化学平衡态的符号可以概括为“一类五不变”,现以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例,提高学生对该符号的理解将抽象化为具体。
1.头等舱
“一级”是指正向反应速率与逆向反应速率相等,其含义是针对反应体系中的同一反应物(或产物),而不是针对同一反应中的不同物质。 如果用同一反应中的不同物质来表示反应速率和逆反应速率,则必须要求两个速率相反(不应避免单向速率)且两个速率之比等于相应的化学计量数。
试题中可以出现以下几种具体形式:
(1)同一物质的正反应速率等于逆反应速率,如υA(消耗)=υA(生产)或υD(消耗)=υD(生产)。
(2)一种反应物的正反应速率与另一种反应物的逆反应速率之比等于化学计量数的比值,如υA(消耗):υB(生产)=m:n,或υC(消耗):υD(生产)=p:q。
⑶ 反应物的正反应速率与产物的逆反应速率之比等于化学计量数的比值,如υA(消耗):υC(消耗)=m:p,或υB(产量) : υD (产量) = n:q。
(4)对于同一种物质,破坏化学键的物质的量等于形成化学键的物质的量。
2.五不变
“五个常数”是指反应混合物中各组分的浓度保持不变,即各组分的量保持不变; 各成分浓度保持不变; 各成分的百分比保持不变; 反应物的转化率保持不变; 对于所有气体的可逆反应,当m+n╪p+q时,混合气体的总量保持不变。
试题中可以出现以下几种具体形式:
(1)各组分物质的量保持不变,如在一定温度下的密闭容器中,A、B、C、D的分子数不会发生变化。
(2)各组分的浓度恒定,如当外界条件恒定时,有色物质参与或发生的可逆反应,混合气体的颜色不随时间变化。
(3)各组分的百分含量保持不变,如各组分的体积分数、物质的量分数、质量分数保持不变。
(4)反应物的转化率保持不变,如在一定条件下,A或B的转化率不会改变。
上述各项不仅适用于反应前后气体化学计量数之和不相等的可逆反应,也适用于反应前后气体化学计量数之和为的可逆反应。平等的。
⑸ 对于所有气体参与前后化学计量数发生变化的可逆反应,混合气体的总物质量保持不变。 例如,当m+n=p+q时,温度恒定时系统总压力不变; 当m+n╪p+q时,在恒温恒压下,系统总体积不变; 当m+n=p+q时,混合气体的平均相对分子质量在定体积下不变化。
化学平衡状态的两个特殊标志
在体积恒定的情况下,混合气体的密度可以作为化学平衡状态的标志吗? 这主要取决于是否有非气态物质参与或形成可逆反应。 因为该条件下的气体密度只与气体的质量有关,如果完全是气态物质参与的可逆反应,在体积恒定的条件下,无论是否达到平衡,气体的总质量混合气体不变,混合气体的密度不变。 此时不能作为化学平衡状态的判断标志。 气态物质参与的可逆反应,在体积恒定的条件下,只有达到平衡时,混合气体的总质量不会改变,混合气体的密度也不会改变。 此时,密度可以作为化学平衡状态的判断标志。