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文檔簡介
一、兩看1.看反應(yīng)條件,看反應(yīng)是在恒溫恒容下,還是恒溫恒壓下,還是絕熱恒容容器下進行的。2.看反應(yīng)特點,看反應(yīng)物和生成物中是否存在固體或液體,如有固體或液體則要斜線畫掉;接下來再看氣體系數(shù)總和前后是否相等,若相等則該反應(yīng)是等體積反應(yīng),若不相等則是非等體積反應(yīng)。二、判斷標志1.任何情況下均可作為判斷標志的1.1對于同種物質(zhì):該物質(zhì)的生成速率=消耗速率,即V正(A)=V逆(A)1.2對于不同物質(zhì):對上圖比例式進行交叉相乘,可以得到bV正(A)=aV逆(B),必須一個正反應(yīng)速率,一個逆反應(yīng)速率,即“一正一逆,系數(shù)交換”。注意V正(A):V逆(B)=a:b只有在平衡狀態(tài)才成立,而V(A):V(B)=a:b在任何時候下都成立,故V(A):V(B)=a:b不能作為判斷平衡的標志。1.3反應(yīng)物與生成物在單位時間物質(zhì)的量、質(zhì)量、化學鍵的斷裂和生成等的變化也能體現(xiàn)速率如可逆反應(yīng)N2
+3H2=2NH3中,以下3種情況均可以作為判斷平衡的標志。
①1個N≡N鍵斷裂同時有3個H-H鍵生成,因為正反應(yīng)中N≡N鍵是斷裂的,逆反應(yīng)中H-H鍵是生成的。②1個N≡N鍵斷裂同時有6個N-H鍵斷裂,因為正反應(yīng)中N≡N鍵是斷裂的,逆反應(yīng)中N-H鍵是斷裂的。③1molN2消耗同時有3molH2生成,因為正反應(yīng)中N2被消耗,逆反應(yīng)中H2被生成。即給出的若是方程式同側(cè)物質(zhì),應(yīng)該是一物質(zhì)消耗另一物質(zhì)生成;給出的若是方程式兩側(cè)物質(zhì),則應(yīng)該是同樣的消耗或同樣的生成。1.4各組分的量(物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量、物質(zhì)的量分數(shù)或質(zhì)量分數(shù))不再改變。如果可逆反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行,反應(yīng)物的以上各量逐漸減少,生成物的以上各量逐漸增多,以上各量隨反應(yīng)進行而改變均為變量,只有當平衡時以上各量才不再改變。一個“變量”當其“不變”時則為平衡狀態(tài)。即變量不變則平衡。2.在一定條件下可作為判斷標志的2.1顏色如在固定體積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2NO2(g)=2NO(g)+O2(g),混合氣體的顏色不再改變可以判斷反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)。因為該反應(yīng)中NO2是紅棕色氣體,混合氣體的顏色其實就是看C(NO2),混合氣體的顏色不再改變其實就是C(NO2)不再改變。該反應(yīng)若向正反應(yīng)方向進行,C(NO2)逐漸減小,C(NO2)是變量,所以混合氣體的顏色不再改變可以判斷反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)。2.2總壓強如在恒溫恒容的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),混合氣體的總壓強不再改變可以判斷反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)。該反應(yīng)氣體系數(shù)總和前后不相等,反應(yīng)前4個氣體,反應(yīng)后2個氣體,若反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行,氣體變少,N減小,所以n=N÷NA是變量。概括一下就是說n看氣體系數(shù),氣體系數(shù)總和前后不相等n是變量,氣體系數(shù)總和前后相等n是不變量。因為在理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT中,V因為容器恒容是不變量,T因為恒溫是不變量,R因為是常數(shù)也是不變量。V、T、R均是不變量,n是變量,則P必為變量,所以可以判斷反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)。
2.3混合氣體平均相對分子質(zhì)量①在固定體積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g),混合氣體平均相對分子質(zhì)量M不再改變可以判斷反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)。該反應(yīng)中反應(yīng)物、生成物都是氣體,密閉容器中里面的氣體出不去,外面的氣體也進不來,無論怎么反應(yīng),容器內(nèi)氣體總質(zhì)量不變,m為不變量。概括一下就是說,m只算氣體質(zhì)量,全是氣體的反應(yīng)m是不變量,部分是氣體的反應(yīng)m是變量。而n看氣體系數(shù),該反應(yīng)氣體系數(shù)總和前后不相等n是變量。在公式M=m÷n中,m為不變量,n為變量,則M必為變量,所以可以判斷反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)。②在固定體積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):H2NCOONH4
(s)=2NH3(g)+CO2(g),混合氣體平均相對分子質(zhì)量不再改變不可以判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。隨著反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行,固體H2NCOONH4
逐漸減少,氣體NH3、CO2逐漸增多,使得反應(yīng)后氣體總質(zhì)量逐漸增多,即m只算氣體質(zhì)量,該反應(yīng)中部分物質(zhì)是氣體所以m是變量;而n看氣體系數(shù),該反應(yīng)氣體系數(shù)總和前后不相等n是變量。在公式M=m÷n中,m、n均為變量,則M是否為變量無法分析。我們換個思路來分析,設(shè)反應(yīng)生成NH32xmol,CO2xmol,則M=m÷n=(2x·17+x·44)÷3x=26,M為不變量,所以不可以判斷反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。③在固定體積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):C(s)+CO2(g)=2CO(g),混合氣體平均相對分子質(zhì)量M不再改變可以判斷反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)。由于m只算氣體質(zhì)量,該反應(yīng)中部分物質(zhì)是氣體所以m是變量;而n看氣體系數(shù),該反應(yīng)氣體系數(shù)總和前后不相等n是變量。在公式M=m÷n中,m、n均為變量,則M是否為變量無法分析。我們采用極端假設(shè)思想來分析,若氣體全為CO2,M=44;若氣體全為CO,M=28;若反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行,CO2減少CO增多,M更接近28,所以M是變量,可以判斷反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)。(4)密度①在固定體積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):C(s)+CO2(g)=2CO(g),混合氣體密度不再改變可以判斷反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)。由于m只算氣體質(zhì)量,該反應(yīng)中部分物質(zhì)是氣體所以m是變量;V因為固定體積是不變量,所以密度=m÷V是變量,可以判斷反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)。②恒溫恒壓的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g),混合氣體密度不再改變可以表明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)。由于m只算氣體質(zhì)量,該反應(yīng)中反應(yīng)前后全是氣體m是不變量;而n看氣體系數(shù),該反應(yīng)氣體系數(shù)總和前后不相等n是變量。PV=nRT中,T、P、R均為不變量,n是變量,則V必為變量,所以密度=m÷V是變量,可以判斷反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)。(5)溫度在一個絕熱恒容的密閉容器中,發(fā)生可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g),體系的溫度不再改變可以判斷反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)。此容器為絕熱容器,里面的熱量出不去,外面的熱量進不來。而反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量往往不相等,導致一個反應(yīng)要么放熱要么吸熱,所以容器內(nèi)的熱量就會發(fā)生變化,溫度就會發(fā)生變化,溫度是個變量,可以判斷反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)。3.不能作為判斷標志的“四情況”①反應(yīng)組分的物質(zhì)的量之比等于化學方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學系數(shù)之
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