等效平衡问题中值得注意的一个问题

２００８年第５期　河北理科教学研究　教法探讨　等效平衡问题中值得注意的一个问题　湖北省黄石市第三中学兰建祥４３５０００　在恒温恒压时，将起始混合物分别按化　学方程式中的计量系数比折算成同一方向的　反应物后，若各反应物的物质的量之比相　同，则建立等效平衡．如在相同温度、相同　压强下，向容积为Ｖ，　Ｖ的密闭容器中分　别充入：①ｍ　ｍｏ］Ａ＋，２　ｔｏｏｌ　Ｂ；②ｋｍ　ｔｏｏｌ　Ａ＋　ｎ　１１１０｜８，发生反应ｍＡ（ｇ）十　ｎＢ（ｇ）—　，，ｃ（ｇ）　ｇＤ（ｇ）后，达成的　平衡状态为等效平衡．　但是，有两种情况值得注意．　１　当最初投料方式与化学方程式计量系数　比一致时　在一个盛有催化剂、容积可变的密闭容　器中，保持一定的温度和压强，进行以下反　应：Ｎ２（ｇ）＋３ｔｔ：（ｇ）：－　＂２ＮＨ３（譬）．已　知加入ｌｍｏｌＮ，和３ｍｏｌＨ，时，达到平衡后　生成ｏｍｏ｜ＮＨ　，在相同温度、压强下，保　持平衡叫　各组分的体积分数不变．请填写下　表中的空格　起始反应物的物质的量￣ｔｏｏｌ　平衡时ＮＨ　的　Ｈ，－　　ＮＨ３　物质的量／ｔｏｏｌ　已知　ｌ　３　Ｏ　①　６　！）、一　　ｌ　③　ｉ　ｍ、，Ｊ、　取值要满足的条件是　解析：根据换算到同一边物质后各组分　的物质的量之比相同，且平衡时各组分的物　质的量与起始反应物的物质的量成正比，　得：　对投料状态①：设起始时ＮＨ３的物质　的量为　】，平衡时ＮＨ３的物质的量为ｙ１，　则　＝号，该式为恒等式，只需　。　／＞０　ｌｌｌＪ￣；平衡时　＝　，得　ｌ＝ｎ　（２＋０．５　１）．　对投料状态②：设Ｎ！，Ｈ２起始物质的　量分别为　ｚ，Ｙ２，平衡时ＮＨ３的物质的量　为。　，则　÷　：　１，得ｙ：＝３　：；平衡　时　＝　或　＿＋３ｉ—　＝　，得　：＝。　（　２＋０．５）或。２：号（ｙ２＋１．５）．　对投料状态③：设平衡时ＮＨ３的物质　的量为　ｓ，　＝　，ｎ＝３　ｍ，且　ｍ，ｎ，ｑ不能同时为０；平衡时　—　：旦或—　或　『＿　一：旦，得　ｘ　３’得　３＝０（ｍ＋０．５ｑ）或　３＝詈（ｎ＋　１．５　ｑ）．　所以ｍ，ｎ，ｑ取值要满足的条件是：　ｎ＝３　ｍ，且ｍ，，ｆ＇ｑ不能同时为０．　２　当最初投料方式与化学方程式计量系数　比不一致时　在一个盛有催化剂、容积可变的密闭容　器中，保持一定的温度和压强，进行以下反　・４　・　２００８年第５期　河北理科教学研究　教法探讨　应：Ｎ２（ｇ）＋３Ｈ２（ｇ）￣＂２ＮＨ３（ｇ）．已　对投料状态②：设Ｎ：，Ｈ２起始物质的　知加入１ｍｏｌＮ２和４ｍｏｌＨ２时，达到平衡后　生成ａｍｏｌ　ＮＨ３，在相同温度、压强下，保　持平衡时各组分的体积分数不变．请填写下　表中的空格．　起始反应物的物质的量／ｍｏｌ　Ｎ２　已知　１　量分别为　，　，则　÷等：　１，平衡时　＝　，－联３驮Ｌ　解方程组得：腈力程组侍：　２２：０，　，　，ｙ２＝０．５．　平衡时ＮＨ３的　物质的量／ｍｏｌ　Ｈ２　４　ＮＨ３　０　对投料状态③：设起始时ＮＨ　的物质　的量为　３，平衡时ＮＨ３的物质的量为Ｙ３，　则　＝　１平衡时　，①　②　１．５　６　０　１　Ｏ．５０　＝　，　联立解方程组得：　３＝２（，ｚ一４　ｒｎ），Ｙ３＝０　（ｎ一３　ｍ）．　③　ｍ　ｎ（ｎ≥４ｍ）　解析：根据换算到同一边物质后各组分　的物质的量之比相同，且平衡时各组分的物　质的量与起始反应物的物质的量成正比，　得：　由上述两例可以看出，当最初投料方式　与化学方程式计量系数比一致时，则各投料　方式中的结果不一定是唯一值；当最初投料　方式与化学方程式计量系数比不一致时，各　投料方式中的结果都是唯一值．注意这一　点，可以帮助我们更好地理解等效平衡的含　义．　对投料状态①：设平衡时ＮＨ　的物质　的量为　】，则　＝　ａ　，得Ｘ１＝１．５。．　（上接第４４页）　，　；（２）醛Ａ　在“Ｈ～Ｃ”键中得４种甲酸酯，除题于中　①⑤⑥外，②③④结构分别为　ｃＨ，，　／　＼　的异构体甚多，其中属于酯类化合物且结构　式中有苯环的异构体就有６种，它们是　／—＿、＼，＿＿＼　ｃＨ，，　ＣＯＯＣＨ３，　／—－＼　ＯＣＯＣＨ３，　ＨＣＯ０　／—＿＼　０ＯＣＨ　ＨＣＯ　ｏ＞＿＿ＣＨ　，　，　ＨＣＯＯ－－ＣＨ２　ｏ＞．　由此可以看出，对有机物同分异构体有　解析：（１）略，（２）醛Ａ的异构体一　酯，可以看成是“一ｃＯＯ一”穿插在　“Ｈ—Ｃ”键和“Ｃ—ｃ”键中形成的．醛Ａ扣　关知识的学习，只要把握有机物成键的一般　规律，抓住有机物结构特征，注意书写的技　巧与策略，必将达到事半功倍的学习效果．　除“一Ｃ０ｏ．＿”后，结构为　④　ＣＨ２一Ｈ，“一ｃＯ０一”穿插　・４６・