或恒温、恒压,对同一可逆反,只要起始时加入的物质的物质的量不同,而达到化学平衡时,各物质的百分含量(体积分数或物质的量分数均相同,这样的平衡互称为效平衡。
效平衡的建立与途径无关,与外界条件和物质用量有关。因而同一可逆反,从不同的状态开始,只要达到平衡时条件相同(温度、浓度、压强)完全相同,则可形成效平衡。
如:常温常压下,可逆反:
2SO2 + O2 ① 2 mol ② 0 mol ③
0.5 mol 1 mol 0 mol 2SO3 0mol
2mol
0.25mol
1.5mol ①从正反开始,②从逆反开始,③从正逆反同时开始,由于①、②、③三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反物,对各组分的物质的量均相(如将②、③折算成①),因此三者为效平衡。
二.效平衡的规律
效类型 条 件
(1) 恒温、
折算为方程式同一(2) 恒温、
(3) 恒温、恒压
折算为方程式同一边物质,折算为方程式同一边物质,其“量”符合同一比例 反前、后气体体积相 aA(g+bB(g
cC(g 其“量”符合同一比例
起始投料
边物质,其“量”相同
对反的要求
任何可逆反 任何可逆反
完全效:各物质的效情况
百分含量、浓度、(a+b=c+d
不完全效:各物质的百分含不完全效:各物质的百分含量相同,但各物质的浓度、量相同,但各物质的浓度、物质的量不一相同
物质的量不一相同
物质的量均相同
三.典例剖析
例1.向某密闭容器中充入1mol CO和2mol H2O(g发反COH2O(gCO2H2。当反达到平衡时CO的体积分数为x。若维持体积和温度不变,起始物按下列四种配比充入此容器中,达到平衡时CO的体积分数大于x的是( )
A.0.5mol CO + 2mol H2O(g + 1mol CO2 + 1mol H2 B.1mol CO + 1mol H2O(g + 1mol CO2 + 1mol H2 C.0.5mol CO + 1.5mol H2O(g + 0.4mol CO2 + 0.4mol H2 D.0.5mol CO + 1.5mol H2O(g + 0.5mol CO2 + 0.5 mol H2
解析:本题是一个效平衡的题目,在维持容器体积和温度不变的条件下,A项相当于1.5mol CO和3mol H2O(g反,与原始比例1︰2相同,构成比平衡,所以达到平衡后CO的体积分数于x;B项相当于向容器中充入1mol CO和2mol H2O(g达到平衡,然后再充入1mol CO ,故前一步旨在建立全平衡,再充入1mol CO 虽使平衡正向移动,但移动是由CO的浓度增加引起的,所以CO的体积分数增大;C项相当于0.9mol CO和1.8mol H2O(g(两者比值1︰2)反,达到平衡后,再充入0.1mol H2O,故加入水使平衡正向移动, CO的体积分数小于x;D相当于1mol CO和2mol H2O(g反,与衡全,故 CO的体积分数于x,只有B项合理。
答案:B
例2.在一温度下,把2mol SO2和1mol O2通入一容积的密闭容器里,发生如下反:2SO2+O22SO3并达到平衡状态。现在该容器中维持温度不变,令a、b、c分别为初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量。如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一的相互关系,才能保证达到平衡时反混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时完全相同,请填写下列空白:
(1)若a=0、b=0则c= mol