化學(xué)平衡中等效平衡的判斷與應(yīng)用

■聶慧巍

在相同的條件下,對(duì)于同一可逆反應(yīng),該反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,或是從中間狀態(tài)(既有反應(yīng)物又有生成物的狀態(tài))開始,只要達(dá)到平衡時(shí),平衡混合物中各組成成分的百分含量保持不變,則達(dá)到的平衡狀態(tài)相同,我們稱之為等效平衡。下面就通過一些例子對(duì)等效平衡進(jìn)行分析。

一、恒溫、恒容下的等效平衡

1.恒溫、恒容下左右兩邊氣體體積不相等的化學(xué)反應(yīng)。

分析：判斷①和②是不是達(dá)到相同的平衡狀態(tài),可以將②中2molSO3按照方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算到左邊,換算結(jié)果是和①完全相同的,那么我們可以判斷在等溫、等容下①和②達(dá)到相同的平衡狀態(tài)(注：以上相同的平衡狀態(tài)是指達(dá)到平衡后各組分的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量、百分含量等完全相同)。③與①或②還是相同的平衡狀態(tài)嗎? 我們利用隔離容器法進(jìn)行分析(如圖1),③相對(duì)于①平衡正向移動(dòng),各組分的量均發(fā)生改變,所以③和①不會(huì)達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。

圖1

總結(jié)：恒溫、恒容下左右兩邊氣體體積不相等的化學(xué)反應(yīng),將起始量按照方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算到某一邊后,各物質(zhì)的物質(zhì)的量完全相同,則達(dá)到相同的平衡狀態(tài)；若起始量換算到某一邊后,各物質(zhì)的物質(zhì)的量成倍改變,則各組分的所有量均發(fā)生改變。

2.恒溫、恒容下左右兩邊氣體體積相等的化學(xué)反應(yīng)。

分析同例1。

總結(jié)：恒溫、恒容下左右兩邊氣體體積相等的化學(xué)反應(yīng),將起始量按照方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算到某一邊后,各物質(zhì)的物質(zhì)的量完全相同,則達(dá)到相同的平衡狀態(tài)；若起始量換算到某一邊后,各物質(zhì)的物質(zhì)的量成倍改變,則各組分的百分含量不發(fā)生改變,而各組分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度均成倍改變。

二、恒溫、恒壓下的等效平衡

分析：將②中2molSO3按照方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算到左邊,換算結(jié)果是和①完全相同的,可以判斷在等溫、等壓下①和②達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。③與①或②還是相同的平衡狀態(tài)嗎? 我們利用隔離容器法進(jìn)行分析(如圖2),在恒溫、恒壓下,③相對(duì)于①平衡不移動(dòng),③中各組分的物質(zhì)的量、質(zhì)量都是①的2倍,③中各組分的物質(zhì)的量濃度、百分含量都和①相同。

圖2

總結(jié)：恒溫、恒壓下無論一個(gè)化學(xué)反應(yīng)左右兩邊氣體體積是否相等,起始量按照方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算到某一邊后,各物質(zhì)的物質(zhì)的量完全相同,則達(dá)到相同的平衡狀態(tài)；若起始量換算到某一邊后,各物質(zhì)的物質(zhì)的量成倍改變,則各組分的物質(zhì)的量濃度、百分含量不發(fā)生改變,但各組分的物質(zhì)的量、質(zhì)量均成倍改變。