En el examen de ingreso a la universidad de química, la determinación del equilibrio químico es un punto clave y difícil. Cómo resolver este tipo de problema, discutiré mi entendimiento con usted aquí. El curso obligatorio 2 de la edición de educación popular describe el equilibrio químico de la siguiente manera: para una reacción reversible, cuando la reacción avanza hasta cierto punto, la velocidad de reacción directa y la velocidad de reacción inversa son iguales, y las concentraciones de los reactivos y productos ya no cambian. , alcanzando un estado estacionario superficial. Lo llamamos "estado de equilibrio químico". Por lo tanto, podemos considerar si una reacción alcanza el equilibrio desde dos aspectos: las velocidades de reacción positiva y negativa son iguales y las concentraciones de reactivos y productos permanecen sin cambios.
Juzgar el equilibrio a partir de la igualdad de velocidades de reacción positivas y negativas;
Ejemplo 1. Lo siguiente puede probar que N2+3 H2 2n 3 ha alcanzado el equilibrio ().
a. Al consumir 1molH2, se produce 1molH2.
b, se rompe el enlace 1 N≡N y se rompe el enlace 6 H-H.
Tensión positiva (NH3) = 1/3V tensión inversa (H2)
d, V(NH3) = 1/3V(H2)
Análisis: Al utilizar este criterio para juzgar que una reacción ha alcanzado el equilibrio, se debe prestar atención a dos puntos: primero, si las reacciones positivas y negativas ocurren al mismo tiempo, se excluye la opción D, y no se sabe si el signo igual se refiere a una reacción positiva o reacción negativa; en segundo lugar, las velocidades de reacción positiva y negativa son iguales. Si es la misma sustancia y su producción y consumo son iguales, significa que la reacción ha alcanzado el equilibrio, por lo que la opción A es correcta. Si son sustancias diferentes, las velocidades de reacción positiva y negativa que representan deben cumplir con la relación estequiométrica, por lo que B es incorrecta y C es correcta.
Respuesta: AC
Juzga el equilibrio por el hecho de que las concentraciones de reactivos y productos ya no cambian;
En primer lugar, encontramos la esencia de esto. criterio: dado que la concentración de reactivos y productos ya no cambia; en el equilibrio, la producción y el consumo de reactivos y productos son iguales. Las cantidades más básicas de sustancias, como la cantidad y la calidad, permanecen sin cambios. Realizado en un recipiente de volumen fijo, la cantidad de sustancias naturalmente permanece sin cambios. Si se trata de una reacción reversible que involucra gas, también se pueden derivar la presión, la fracción de volumen, la densidad del gas y la masa molecular relativa promedio del gas para determinar si la reacción ha alcanzado el equilibrio. Para sustancias coloreadas, la invariancia del color también se puede utilizar para determinar el equilibrio.
Ejemplo 2. Para la reacción H2+I2·2HI, los signos de equilibrio son: ()
1. La cantidad de sustancias gaseosas no cambia
b. igual.
c. La relación cuantitativa de las tres sustancias es 1:1:2.
d, la concentración de cada sustancia es un valor constante.
Análisis: Esta es una reacción en la que el número de moléculas de gas permanece sin cambios antes y después de la reacción, por lo que se alcance o no el equilibrio, la cantidad de sustancia gaseosa no cambiará, por lo que A está equivocado; cuando se alcanza el equilibrio, la cantidad y concentración de cada sustancia alcanza un valor fijo, que no es necesariamente igual o consistente con la relación estequiométrica, por lo que B y C están equivocados y D es correcto.
Respuesta: d
Ejemplo 3. En un recipiente cerrado de volumen fijo se realiza la siguiente reacción: N2+3H2 2NH3. Al comienzo de la reacción, se agregaron 10 moles de H2 y N2. Después de un período de reacción, la reacción alcanzó el equilibrio. Los siguientes datos no prueban que la reacción alcance el equilibrio ().
La fracción de masa de a y N2 es una constante.
Las fracciones de contenido de B y H2 son valores constantes.
c, la fracción contenida en NH3 es un valor constante.
La concentración de D y N2 es una constante.
Análisis: Utiliza el método de tres etapas para resolver el problema
N2 + 3H2 2NH3
Inicio: 10 mol
Convertir: xmol 3xmol 2xmol
Tiempo de prueba: 10-xmol 10-3 xmol 2 xmol
A través del cálculo, se puede ver que la fracción de masa de N2 en el tiempo t es (10-x )/(20-2x)=0,5. Esto muestra que, independientemente de si la reacción alcanza el equilibrio, en cualquier momento t, la fracción de masa de N2 es un valor constante, por lo que la fracción de masa de N2 no se puede utilizar para juzgar si la reacción ha alcanzado el equilibrio.
La fracción de masa de H2 en el momento t es (10-3x)/(20-2x), que cambia con el cambio de X. Cuando está en equilibrio, X no cambiará y este valor no cambiará. De manera similar, la fracción molar de NH3 en el momento t es 2x/(20-2x), que cambia con el cambio de X. Cuando está en equilibrio, X ya no cambia, por lo que la fracción molar de H2 y NH3 se puede determinar como un valor fijo La reacción alcanza el equilibrio. Cuando está en equilibrio, la masa de N2 ya no cambia, por lo que el valor de la opción D también se puede utilizar para determinar el equilibrio. En resumen, la respuesta a esta pregunta es a.
Respuesta: Respuesta
Ejemplo 3: En un recipiente cerrado con volumen constante se realiza la siguiente reacción: A(s) + 3b(g), 2c(g) + d (g), lo siguiente no puede probar que la reacción alcance el equilibrio ().
La masa de a ya no cambia.
La cantidad y concentración de la sustancia B ya no cambian.
La presión total del gas mezclado ya no cambia.
La masa molecular relativa media del gas mezclado ya no cambia.
Análisis: Cuando se alcanza el equilibrio, la cantidad, masa y calidad de cada sustancia no cambiarán, por lo que se pueden utilizar las opciones A y B para juzgar el equilibrio porque es un recipiente cerrado con un volumen constante; , el número de moléculas de gas permanece sin cambios antes y después de la reacción, y la presión total del gas antes y después de la reacción permanece sin cambios independientemente de si alcanza el equilibrio, por lo que no puede usarse como criterio para determinar si la reacción alcanza el equilibrio. Debido a que el volumen total del sistema de reacción es constante, la masa total del gas antes y después de la reacción cambia. Según M = m total / n total, la masa molecular relativa promedio del gas ha ido cambiando cuando está desequilibrado. por lo que este valor se puede utilizar para juzgar el equilibrio. En resumen, la respuesta es c.
Respuesta: c
Ejemplo 4: La siguiente reacción se realiza en un recipiente cerrado con volumen constante: 2NO2 (g) N2O4 (g). alcanza el equilibrio ().
La presión total del gas mezclado es un valor constante.
La densidad de una mezcla de gases es una constante.
La masa molar media de una mezcla de gases es una constante.
El color de la mezcla de gases ya no cambia.
Análisis: Al ser un recipiente cerrado con un volumen constante, el número de moléculas de gas cambia antes y después de la reacción, por lo que la presión total del gas sigue cambiando cuando no está equilibrada. En equilibrio, el número total de moléculas de gas permanece sin cambios y la presión total del gas no cambia, por lo que puede utilizar esta opción para hacer un juicio de equilibrio porque la masa y el volumen totales del gas antes y después del La reacción no cambia, por lo que independientemente de si se alcanza el equilibrio, la densidad del gas mezclado es un valor constante según ρ=m/V según M= m total/n total, porque el número de moléculas de gas siempre cambia; , y la cantidad total de gas antes y después de la reacción también cambia, por lo que la masa molar promedio del gas es un valor cambiante cuando está desequilibrado, que se puede utilizar para juzgar el equilibrio cuando está desequilibrado, la cantidad de; El color del NO2 siempre está cambiando. Cuando se alcanza el equilibrio, la cantidad de NO2 y el color del gas mezclado ya no cambian, lo que también se puede utilizar para juzgar el equilibrio.
Respuesta: b
Ejemplo 5: Determinar si la siguiente afirmación es correcta: En un recipiente cerrado y a presión constante se realiza la siguiente reacción: N2+3H2 2NH3, manteniendo la densidad de los cambios de la constante de los gases mezclados, se puede juzgar que la reacción ha alcanzado el equilibrio.
Análisis: Debido a que esta es una reacción en la que el número de moléculas de gas cambia antes y después de la reacción, para mantener inalterada la presión en el recipiente antes de alcanzar el equilibrio, el volumen del recipiente, es decir , el volumen total del gas, debe seguir cambiando, pero la masa total del gas permanece sin cambios. Según ρ=m/V, podemos saber que la densidad promedio del gas cambia cuando no está en equilibrio, pero no cambia una vez que alcanza el equilibrio, por lo que esta afirmación es correcta.
Respuesta: Correcta.