概念是解题的基石.只有深入理解概念的内涵和外延,才能在解题中触类旁通,游刃有余.人教版教材对等效平衡概念是这样表述的:“实验证明,如果不是从CO和H2O(g)开始反应,而是各取0.01molCO2和0.01molH2,以相同的条件进行反应,生成CO和H2O(g),当达到化学平衡状态时,反应混合物里CO、H2O(g)、CO2、H2各为0.005mol,其组成与前者完全相同(人教版教材第二册(必修加选修)第38页第四段).”这段文字说明了,化学平衡状态的达到与化学反应途径无关.即在相同的条件下,可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应开始,还是从既有反应物又有生成物开始,达到的化学平衡状态是相同的,平衡混合物中各组成物质的百分含量保持不变,也就是等效平衡.
建立相同平衡或相似平衡与外界条件有关,一是恒温恒容,二是恒温恒压.
①在恒温、恒容下 (方程式前后系数之比不同时)只要能使各物质的初始物质的量分别相等,就可以建立相同平衡.两个平衡的所有对应平衡量(包括正逆反应速率、各组分的物质的量分数、物质的量浓度、气体体积分数、质量分数等)完全相等.
(方程式前后系数之比相同时)只要能使各物质初始物质的量之比相等就可以建立相似平衡.即两平衡的关系是相等关系.两平衡中各组分的物质的量分数、气体体积分数、质量分数、各反应物的转化率等对应相等;而两平衡中的正逆反应速率、各组分平衡时的物质的量及物质的量浓度等对应成比例.
②在恒温、恒压下 只要使各物质初始浓度对应成比例即可建立相似平衡.即两平衡的关系是相似关系.两平衡中各组分平衡时的物质的量浓度、物质的量分数、气体体积分数、质量分数、各反应物的转化率等对应相等;两平衡中正与正,逆与逆速率各自对应成比例;而两平衡中各物质平衡时的物质的量 反应容器的体积 等对应成比例.
若实在无法理解 则可以借助理想气体状态方程考虑 PV=nRT P:压强 V:体积 n:物质的量
R:普适常量 T:热力学温度
等效平衡状态的分类和判断
⑴恒温恒容下,改变起始加入物质的物质的量,如通过可逆反应的化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相等,则达平衡后与原平衡等效
⑵恒温恒容下,对于反应前后都是气体且物质的量相等的可逆反应,改变起始加入物质的物质的量,只要按化学计量数,换算成同一半边的物质的量之比与原平衡相同,则达平衡后与原平衡等效
⑶恒温恒压下,改变起始加入物质的物质的量,只要按化学计量数,换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同,则达平衡后与原平衡等效