文档介绍：三段式计算
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[例1] 在一定条件下已测得反应2CO2====2CO+O2
其平衡体系的平均相对分子质量为M,则在此条件下二氧化碳的分解率为。
典例分析
[分析] 假设起始二氧化碳的物质的量为2mol,分解率为x
2 CO2 ====2 CO + O2
开始物质的量 2mol 0 0
转化的物质的量 2x 2x x
平衡物质的量 2—2x 2x x
根据质量守恒定律,反应前后气体的总质量为88g,反应后气体的总的物质的量为
(2—2x)+2x+ =2—x
由摩尔质量的定义得
M=88g/(2—x)mol
所以 x=(88—2M)/M
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,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.
等效平衡的内涵是,在一定条件下(等温等容或等温等压),只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的质量分数(或体积分数)都相同,这样的平衡互为等效平衡。
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等效平衡可分为三种类型:
(1)等温等容下,建立等效平衡的条件是:,在恒温恒容的两个相同容器中,分别投入1mol N2、3mol H2 与2mol NH3,平衡时两容器中NH3的质量分数相等.
(2)等温等压下,建立等效平衡的条件是:,在恒温恒压条件下的两个容器中, N2、5mol H2 与5mol N2、10mol H2,平衡时两容器中NH3的质量分数相等.
(3)对于反应前后气体体积数不变的可逆反应,无论是等温等容还是等温等压,只要按相同比例投料,达平衡后与原平衡等效
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[例2] ,充入2L密闭容器中,发生下列反应:
3A(g)+B(g)===xC(g)+2D(g)
经5秒钟反应达到平衡,生成1D,·L-1·s-1,则此反应中B的转化率为,C的化学计量数x为,A的平衡浓为。
[分析] 在反应方程式下用“三段式”列出各物质的开始、转化、平衡的量
3A(g)+B(g)===xC(g)+2D(g)
开始物质的量 3mol 0 0
转化的物质的量 mol 1mol
反应速率 ·L-1·s-1
平衡时物质的量 2 mol 1mol 1 mol
由D的生成量,根据方程式可计算出A、、。
所以,=20%。
由题意,D的反应速率为 1mol/(2L·5s)=·L-1·s-1
根据C、D的平均反应速率之比等于化学计量数比,可得x=2。
根据平衡时A的物质的量,A的平衡浓