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分子运动速度与分子间距例子(平均分子量随平衡移动的变化)

分子运动速度与分子间距例子(平均分子量随平衡移动的变化)( 0.9 2.7 0.2)=34÷3.8M=(0.9×28 2.7×2 0.2×17) ÷M=(1×28 3×2)÷(1 3)=8.5(g/mol)当加压时,平衡向正反应方向移动,设有10%的N2转化为HN3,则平衡时各组分的物质的量是:n(N2)=0.9mol n(H2)=2.7mol,n(NH3)=0.2mol,此时:

分子运动速度与分子间距例子(平均分子量随平衡移动的变化)(1)

平衡体系中平均摩尔质量可用M=m总/n平进行计算,式中m总为平衡时气体的总质量n平为平衡时气体的总物质的量,但是,当条件改变引起平衡发生移动时,由于m总和n平因物质状态的不同均可能发生变化,因此,其平均摩尔质量M也将可能发生变化。下面我们将平衡移动后M随物质状态的变化规律归纳如下:

一、反应中各物质均为气态

1.平衡向体积减小方向移动

设在反应N2 2H2=2NH3中,N2和H2的物质的量各为1mol和3mol,其平均摩尔质量为:

M=(1×28 3×2)÷(1 3)

=8.5(g/mol)

当加压时,平衡向正反应方向移动,设有10%的N2转化为HN3,则平衡时各组分的物质的量是:n(N2)=0.9mol n(H2)=2.7mol,n(NH3)=0.2mol,此时:

M=(0.9×28 2.7×2 0.2×17) ÷

( 0.9 2.7 0.2)=34÷3.8

=8.95(g/mol)

可见,改变条件使平衡向体积减小的方向移动时,m总不变,n平减小,故M增大。

2.平衡向体积增大的方向移动

设在反应2NH3=N2 3H2中有2molNH3,其分子量为17。若NH3的转化率为10%,则n(NH3)=1.8mol n(N2)=0.1mol,n(H2)=0.3mol。

M=(1.8×17 0.1×28 0.3×2)÷

(1.8 0.1 0.30)=(30.6 2.8 0.6)

÷2.2=34÷2.2=15.45(g/mol)

即改变条件使平衡向体积增大的方向移动时,m总不变,n平增大,故M减小。

3.分子数相等的反应,改变条件平衡不移动

如反应:2HI =H2 I2(气)

方程式两端气体分子数相同,不论怎样改变条件(温度、压强等),m总和n平均未发生变化,故M不会改变。

二、反应中既有固体(或液体),也有气体

1.方程式一端有气体、固体物质,另一端为气体物质。如反应:

2NH3 CO2=CO(NH2)2(固) H2O(气)

反应中若增大压强,平衡向正反应方向移动,若有2molNH3和1molCO2(质量共2×17 1×44=78 g),物质的量为2mol 1mol=3mol,气体物质的物质的量减少了2/3,质量减小了60/78, 大于2/3,质量减小的倍数大于气体物质的量减少的倍数,其M减小。故这类题需进行简单计算后比较气体质量与物质的量变化的倍数,从而确定M的变化。一般平衡向生成固体的方向移动,气体物质的M减小。

2.固体反应物完全分解为气体的反应

如反应:

NH4HCO3 =NH3↑ CO2↑ H2O

完全分解,其平均摩尔质量为:

M=(1×17 1×44 1×18)÷

(1 1 1)=79÷3=1/3M(NH4HCO3)

=26.3(g/mol)

即固体物质完全分解为气体的反应,其平均摩尔质量的数值为1mol固体反应物质量除以这1mol固体反应物分解所得气体的物质的量。

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