等效平衡的定义:
在一定条件下,只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的百分含量(体积、物质的量)均相同,这样的平衡互称等效平衡
等效平衡规律:
(1)在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体分子数改变的可逆反应,只改变起始时加入物质的物质的量,如果按化学方程式的化学计量关系转化为化学方程式中同一半边的物质,其物质的量与对应组分的起始加入量相同,则建立的化学平衡是等效的
恒温、恒容时,I、Ⅱ、Ⅲ这三种情况下达到的平衡完全等效。IV与I、Ⅱ、Ⅲ不等效。
(2)在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,改变起始时加入物质的物质的量,如果按化学方程式的化学计量关系转化为化学方程式同一半边的物质,其物质的量比与对成组分的起始加入量比相同,则建立的化学平衡是等效的。
I、Ⅱ、Ⅲ形成等效平衡,此处等效的含义是各物质的体积分数相同,同时,混合气体的平均摩尔质量
也相同,但各物质的浓度、物质的量、混合气体的密度、体系的压强、气体的反应速率等均不相同但成比例。
(3)在恒温、恒压条件下,改变起始时加入物质的物质的量,如果按化学计量数换算成化学方程式同一半边的物质,其物质的量之比与对应组分的起始加入量之比相同,则建立的化学平衡等效。
I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ形成等效平衡。说明等效平衡分析方法:“一边倒”——按化学计量关系将生成(反应)物全部转化为反应(生成) 物后再看是否相同或成比例。
应用盖斯定律进行计算的方法:
用盖斯定律结合已知反应的反应热求解一些相关反应的反应热时,其关键是设计出合理的反应过程,将已知热化学方程式进行适当数学运算得未知反应的方程式及反应热,使用盖斯定律时应注意以下问题:
(1)当反应方程式乘以或除以某数时,△H也应乘以或除以某数。
(2)反应方程式进行加减运算时,△H也同样要进行加减运算,且要带“+”“-”符号,即把△H看做一个整体进行运算
(3)通过盖斯定律计算并比较反应热的大小时,同样要把△H看做一个整体
(4)在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互互转化,状态由固→液→气变化时。会吸热;反之会放热
(5)当设计的反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。
反应焓变(反应热)的简单计算:
1.根据热化学方程式计算焓变与参加反应的各物质的物质的量成正比。
2.根据反应物和生成物的能量计算
△H生成物的能量总和一反应物的能量总和。
3.根据反应物和生成物的键能计算
△H反应物的总键能-生成物的总踺能。
4.根据盖斯定律计算
将两个或两个以上的热化学方程式进行适当的数学运算,以求得所求反应的反应热。
5.根据比热公式进行计算
6.反应焓变的大小比较在比较两个热化学方程式中,△H的大小时要带 “+”“-”,比较反应放出或吸收的热量多少时要去掉 “+”“-” .
1molH2完全燃烧生成气态水时放出的热量Q1小于2molH完全燃烧生成气态水时放出的热量Q2,即
.
化学平衡计算的一般思路和方法:
有天化学平衡的计算一般涉及各组分的物质的量、浓度、转化率、百分含量,气体混合物的密度、平均摩尔质量、压强等。通常的思路是写出反应方程式,列出相关量(起始量、变化量、平衡量),确定各量之间的火系,列出比例式或等式或依据平衡常数求解,这种思路和方法通常称为“三段式法”、如恒温恒压下的反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+ qD(g)
(1)令A、B的起始物质的量分别为amol,bmol 达到平衡后,A的消耗量为m·xmol,容器容积为VL。
则有:
(2)对于反应物
,对于生成物
(3)
(4)A的转化率
(5)平衡时A的体积(物质的量)分数
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