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化學平衡狀態(tài)方法歸納之直接判斷法
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直接判斷法
1、若反應混合物中各組成成分的物質的量、質量,物質的量濃度或各成分的百分含量(體積分數(shù)、質量分數(shù)),轉化率,等不隨時間變化而變化。
2、若V正=V逆
(1)用同一種物質來表示反應速率時,該物質的生成速率與消耗速率相等。 即單位時間內生成與消耗某反應物(或生成物)的量相等,或單位時間內化學鍵斷裂量等于化學鍵的形成量。
。2)用不同種物質來表示反應速率時速率不一定相等但必須符合兩方面(i)表示兩個不同的方向。
。╥i)速率之比==化學方程式中相應的化學計量數(shù)之比。 間接判斷法 m總3、從反應混合氣體的平均相對分子質量M考慮 M?n總(I)若各物質均為氣體
對于非等化學計量數(shù)的反應,M一定時可做為達到平衡標志。
如: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)
對于等化學計量數(shù)反應, M一定時不能做為平衡標志。
如 :H2(g)+I2(g) 2HI(g)
(II)若有非氣體參與,無論等計量數(shù)或非等計量數(shù)反應,M一定時可做為達到平衡標志。
如:C(s)+O2(g)CO2(g) 、 CO2(g)+C(s)2CO(g)
4、從氣體密度考慮 v
。↖)當反應前后各成分均為氣體時
恒容:ρ不變時,不能做為達到平衡的標志。
恒壓: 等計量數(shù)的反應,ρ不變時,不能作為達到平衡的標志。
非等計量數(shù)的反應,ρ不變時,可做為達到平衡的標志。
(II)當有非氣體物質參與時
恒容:ρ不變時,可作為達到平衡的標志。
恒壓:ρ不變時,可作為達到平衡的標志。
5、從體系內部壓強考慮:
因為在恒溫、恒容條件下,氣體的物質的量越大則壓強p就越大,所以只需考慮氣體物質的量的變化量Δn(g)。
當Δn(g)=0,即等計量數(shù)的反應則p為恒值,不能作平衡標志。
當Δn(g)≠0,即非等計量數(shù)的反應則當p一定時,可做平衡標志。
6、反應體系中有顏色的物質,若體系顏色不變,則達到平衡。
注意:對于反應前后氣體體積不變的反應(即反應前后化學計量數(shù)相等的反應),通常不能用物質的量、容器的壓強、氣體的密度、平均相對分子質量等是否變化作為判斷平衡狀態(tài)的標志。
化學平衡狀態(tài)的判斷方法
直接觀察法:
濃度判斷:最直接的方法是觀察反應體系中各物質的濃度是否不再隨時間改變。當反應達到平衡時,無論是反應物還是生成物,其濃度都將保持恒定。
速率判斷:通過比較正反應速率和逆反應速率是否相等,可以推斷反應是否達到平衡。
間接觀察法:
百分含量判斷:反應物與生成物的百分含量穩(wěn)定,也是判斷化學平衡狀態(tài)的一個重要標志。
溫度判斷:若反應涉及溫度變化,體系溫度保持穩(wěn)定,也可以輔助判斷反應是否達到平衡狀態(tài)。
顏色判斷:對于有色物質參與的反應,體系顏色不再改變也是平衡狀態(tài)的一個直觀標志。
壓力或體積判斷:對于氣相反應,可以通過觀察體系的壓強(恒容體系)或體積(恒壓體系)是否保持不變來判斷反應是否達到平衡狀態(tài)。這適用于反應前后氣體分子數(shù)改變的反應。
平均分子量判斷:對于氣相反應,還可以觀察體系的平均分子量是否保持不變來判斷反應狀態(tài)。
影響化學平衡的因素
濃度:
增大反應物濃度或減小生成物濃度,平衡向正方向移動。
增大生成物濃度或減小反應物濃度,平衡向逆方向移動。
注意:改變固體或純液體的用量不影響化學平衡。
溫度:
在其他條件不變的情況下,升高溫度,平衡向著吸熱反應方向移動。
降低溫度,平衡向著放熱反應方向移動。
壓強:
對于有氣體參加且反應前后氣體總體積(或總物質的量)發(fā)生改變的反應體系,增大壓強會使化學平衡向著氣體體積縮小的方向移動;減小壓強會使平衡向著氣體體積增大的方向移動。
注意:壓強只影響有氣體參加且反應前后氣體總量發(fā)生變化的反應的化學平衡。恒容時通入惰性氣體,壓強增大但濃度不變,平衡不移動;恒壓時通入惰性氣體,體系總壓強不變但容積增大、濃度減小,平衡移動(相當于反應體系減壓)。
催化劑:
催化劑能夠同等程度地改變正逆反應的速率,因此使用催化劑不能使平衡發(fā)生移動,但可以改變達到平衡所需要的時間。
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