等效平衡原理及规律

等效平衡原理及规律
等效平衡原理及规律

等效平衡原理及规律 Prepared on 22 November 2020

等效平衡原理及规律

一、等效平衡原理

在一定条件(定温、定压或定温、定容)下,对于同一可逆应,只要起始时加入物质的物质的量不同,而达到平衡时,同种物质的物质的量或物质的量分数(或体积分数)相同,这样的平衡称为等效平衡。

如,常温常压下,可逆反应:2SO2 + O2 2SO3 SO2、O2、SO2的物质的量分别为①2mol 1mol 0mol②0mol 0mol 2mol③

①从正反应开始,②从逆反应开始,③从正逆反应同时开始,由于①、②、③三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物,对应各组分的物质的量均相等(如将②、③折算为①),因此三者为等效平衡

二、等效平衡规律

根据反应条件(定温、定压或定温、定容)以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否相等),可将等效平衡问题分成三类:

I.在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体分子数改变的可逆反应只改变起始时加入物质的物质的量,如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。

例1.在一固定体积的密闭容器中,加入2 mol A和1 mol B发生反应

2A(g)+B(g)3C(g)+D(g),达到平衡,c的浓度为w mol/L。若维持容器体积和温度不变,下列四种配比作为起始物质,达平衡后,c的浓度仍为w

mol/L的是

A. 4 mol A +2 mol B

B. 1 mol A+ mol B+ mol C+ mol D

C. 3 mol C+1 mol D +1 mol B

D. 3 mol C+1 mol D

解析:根据题意:

2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g) (反应1)<==> 2A(g)+B(g)==3C(g)+ D(g)(反应2) 2mol 1mol 0 0 0 0 3mol 1mol

2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g) (反应3)<==> 2A(g)+B(g)== 3C(g) + D(g)(反应4) 1mol 0 0 0 0

所以,以3 mol C+1 mol D 或以1mol A+ mol B+ C+ mol D 作为起始物质均可形成与反应(1)等效的平衡。答案:BD

解题规律:此种条件下,只要改变起始加入物质的物质的量,若通过可逆反应的

化学计量数之比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效(此种情况下又称等同平衡,此法又称极限法)。

II.在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,只要反应物(或生成物)的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效。 例2.恒温恒容下,可逆反应2HI H 2+I 2(气)达平衡。下列四种投料量均能

达到同一平衡,请填写:

起始状态物质的量n/mol

平衡时HI 的物质的量n/mol

H 2 I 2 HI 1 2 0 a

① 2

4

1

0.5a ③

m g(g≥2m)

解析:①题干n(H 2)起始:n(I 2)起始:n(HI)平衡=1:2:a<==>2:4:2a n(HI)平衡=2a

②根据反应:2HI

H 2+I 2(气),起始状态1mol HI<==>+

根据题干n(H 2)起始:n(I 2)起始:n(HI)平衡=1:2:a 则 n(H 2)起始:n(I 2)起始:n(HI)平衡=:1:0.5a 则H 2和I 2原有物质的量应为0和=

③设起始HI为x mol x mol HI<==> molH2+ molI2

n(H

2)起始=(m+ mol n(I

2

)起始=(g+ mol

又n(H2)起始:n(I2)起始=(m+: (g+=1:2 x=2(g-2m)

设n(HI)平衡为ymol,则n(I2)起始: n(HI)平衡=2:a= (g+:y y=(g-m)a 解题规律:此条件下,只要换算到同一半边时,反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡相等,则两平衡等效。

III.在恒温、恒压下,改变起始时加入物质的物质的量,只要按化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同,则达平衡后与原平衡等效。反之,等效平衡时,物质的量之比与原建立平衡时相同。

例3.I.恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应:

A(气)+B(气)C(气)

(1)若开始时放入1 mol A和1 mol B,到达平衡后,生成a mol C,这时A的物质的量为__________mol。

(2)若开始时放入3 mol A和3 mol B,到达平衡后,生成C的物质的量为________mol;

(3)若开始时放入x mol A、2 mol B和1 mol C,到达平衡后,A和C的物质的量分别是y mol和3a mol,则x=___mol,y=___mol。平衡时,B的物质的量___

(甲)大于2 mol(乙)等于2 mol(丙)小于2 mol(丁)可能大于、等于或小于2 mol

作出此判断的理由是__________________________________________。(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3 molC,待再次到达平衡后,C的物质的量分数是____________。

II.若维持温度不变,在一个与(I)反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应

(5)开始时放入1 mol A和1 mol B到达平衡后生成b mol C。将b与(1)小题中的a进行比较_________

(甲)ab (丙)a=b (丁)不能比较a和b的大小

作出此判断的理由是__________________________________________。

解析:(1)利用关于化学平衡计算的三步骤解题法可以算出答案(1—a)mol;

(2)适用上面等效平衡规律c,由于开始加入的物质的量之比相等都为3,两平衡等效且平衡时各物质的量均为原来的3倍,所以生成C的物质的量为3a;(3)平衡时C的物质的量为3a与第(2)题平衡时C的物质的量相等,属于绝对量相等的等效平衡,相当于开始加入了3molX和3molY,可计算出

X=2mol,Y=(3—3a)mol。若平衡时C的物质的量为3a大于C的起始物质的量1mol,则反应正向进行,平衡时B的物质的量n(B)<2mol;同理可知:

3a=1,n(B)=2mol;

3a<1,n(B)>2mol,所以选丁;

(4)由于生成物只有C一种,因此在恒温、恒压下无论加入多少C,平衡时各物质的物质的量分数都不变,所以再次到达平衡后,C的物质的量分数是a/(2—a);

(5)当改变条件,使成为恒温恒容时,由于该反应是一分子数目减少的反应,随着反应的进行,容器内的压强在减少,(5)相对于(1)而言,可以等

效看成(1)达到平衡后,再将容器体积扩大,则平衡向左移动,C的百分含量降低,故b<a

解题规律:此条件下,只要按化学计量数换算到同一半边后,各物质的量之比与原平衡相等,则两平衡等效。

训练题:

1.在一定温度下,把2molSO

2和1molO

2

通入某固定容积的密闭容器中,在催化剂

在下发生反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),当反应达到平衡时,反应混合物

中SO3的体积分数为91%,现维持容器内温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的

SO

2、O

2

、SO

3

的物质的量,若达到平衡时,SO

3

的体积分数仍为91%,则a、b、c

的值

可以是下列各组中的()

、1、2 、0、1 C.1、、1 、、2

2.在一定温度下,向密闭容器中充入和,反应达到平衡时测得

NH

3的物质的量为。若在该容器中开始时充入 molN

2

和,则平

衡时NH3的物质的量为()

A.若为定容容器,n(NH

3)= B.若为定容容器,n(NH

3

)>

C.若为定压容器,n(NH

3)= D.若为定压容器,n(NH

3

)<

3.在等温、等容条件下,有下列气体反应2A(g)+2B(g) C(g)+3D (g)现

分别从两条途径建立平衡:、B的起始浓度均为2mol/L 、D的起始浓度分别为2mol/L 和6mol/L,下列叙述正确的是()、II两途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成相同

、II两途径最终达到平衡时,体系内混合气体的百分组成不同

C.达到平衡时I途径的v(A)等于II途径的v(A)

D.达到平衡后,I途径混合气体密度为II途径混合气体密度的二分之一

4.体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充有等物质的量的SO

2和O

2

,在相同

发生反应:2SO2+O2 2SO

3

,并达到平衡。在这过程中,甲容器保持体积

不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中SO2的转化率为p%,则乙容器中SO2的转

化率()

A.等于p%

B.大于p%

C.小于p%

D.无法判断

5.某温度下,在一容积可变的容器中,反应2A(g)+B(g) 2C(g)达到平衡时,A、B 和C的物质的量分别是4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整,可使平衡右移的是

()

A、均减半

B、均加倍

C、均增加1mol

D、均减少1mol

6.将2molA和1molB充入一个密闭容器中,在一定条件下发生:2A(g)+B

(g)

xC(g)达到平衡,测得C的物质的量分数为c%;若开始充入容器中的是,和,达平衡时C的物质的量分数仍为c%,则x

的值可能为()A、2 B、3 C、4 D、5

7.在一个1L的密闭容器中,加入2molA和1molB ,发生下述反应:

2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)达到平衡时,C的浓度为L , C的体积分数为a% 。维持容器的压强和温度不变,按下列配比作为起始物质,达到平衡后,C 的浓度仍是L(或C的体积分数仍是a%)的是()A.3mol C+1mol D B.1mol A+ B+ C+ D

C.1mol A+ B+ C D.4mol A+2mol B

8.在恒温、恒压的条件下,向可变容积的密闭容器中充入3LA和2LB,发生如下反应:3A(g)+2B(g) x C(g)+y D(g);达到平衡时,C的体积分数为m%。若维持温度压强不变,将、.4LC.作为起始物质充入密闭容器中,达到平衡时C 的体积分数仍为m%,则X、Y的值分别为()

A.x=3 y=1 B.x=4 y=1 C.x=5 y =1 D.x=10 y=2

9.在一个容积固定的密闭容器中充入1molHI,建立如下平衡:H

2(g)+I

2

(g)2HI(g),测得HI的转化率为a%。其他条件不变,在上述平衡体系中再充入1molHI,待平衡建立时HI的转化率为b%,则a、b的关系为

()

A.a>b B.a

10.一个真空密闭恒容容器中盛有1molPCl

5

,加热到200℃发生如下反应:

PCl

5(g)PCl

3

(g)+Cl

2

(g),反应达到平衡时,混合气体中PCl

5

,所占体积分

数为M%,。若同一温度的同一容器中,最初投入2 molPCl5,反应达平衡时,混合气体中PCl5,所占体积分数为N%。则M和N的关系是()

A. M>N B.M=N C.M < N D.无法确定

11.已知甲为恒温恒压容器,乙为恒温恒容容器。两容器中均充入2mol SO

2

1mol O

2

,初始时两容器的温度体积相同。一段时间后反应达到平衡,为使两容

器中的SO

2

在平衡混合物的物质的量分数相同,下列措施中可行的是

()

A.向甲容器中充入一定量的氦气 B.向乙容器中充入一定量的SO

3气体

C.升高乙容器的温度 D.增大甲容器的压强

12. 在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中,保持一定温度和压强,进行以下反应:

N 2+3H

2

2NH

3

。已知加入1mol N

2

和4mol H

2

时,达到平衡后生成a mol NH3

(见下表已知项)。在相同温度、压强下,保持平衡时各组分的体积分数不

已知

编号起始状态物质的量n/mol 平衡时NH3的物

质的量

n/mol

N

2

H

2

NH

3

1 4 0 a

① 6 0

② 1

③m

g(g≥4 m)

13.(2006湖北联考)t℃时,将3mol A和1mol B气体通入容积为2L的密闭容器中(容积不变),发生如下反应3A(G)+B(x)xC(g),2min时反应到达平衡状态(温度不变),此时容器内剩余了 B,并测得C的浓度为·L-1。请填写下列空白:

(1)从反应开始到平衡状态,生成C的平均反应速率为____________________。

(2) x=____。

(3)若向原平衡混合物的容器中再充入a molC,在t℃时达到新的平衡,此时B 的物质的量为n(B) = ___________mol。

(4)保持温度和容积不变,对原平衡混合物中三者的物质的量作如下调整,可使平衡向右移动的是______(填字母)。

A.均减半

B.均加倍

C.均增加 mol D.均减少 mol

(5)如果上述反应在相同温度和容积的容器中进行,起始加入3 molA和3mol B,达到平衡时A的体积分数为a%。其它条件不变时,按下列配比作为起始物质,平衡时A的体积分数大于a%的是(填字母)。

A .2 molC B.1molA、3molB和4molC C.1mol B和4molC D.6molA和2molBB

参考答案: . C11. AB12.①。②原有N2和H2分别为0和。③x=2(g-4m) y=(g-3m)·a。13.(1)·L-1·min-1(2)4(3)+(4)D(5)A、D

高中化学等效平衡原理(习题练习)

等效平衡原理及练习 一、等效平衡概念 等效平衡是指在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,只是起始加入情况不同的同一可逆反应达平衡后,任何相同组分的体积分数或物质的量分数均相等的平衡。 在等效平衡中,有一类特殊的平衡,不仅任何相同组分X的含量(体积分数、物质的量分数)均相同,而且相同组分的物质的量均相同,这类等效平衡又称为同一平衡。同一平衡是等效平衡的特例。 如,常温常压下,可逆反应: 2SO2 + O2 2SO2 ①2mol 1mol 0mol ②0mol 0mol 2mol ③0.5mol 0.25mol 1.5mol ①从正反应开始,②从逆反应开始,③从正逆反应同时开始,由于①、②、③三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物,对应各组分的物质的量均相等(如将②、③折算为①),因此三者为等效平衡 二、等效平衡规律 判断是否建立等效平衡,根据不同的特点和外部条件,有以下几种情况: ①在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体分子数改变的可逆反应,改变起始时加入物质的物质的量,通过化学计量数计算,把投料量换算成与原投料量同一则物质的物质的量,若保持其数值相等,则两平衡等效。此时,各组分的浓度、反应速率等分别与原平衡相同,亦称为同一平衡。 ②在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,改变起始时加入物质的物质的量,通过化学计量数计算,把投料量换算成与原投料量同一则物质的物质的量,只要物质的量的比值与原平衡相同则两平衡等效。此时,各配料量不同,只导致其各组分的浓度反应速率等分别不同于原平衡,而各组分的百分含量相同。 ③在恒温、恒压下,不论反应前后气体分子数是否发生改变,改变起始时加入物质的物质的量,根据化学方程式的化学计量数换算

动平衡测量原理

动平衡测量原理 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

刚性转子的平衡条件及平衡校正 回转体的不平衡---回转体的惯性主轴与回转轴不相一致; 刚性转子的不平衡振动,是由于质量分布的不均衡,使转子上受到的所有离心惯性力的合力及所有惯性力偶矩之和不等于零引起的。 如果设法修正转子的质量分布,保证转子旋转时的惯性主轴和旋转轴相一致,转子重心偏移重新回到转轴中心上来,消除由于质量偏心而产生的离心惯性力和惯性力偶矩,使转子的惯性力系达到平衡校正或叫做动平衡试验。 动平衡试验机的组成及其工作原理 动平衡试验机是用来测量转子不平衡量的大小和相角位置的精密设备。一般由机座部套,左右支承架,圈带驱动装置,计算机显示系统,传感器限位支架,光电头等部套组成。当刚性转子转动时,若转子存在不平衡质量,将产生惯性力,其水平分量将在左右两个支撑上分别产生振动,只要拾取左右两个支撑上的水平振动信号,经过一定的转换,就可以获得转子左右两个校正平面上应增加或减少的质量大小与相位。 在动平衡以前,必须首先解决两校正平面不平衡的相互影响是通过两个校正平面间距b,校正平面到左,右支承间距a, c,而a, b, c 几何参数可以很方便地由被平衡转子确定。F1, F2: 左右支承上的动压力;P1, P2 : 左右校正平面上不平衡质量的离心力。 m1, m2 : 左右校正平面上的不平衡量;a, c : 左右校正平面至支承间的距离

b : 左右校正平面之间距离;R1 R2: 左右校正平面的校正半径 ω:旋转角速度 单缸曲柄连杆机构惯性力测量方法 活塞的速度为 活塞的加速度为 我的论文中的对应表达式与以上两个式子不同: 测量系统机械结构 惯性力测量机的机械系统主要包括驱动机构、摆架。驱动机构通过联轴节带动曲轴达到额定测量转速。摆架支承测量曲柄连杆机构,使之在惯性力作用下产生振动。 测量机摆架包括轴承、摆架、弹性元件等,轴承与摆架连成一体,通过弹性元件与支承架连接,工件安装在两支撑架之间组成振动系统,旋转时,由于曲柄连杆机构惯性力的作用作受迫振动,通过传感器将摆架的振动量转换为电信号。 测量机实验图片一系统标定装置: 动平衡实验: x轴与y轴方向上得到不同大小的惯性力,x轴方向上的作用力是往复质量惯性力和旋转质量惯性力之和,而y轴方向上的作用力只有旋转质量惯性力,这种情况下不可能使x与y同时为零。

动平衡原理(DOC)

现场动平衡原理 §-1 基本概念 1、单面平衡 一般来说,当转子直径比其长度大7~10倍时,通常将其当作单面转子对待。在这种情况下,为使偏离轴心的转子质心恢复到轴心位置,只需在质心所处直径的反向任意位置上安放一个同等力矩的校正质量即可。这个过程称之为“单面平衡”。 2、双面平衡 对于直径小于长度7~10倍的转子,通常将其当作双面转子对待。在双面转子上,若有两块相等的质量配置在轴线两端且轴心对称的位置上,此时转子不存在质心偏离转轴问题,即静态平衡。然而,一旦转动起来,这两块质量各自产生的离心力构成一个力偶,惯性轴与转动轴不再重合,导致轴承受到猛烈振动;或者惯性轴与转动轴相倾斜,并且两块质量也不对称,造成质心偏离轴线,这是双面转子实际中存在的最为普遍的不平衡。这种不平衡必须通过转动时的振动测量并且至少在两个平面上安放校正质量才能消除。这个过程称为“双面平衡”。 §-2 平衡校正原理 为了确定待平衡转子校正质量的大小和位置,现场动平衡情况下,利用安放试探质量的方法,临时性地改变转子的质量分布,测量由此引起的振动幅值和相位的变化,由试探质量的影响效果确定出真正需要的校正质量的大小和安放位置。 轴承上任意一点都以与转速相同的频率,周期性地经历转子不平衡产生的离心力。所以,在振动信号频谱上,不平衡表现在转动频率处振动信号增大。一般在转子轴承外壳上安置一个振动传感器,测量不平衡引起的振动。转频处的振动信号正比于不平衡质量产生的作用力。为了测量相位及转频,还要使用转速传感器。本仪器使用激光光电转速传感器,以反光条位置作为振动信号相位参考点,从而确定出转子的不平衡角度。综上所述,利用不平衡振动的幅值和相位可分别确定平衡校正力矩和相对于试重质心位置的校正角度。校正半径选定后,即可依校正力矩和角度计算出校正质量的大小和安置位置。 §-3 平衡步骤 1、平衡前提 (1)确定转子为刚性转子

等效平衡问题的基本模型及例题

等效平衡问题的基本模型 等效平衡问题是高中化学中《化学平衡》这一章的一个难点,也是各级各类考试的重点和热 点。学生如何正确理解并运用相关知识进行解题是非常必要的。经过对大量试题的对比分析, 笔者认为可以归纳为以下三种情形: 完全等效平衡,这类等效平衡问题的特征是在同T、 P、 V 的条件下,同一化学反应经过不 同的反应过程最后建立的平衡相同。解决这类问题的方法就是构建相同的起始条件。下面看例题一: 【例题一】:温度一定,在一个容器体积恒定密闭容器内,发生合成氨反应:N2+3H2 2NH3。若充入 1molN2 和 3molH2 ,反应达到平衡时NH3 的体积百分含量为W% 。若改变开始时投 入原料的量,加入amolN2,bmolH2 ,cmolNH3 ,反应达到平衡时,NH3 的体积百分含量仍 为 W% ,则: ①若 a=b=0, c= ②若 a=0.75, b= , c= ③若温度、压强恒定,则a、 b、 c 之间必须满足的关系是 分析:通过阅读题目,可以知道建立平衡后两次平衡之间满足同 T、 P、 V ,所以可以断定是完全 等效平衡,故可以通过构建相同的起始条件来完成。 N2 + 3H2 2NH3 起始条件Ⅰ:1mol 3mol 0 起始条件Ⅱ:amol bmol cmol (可以把 cmolNH3全部转化为 N2, H2) 转化: 0.5cmol 1.5cmol cmol 构建条件:( a+0.5c)mol ( b+1.5c) mol 0 要使起始条件Ⅰ和起始条件Ⅱ建立的平衡一样,那么必须是起始条件Ⅰ和构建条件完全相 同。则有:( a+0.5c) mol = 1mol ( b+1.5c) mol = 3mol 其实这两个等式就是③的答案,①②的答案就是代入数值计算即可。 不完全等效平衡,这类等效平衡问题的特征是在同T、P 不同 V 的条件下,同一化学反应经过不同的反应过程最后建立的平衡中各成分的含量相同。解决这类问题的方法就是构建相似 的起始条件,各量间对应成比例。下面看例题二: 【例题二】:恒温恒压下,在一个可变容积的容器中发生中下反应: A ( g)+B(g) = C(g)(1)若开始时放入1molA 和 1molB ,到达平衡后,生成 a molC,这时 A 的物质的量为 mol 。 (2)若开始时放入3molA 和 3molB ,到达平衡后,生成 C 的物质的量为mol 。 (3)若开始时放入xmolA 、2molB 和 1molC ,到达平衡后, A 和 C 的物质的量分别是y mol 和 3a mol ,则 x=, y= ,平衡时, B 的物质的量(选填一个编号) 甲:大于 2mol 乙:等于 2mol 丙:小于 2mol 丁:可能大于,等或小于2mol 作出判断的理由是。 (4)若在( 3)的平衡混合物中再加入3molC ,待到达平衡后, C 的物质的量分数是。分析:通过阅读题目,可以知道建立平衡后两次平衡之间满足同T、P 不同 V ,所以可以断定是不完全等效平衡,故可以通过构建相似的起始条件各量间对应成比例来完成。解答过程如下: A ( g) + B(g) = C(g) (1)起始条件Ⅰ:1mol 1mol 0 平衡Ⅰ:( 1-a ) mol ( 1-a ) mol amol (2)起始条件Ⅱ:3mol 3mol 0 平衡Ⅱ: 3( 1-a) mol 3 ( 1-a ) mol 3amol (各量间对应成比例)

等效平衡原理及规律

等效平衡原理及规律 一、等效平衡原理 在一定条件(定温、定压或定温、定容)下,对于同一可逆应,只要起始时加入物质的物质的量不同,而达到平衡时,同种物质的物质的量或物质的量分数(或体积分数)相同,这样的平衡称为等效平衡。 如,常温常压下,可逆反应: 2SO2 + O2 2SO2 ①2mol 1mol 0mol ②0mol 0mol 2mol ③ ①从正反应开始,②从逆反应开始,③从正逆反应同时开始,由于①、②、③三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物,对应各组分的物质的量均相等(如将②、③折算为①),因此三者为等效平衡 二、等效平衡规律 根据反应条件(定温、定压或定温、定容)以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否相等),可将等效平衡问题分成三类: I.在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体分子数改变的可逆反应只改变起始时加入物质的物质的量,如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。 例1.在一固定体积的密闭容器中,加入2 mol A和1 mol B发生反应 2A(g)+B(g)3C(g)+D(g),达到平衡,c的浓度为w mol/L。若维持容器体积和温度不变,下列四种配比作为起始物质,达平衡后,c的浓度仍为w mol/L的是 A. 4 mol A +2 mol B B. 1 mol A+ mol B+ mol C+ mol D C. 3 mol C+1 mol D +1 mol B D. 3 mol C+1 mol D 解析:根据题意: 2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g) (反应1)<==> 2A(g)+B(g)==3C(g)+ D(g)(反应2) 2mol 1mol 0 0 0 0 3mol 1mol

转子动平衡

实验六转子动平衡 一、实验目的 1.巩固转子动平衡知识,加深转子动平衡概念的理解; 2.掌握刚性转子动平衡实验的原理及基本方法。 二、实验设备与工具 1.CS-DP-10型动平衡试验机; 2.试件(试验转子); 3.天平; 4.平衡块(若干)及橡皮泥(少许)。 三、实验原理与方法 本实验采用的CS-DP-10型动平衡试验机的简图如图1所示。待平衡的试件1安放在框形摆架的支承滚轮上,摆架的左端与工字形板簧3固结,右端呈悬臂。电动机4通过皮带带动试件旋转,当试件有不平衡质量存在时,则产生的离心惯性力将使摆架绕工字形板簧做上下周期性的微幅振动,通过百分表5可观察振幅的大小。 1. 转子试件 2. 摆架 3. 工字形板簧 4. 电动机 5. 百分表 6. 补偿盘 7. 差速器 8. 蜗杆 图1 CS-DP-10型动平衡试验机简图 试件的不平衡质量的大小和相位可通过安装在摆架右端的测量系统获得。这个测量系统由补偿盘6和差速器7组成。差速器的左端为转动输入端(n1)通过柔性联轴器与试件联接,右端为输出端(n3)与补偿盘联接。 差速器由齿数和模数相同的三个圆锥齿轮和一个蜗轮(转臂H)组成。当转臂蜗轮不转动时:n3=-n1,即补偿盘的转速n3与试件的转速n1大小相等转向相反;当通过手柄摇动蜗杆8从而带动蜗轮以n H转动时,可得出:n3=2n H-n1,即n3≠-n1,所以摇动蜗杆可改变补偿盘与试件之间的相对角位移。

图2所示为动平衡机工作原理图,试件转动后不平衡质量产生的离心惯性力F =ω2mr,它可分解为垂直分力F y和水平分力F x,由于平衡机的工字形板簧在水平方向(绕y轴)的抗弯刚度很大,所以水平分力F x对摆架的振动影响很小,可忽略不计。而在垂直方向(绕x轴)的抗弯刚度小,因此在垂直分力产生的力矩M = F y·l =ω2mrlsinφ的作用下,摆架产生周期性上下振动。 图2 动平衡机工作原理图 由动平衡原理可知,任一转子上诸多不平衡质量,都可以用分别处于两个任选平面Ⅰ、Ⅱ内,回转半径分别为rⅠ、rⅡ,相位角分别为θⅠ、θⅡ,的两个不平衡质量来等效。只要这两个不平衡质量得到平衡,则该转子即达到动平衡。找出这两个不平衡质量并相应的加上平衡质量(或减去不平衡质量)就是本试验要解决的问题。 设试件在圆盘Ⅰ、Ⅱ各等效着一个不平衡质量mⅠ和mⅡ,对x轴产生的惯性力矩为: MⅠ=0 ;MⅡ=ω2mⅡrⅡlsin(θⅡ+ωt) 摆架振幅y大小与力矩MⅡ的最大值成正比:y∝ω2mⅡrⅡl ;而不平衡质量mⅠ产生的惯性力以及皮带对转子的作用力均通过x轴,所以不影响摆架的振动,因此可以分别平衡圆盘Ⅱ和圆盘Ⅰ。 本实验的基本方法是:首先,用补偿盘作为平衡平面,通过加平衡质量和利用差速器改变补偿盘与试件转子的相对角度,来平衡圆盘Ⅱ上的离心惯性力,从而实现摆架的平衡;然后,将补偿盘上的平衡质量转移到圆盘Ⅱ上,再实现转子的平衡。具体操作如下: 在补偿盘上带刻度的沟槽端部加一适当的质量,在试件旋转的状态下摇动蜗杆手柄使蜗轮转动(正转或反转),从而改变补偿盘与试件转子的相对角度,观察百分表振动使其达到最小,停止转动手柄。(摇动手柄要讲究方法:蜗杆安装在机架上,蜗轮安装在摆架上,两者之间有很大间隙。蜗杆转动一定角度后,稍微反转一下,脱离与蜗轮的接触,这样才能使摆架自由振动,这时观察振幅。通过间歇性地使蜗轮向前转动和观察振幅变化,最终可找到振幅最小的位置。)停机后在沟槽内再加一些平衡质量,再开机左右转动手柄,如振幅已很小(百分表摆动±1~2格)可认为摆架已达到平衡。亦可将最后加在沟槽内的平衡质量的位置沿半径方向作一定调整,来减小振幅。将最后调整到最小振幅的手柄位置保持不动,停机后用手转动试件使补偿盘上的平衡质量转到最高位置。由惯性力矩平衡条件可知,圆盘Ⅱ上的不平衡质量mⅡ必在圆盘Ⅱ的最低位置。再将补偿盘上的平衡质量m p'按力矩等效的原则转换为位于圆盘Ⅱ上最高位置的平衡质量m p,即可实现试件转子的平衡。根据等效条件有:

化学平衡难点(平衡转化率、等效平衡)讲解与练习【经典】3

化学平衡·难点讲解与习题 一、等效平衡 一、概念 在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,在达到化学平衡状态时,任何相同组分的含量(体积分数、物质的量分数等)均相同,这样的化学平衡互称等效平衡(包括“相同的平衡状态”)。 概念的理解: (1)外界条件相同:通常可以是①恒温、恒容,②恒温、恒压。 (2)“等效平衡”与“完全相同的平衡状态”不同:“完全相同的平衡状态” 是指在达到平衡状态时,任何组分的物质的量分数(或体积分数)对应相等,并且反应的速率等也相同,但各组分的物质的量、浓度可能不同。而“等效平衡”只要求平衡混合物中各组分的物质的量分数(或体积分数)对应相同,反应的速率、压强等可以不同。 (3)平衡状态只与始态有关,而与途径无关,(如:①无论反应从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始②投料是一次还是分成几次③反应容器经过扩大—缩小或缩小—扩大的过程,)只要起始浓度相当,就达到相同的平衡状态。 二、等效平衡的分类 在等效平衡中比较常见并且重要的类型主要有以下三种: I类:恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说(即△V≠0的体系):等价转化后,对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同。 II类:恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应来说(即△V=0的体系):等价转化后,只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。 III类:恒温恒压下对于气体体系等效转化后,只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡起始态相同,两平衡等效。 解题的关键,读题时注意勾画出这些条件,分清类别,用相应的方法求解。我们常采用“等价转换”的方法,分析和解决等效平衡问题 三、例题解析 I类:在恒温恒容下,对于化学反应前后气体体积发生变化的可逆反应,只改变起始加入物质的物质的量,如果通过可逆反应的化学计量数之比换算成化学方程式的同一边物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。 例1:在一定温度下,把2 mol SO2和1 mol O2通入一定容积的密闭容器中,发生如下反应,

(完整word版)等效平衡原理及规律

1 等效平衡原理及规律 一、等效平衡原理 在一定条件(定温、定压或定温、定容)下,对于同一可逆应,只要起始时加入物质的物 质的量不同,而达到平衡时,同种物质的物质的量或物质的量分数(或体积分数)相同, 这样的平衡称为等效平衡。 如,常温常压下,可逆反应:2SO 2 + O 2 2SO 3 SO 2、O 2、SO 2的物质的量分别为①2mol 1mol 0mol②0mol 0mol 2mol ③0.5mol 0.25mol 1.5mol ①从正反应开始,②从逆反应开始,③从正逆反应同时开始,由于①、②、③三种情况 如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物,对应各组分的物质的量均相等(如将 ②、③折算为①),因此三者为等效平衡 二、等效平衡规律 根据反应条件(定温、定压或定温、定容)以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否 相等),可将等效平衡问题分成三类: I.在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体分子数改变的可逆反应只改变起始时加入物 质的物质的量,如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原 平衡相同,则两平衡等效。 例1.在一固定体积的密闭容器中,加入2 mol A 和1 mol B 发生反应2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g),达到平衡,c 的浓度为w mol/L 。若维持容器体积和温度不变,下列四种配 比作为起始物质,达平衡后,c 的浓度仍为w mol/L 的是 A. 4 mol A +2 mol B B. 1 mol A+0.5 mol B+1.5 mol C+0.5 mol D C. 3 mol C+1 mol D +1 mol B D. 3 mol C+1 mol D 解析:根据题意: 2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g) (反应1)<==> 2A(g)+B(g)==3C(g)+ D(g)(反应2) 2mol 1mol 0 0 0 0 3mol 1mol 2A(g)+B(g)==3C(g)+D(g) (反应3)<==> 2A(g)+B(g)== 3C(g) + D(g)(反应4) 1mol 0.5mol 0 0 0 0 1.5mol 0.5mol 所以,以3 mol C+1 mol D 或以1mol A+0.5 mol B+1.5mol C+0.5 mol D 作为起始物质 均可形成与反应(1)等效的平衡。答案:BD 解题规律:此种条件下,只要改变起始加入物质的物质的量,若通过可逆反应的 化学计量数之比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效(此种情 况下又称等同平衡,此法又称极限法)。 II.在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,只要反应物(或生 成物)的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效。 例2.恒温恒容下,可逆反应2HI H 2+I 2(气)达平衡。下列四种投料量均能达到同一 平衡,请填写:

动平衡实验报告

硬支承动平衡实验报告 实验目的: 1.了解硬支承动平衡机的结构、控制面板、性能及操作方法。 2.验证、巩固和加深对基本理论的理解,培养实验动手能力。 3.掌握基本的机械实验方法、测量技能及用实验法以及培养学生踏实细致、严肃认真的科学作风。 实验设备: 1、硬支承动平衡机 2、台式钻孔机、钳工工作台 3、线切割滚丝筒 4、标定加重螺栓。 实验原理: 根据《机械原理》所述的回转体动平衡原理知:一个动不平衡的刚性回转体绕其回转轴线转动时,该构件上所有的不平衡重所产生的离心惯力总可以转化为任选的两个垂直于回转轴线的平面内的两个当量不平衡重和(它们的质心位置分别为和;半径大小可根据数值、的不同变化)所产生的离心力。动平衡的任务就是在这两个任选的平面(称ω为平衡基面)内的适当位置(和)加上两个适当大小的平衡重和,使它们产生的平衡力与当量不平衡重产生的不平衡力大小相等,而方向相反,即:

2 b 2b 22 222b 1b 1211ω r ωr ωr ωr G G G G =-=- 半径 越大,则所需的就越小。 通过平衡补偿回转体达到力和矩平衡,从而达到动平衡。 硬支承动平衡机工作原理简图如下所示: 实验步骤: 1)将两平衡平面处于原始位置,系统处于静平衡但动不平衡状态,在两支承处加润滑油。 2)按D 参数键,选定转子号,回车; 3)进入D1页,输入平衡转速540转,平衡配重的半径R ,回车; 4)进入D2页,输入A,B,C 参数,可测量,A 为第一平衡面距第一支承中心的距离,B 为两平衡面间距离,C 为第二平衡面和第二支承点的距离;输入支承方式HE-1,按存储键; 5)进入显示,测量页面;

等效平衡知识点总结

等效平衡知识总结 一、等效平衡原理的建立 化学平衡理论指出:同一可逆反应,当外界条件相同时,反应不论是从正方应开始,还是从逆反应开始,或者从正、逆反应同时开始,最后都能达到平衡状态。化学平衡状态与条件有关,而与建立平衡的途径无关。因此,我们把: 在一定条件(恒温、恒压或怛温、恒容)下,只是起始物质加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,反应混合物中各组分的百分数(体积、物质的量、质量)均对应相等,这样的化学平衡互称等效平衡。 切记的是:组分的百分数相同,包括体积分数、物质的量分数或质量百分数,而不仅仅是指浓度相同,因为同一组分百分数相同时其浓度不一定相等。 概念的理解: (1)外界条件相同:通常可以是①恒温、恒容; ②恒温、恒压。 (2)“等效平衡”与“完全相同的平衡状态”不同:“完全相同的平衡状态”是指在达到平衡状态时,任何组分的物质的量分数(或体积分数)对应相等,并且反应的速率等也相同,但各组分的物质的量、浓度可能不同。而“等效平衡”只要求平衡混合物中各组分的物质的量分数(或体积分数)对应相同,反应的速率、压强等可以不同。 (3)平衡状态只与终态有关,而与途径无关,(如:①无论反应从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始②投料是一次还是分成几次③反应容器经过扩大—缩小或缩小—扩大的过程,)只要起始浓度相当,就达到相同的平衡状态。 判断“等效平衡”的方法 (1)使用极限转化的方法将体系转化成同一方向的反应物或生成物。 (2)观察有关物质的量是否相等或成比例。 等温等容:A、m+n≠p+q 相同起始物质的物质的量相等 B、m+n = p+q 相同起始物质的物质的量之比相等 等温等压:相同起始物质的物质的量之比相等。等压比相等,等容量相等。但若系不变,可为比相等。 a.气态物质反应前后体积变化的可逆反应 Ⅰ:恒温恒容时 1.建立等效平衡的条件是:反应物的投料相当即“等量”加入 2.判断方法:“一边倒”的极限转换法 即将不同的投料方式根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时,如果反应物(或生成物)中同一组分的物质的量完全相同,则互为等效平衡。 2、恒温恒容时,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,若一边倒后的比例关系与原平衡相同,则二平衡等效(平衡时相同物质的含量相同,n、C都成倍数关系) a.气态物质反应前后体积变化的可逆反应 Ⅱ:恒温恒压时 1.建立等效平衡的条件是:反应物的投料比相等即“等比”加入 2.判断方法:“一边倒”的极限转换法 即将不同的投料方式根据化学方程式中计量系数比换算到同一边时,只要反应物(或生成物)中各组分的物质的量的比例相同,则互为等效平衡。 二、化学反应速率化学平衡图像 图像题是化学平衡中的常见题型,这类题目是考查自变量(如时间、温度、压强等)与因变量(如物质的量、浓度、百分含量、转化率)之间的定量或定性关系。

等效平衡规律及练习

等效平衡规律: (1)在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体分子数改变的可逆反应,只改变起始时加入物质的物质的量,如果按化学方程式的化学计量关系转化为化学方程式中同一半边的物质,其物质的量与对应组分的起始加入量相同,则建立的化学平衡是等效的 恒温、恒容时,I、Ⅱ、Ⅲ这三种情况下达到的平衡完全等效。IV与I、Ⅱ、Ⅲ不等效。(2)在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,改变起始时加入物质的物质的量,如果按化学方程式的化学计量关系转化为化学方程式同一半边的物质,其物质的量比与对成组分的起始加入量比相同,则建立的化学平衡是等效的。 I、Ⅱ、Ⅲ形成等效平衡,此处等效的含义是各物质的体积分数相同,同时,混合气体的平 均摩尔质量也相同,但各物质的浓度、物质的量、混合气体的密度、体系的压强、气体的反应速率等均不相同但成比例。 (3)在恒温、恒压条件下,改变起始时加入物质的物质的量,如果按化学计量数换算成化学方程式同一半边的物质,其物质的量之比与对应组分的起始加入量之比相同,则建立的化学平衡等效。

I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ形成等效平衡。说明等效平衡分析方法:“一边倒”——按化学计量关系将生成(反应)物全部转化为反应(生成) 物后再看是否相同或成比例。

随堂练习 A组基础巩固型 i.恒压下,在-个可变容积的密闭容器中发生如下反应: 2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(g)+H2O(g) 若开始时放入2mol NH3和1mol CO2,达平衡后,生成amol H2 O;若开始时放入xmol NH3、2mol CO2和1mol H2O(g),达平衡后,H2O的物质的量是3a mol,则x为 A 1mol B 2mol C 3mol D 4mol ii.(双选)在密闭容器中,加入3mol A和1mol B,一定条件下发生反应3A(g)+B(g)2C(g)+D(g),达平衡时,测得C的浓度为w mol/L,若保持容器中压强和温度不变,重新按下列配比作起始物质,达到平衡时,C的浓度仍然为w mol/L的是 A 6mol A+2mol B B 1.5mol A+0.5mol B+1mol C+0.5mol D C 3mol A+1mol B+2mol C+1mol D D 2mol C+1mol D iii.一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2mol SO2和1molO2,发生下列反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达到平衡后改变下述条件,SO3气体平衡浓度不改变的是 A 保持温度和容器体积不变,充入1mol SO2(g) B 保持温度和容器内压强不变,充入1mol SO3(g) C 保持温度和容器内压强不变,充入1mol O2(g) D 保持温度和容器内压强不变,充入1mol Ar(g) iv.(双选)在一个固定容积的密闭容器中,加入mmol A、nmol B,发生下列反应:mA(g)+nB(g)pC(g)平衡时C的浓度是wmol/L,若容器体积和温度不变,起始时放入amol A、bmol B、cmol C,若要平衡后C的浓度仍为wmol/L,则a、b、c应满足的关系是 A a︰b︰c=m︰n︰p B a︰b=m︰n (ap/m)+c=p C (mc/p)+a=m,(nc/p)+b=n D a=m/3,b=n/3,c=2p/3 v.(双选)在VL密闭容器中,通入0.2mol SO2和0.2mol SO3气体,在一定条件下发生反应:2SO2+O22SO3。平衡时SO3为amol;在相同温度下按下列配比在VL密闭容器中放入起始物质,平衡时有关SO3的正确叙述是 A 放入0.2mol SO2、0.1molO2、0.1mol SO3,达到平衡时SO3必小于amol B 放入0.2mol SO2、0.1molO2、0.2mol SO3,达到平衡时SO3必大于amol C 放入0.4mol SO2、0.1molO2,达到平衡时SO3会等于0.4mol D 放入0.2mol SO2、0.1molO2,达到平衡时SO3必小于amol vi.(双选)一定温度下,在恒容密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)3C(g),若反应开始时充入2mol A和2mol B,达平衡后A的体积分数为a%。其他条件不变时,若按下列四种配比作为起始物质,平衡后A的体积分数大于a%的是

等效平衡原理及规律

等效平衡原理及规律 Prepared on 22 November 2020

等效平衡原理及规律 一、等效平衡原理 在一定条件(定温、定压或定温、定容)下,对于同一可逆应,只要起始时加入物质的物质的量不同,而达到平衡时,同种物质的物质的量或物质的量分数(或体积分数)相同,这样的平衡称为等效平衡。 如,常温常压下,可逆反应:2SO2 + O2 2SO3 SO2、O2、SO2的物质的量分别为①2mol 1mol 0mol②0mol 0mol 2mol③ ①从正反应开始,②从逆反应开始,③从正逆反应同时开始,由于①、②、③三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物,对应各组分的物质的量均相等(如将②、③折算为①),因此三者为等效平衡 二、等效平衡规律 根据反应条件(定温、定压或定温、定容)以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否相等),可将等效平衡问题分成三类: I.在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体分子数改变的可逆反应只改变起始时加入物质的物质的量,如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。 例1.在一固定体积的密闭容器中,加入2 mol A和1 mol B发生反应 2A(g)+B(g)3C(g)+D(g),达到平衡,c的浓度为w mol/L。若维持容器体积和温度不变,下列四种配比作为起始物质,达平衡后,c的浓度仍为w mol/L的是 A. 4 mol A +2 mol B B. 1 mol A+ mol B+ mol C+ mol D C. 3 mol C+1 mol D +1 mol B D. 3 mol C+1 mol D 解析:根据题意:

[精品]动平衡机原理

动平衡机原理 第一台平衡机的出现乞今已有一百多年的历史。而平衡技术的发展主要还是近四十年的事。它与科学技术的发展密切关联。我国动平衡理论和装置的研究及新产品的开发是从五十年代开始的。 机械中绕轴线旋转的零部件,称为机器的转子。如果一个转子的质量分布均匀,制造和安装都合格,则运转是平衡的。理想情况下,其对轴承的压力,除重力之外别其它的力,即与转子不旋转时一样,只有静压力。这种旋转与不旋转时对轴承都只有静压力的转子,称为平衡的转子。如果转子在旋转时对轴承除有静压力外还附加有动压力,则称之为不平衡的转子。 从牛顿运动定律知道,任何物体在匀速旋转时,旋转体内各个质点,都有将产生离心惯性力,简称离心力,如图一所示,盘状转子,转子是以角速度ω作匀速转动,则转子体内任一质点都将产生离心力 F ,则离心力 F=mrω2, 这无数个离心力组成一个惯性力系作用在轴承上,形成转子对轴承的动压力,其大小则决定于转子质量的分布情况。如果转子的质量对转轴对称分布,则动压力为零,即各质量的离心力互相平衡。否则将产生动压力,尤其在高速旋转时动压力是很大的。因此,对旋转体,特别是高速旋转体进行动平衡校正是必须的。

近年来,许多机械制造业都在被迫接受着残酷的市场竞争,特别是 WTO 的加入,简直是内忧外患。价格战、技术战一场接着一场,使得众多企业身心疲累,怨声载道。在激烈的市场竞争环境下,提高产品质量成为致胜的有力武器,而动平衡校正则是产品质量的前提和保证。 平衡机是一种检测旋转体动平衡的检测设备。从结构上讲,主要是由机械振动系统、驱动系统和电气测量系统等三大部件组成。 机械振动系统主要功能是支承转子,并允许转子在旋转时产生有规则的振动。振动的物理量经传感器检测后转换成电信号送入测量系统进行处理。 平衡机的种类很多,就其机械振动系统的工作状态分类,目前所见的不外乎两大类:硬支承平衡机和软支承平衡机。硬支承平衡机是指平衡转速远低于参振系统共振频率的平衡机。而软支承平衡机则是平衡转速远大于参振系统共振频率的平衡机。简单来说,硬支承平衡机的机械振动系统刚度大,外力不能使其自由摆动。软支承平衡机的机械振动系统刚度小,一般来说,外力可以使其自由摆动。以下是软、硬支承平衡机的性能比较:

动平衡实验.doc

实验八 零件设计专项能力训练 ——回转件的动平衡 一、实验目的 1. 熟悉运动平衡机的工作原理及转子动平衡的基本方法 2. 掌握用动平衡机测定回转件动平衡的实验方法。 二、设备和工具 简易动平衡试验机、药架天平。 三、原理和方法 T ?、 ? 内,回转半径分别为r o ?、r o ?的两个不平 G o ?、G o ?所产生,如图8-1所示。因 进行动平衡试验时,只需对G o ?、G o ?进 简易动平衡试验机可以分别测出上述 平衡重径积G o ?r o ?和 o ?r o ?的大小和方位,使回转件达到动平 图8-2是简易动平衡机的工作原理图。 图8-1 图8-2 如图所示,框架1经弹簧2与固定的底座3相联,它只能绕OX 轴线摆动,构成一个振动系统。框架上装有主轴4,由固定在底座上的电动机14通过带和带轮12驱动。主轴4上装有螺旋齿轮6,它与齿轮5齿数相等,并相互啮合,齿轮6可以沿主轴4移动。移动的距离和齿轮的轴向宽度相等,比齿轮5的节圆圆周要大,因此调节手轮18,使齿轮6从左端位置移到右端位置时,齿轮5及和它固定的轴9可以回转一周以上,借此调节φc ,φc 的大小由指针15指示。圆盘7固定在轴9上,通过调节手轮17可以使圆盘8沿轴向9上下移动,以调节两圆盘间的距离l c ,l c 由指针16指示。7、8两圆盘大小、重量完全相等,上面分别

装有一重量为G c的重块,其重心都与轴线相距r c,但相位差180°。 被平衡的回转件10架于两个滚动支承13上,通过挠性联轴器11由主轴4带动,因此回转件10与圆盘7、8转速相等,当选取T?和T?为平衡校正面后,回转件10的不平衡就可以看作平面T?和T?内向径为r o?和r o?的不平衡重量G o?和G o?所产生。平衡时可先令摆架的振摆轴线OX处于平面T?内(如图8-2所示)。当回转构件转动时,不平衡重量G o?的离心力P o?对轴线OX的力矩为零,不影响框架的振动,仅有G o?的离心力P o?对轴线OX形成的力矩M o,使框架发生振动,其大小为 M o=P o??l?cosφ 这个力矩使整个框架产生振动。 为了测出T?面上的不平衡重量大小和相位,加上一个补偿重径积G c r c,使产生一个补偿力矩,即在圆盘7和8上各装上一个平衡重量G c。当电机工作时,带动主轴4并带动齿轮5、6,因而圆盘7、8也旋转,这时G c的离心力P c,就构成一个力偶矩M c,它也影响到框架绕OX轴的振摆,其大小为 M c=P c?l c?cosφc 框架振动的合力矩为 M=M o=M c=P o??l?cosφ-P c?l c?cosφc 如果合力为零,则框架静止不动。此时 M=P o??l?cosφ-P c?l c?cosφc=0 满足上式条件为 G o?r o?=G c r c?l c/l(1) φo=φc(2)在平衡机的补偿装置中G c、r c是已知的,试件的两平衡平面是预先选定的,因而两平衡平面间的距离l也是一定的,因此(1)式可以写成 G o?r o?=A?l c(3)其中A=G c?r c/l 为便于观察和提高测量精度,在框架上装有重块19,移动19,可改变整个振动系统的自振频率,使框架接近共振,即振幅放大。 通过调节手轮17和18,使框架静止不动,读出l c和φc的数值,由公式(3)即可计算出不平衡重量G o?的大小为 G o?=A?l c?r o? 其相位可以这样确定,停车后,使指针15转到图8-2所示与OX轴垂直的虚线位置,此时G o?的位置就在平面T?内回转中心的铅直上方。 测量另一个平衡平面T?上的不平衡重径积,只需将试件调头,使平面T?通过OX轴,测量方法与上述相同。 四、实验步骤 1.在被平衡试件上机以前,先开动电机,调节手轮18,使圆盘8与7的重块G c产生的离心力在一直线上,这时力矩M c=0,从主轴下的指针可看出框架是静止状态,此时标尺16所示的读数为l c的零点位置。 2.装上试件,试件的一端联轴节应与带轮接好,以免开动电机时发生冲击。 3.移动重块19以改变框架的自振频率,使框架接近共振状态,这时框架振幅放大,以提高平衡精度,调共振后锁紧。 4.先调节手轮17,即加一定的补偿力矩(将圆盘7、8分开一定距离),然后调节手轮18,即移动齿轮6,使齿轮5与圆盘7、8得到附加转动,当调节到框架振动的振幅最小时不平衡重量相位已找到。然后再调节手轮18,即调节l c,使框架最后振动消除,振动系统

等效平衡规律

等效平衡规律 高二学生学习等效平衡时,常常因为没有认识清楚三大等效平衡的条件差异、结论差异,在解决一些等效平衡问题时出现困难。现将三者分析比较如下: 一、完全等效平衡条件 1.条件:恒温、恒容; 2.方程式特点:前后气体系数和不一定相等; 3.将起始投料等同地转化为反应物(或生成物),与原始投料相比,若量完全相同,则反 应达到平衡后与原平衡互为等效平衡。 平衡时状态:各组分的物质的量、质量、各组分的浓度、物质的量分数(或气体体积分数)、反应物转化率均对应完全相等。 例:在恒温、恒容时,反应N2(g)+3H2(g)==2NH3(g),转化前,N2、H2、NH3的物 质的量分别为1mol、3mol、0,或为0、0、2mol,0.5mol、1.5mol、1mol,最终达到同一平衡,即全等平衡。 二、气体系数和相等等效 1.条件:恒温、恒容; 2.方程式特点:前后气体系数和相等; 3.将起始投料等同地转化为反应物(或生成物),各物质间的量比若与原始投料相应物质 间的量比相等,则反应建立平衡后与原平衡互为等效平衡。 平衡状态:气体的物质的量不等,质量不等,浓度不等,但百分含量(体积分数)相等,反 应物转化率相等。 例:在恒温、恒容时,反应H2(g)+Br2(g)==2HBr(g),转化前H2、Br2、HBr的物质 的量分别为1mol、2mol、0,或0.5mol、1mol、0,平衡后虽然体系压强不一样,浓度不一样,物质的量不一样,但平衡时各组分的百分含量、反应物转化率对应相同。 三、气体不压等效 1.条件:恒温、恒压; 2.方程式特点:前后气体系数和不一定相等; 3.将起始投料等同地转化为反应物(或生成物),与原始投料相比,若比例相等,则反应 达到平衡后两平衡互为等效平衡。 平衡状态:物质的量不等,质量不等,但各对应组分的浓度、物质的量分数(或气体体积分数)、反应物转化率均对应相等。 例:一定温度下,向一容积可变的容器中充入1.0molN2和3.0molH2,反应达到平衡时测得

等效平衡原理及规律技巧归纳

等效平衡原理及规律技巧 归纳 Prepared on 22 November 2020

等效平衡原理及规律技巧归纳 人教版教材对等效平衡概念是这样表述的:“实验证明,如果不是从CO和 H2O(g)开始反应,而是各取和,以相同的条件进行反应,生成CO和H2O(g),当达到化学平衡状态时,反应混合物里CO、H2O(g)、CO2、H2各为,其组成与前者完全相同(人教版教材第二册(必修加选修)第38页第四段)。”这段文字说明了,化学平衡状态的达到与化学反应途径无关。即在相同的条件下,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。(其实这个例子属于等效平衡中的特例,也称完全等效) 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。 等效平衡的外延是它的分类,即不同类型的等效平衡以及其前提条件,类型大致可分为三种.面对繁多的等效平衡类型,我们要掌握一定的方法,方法指导:解等效平衡的题,有一种基本的解题方法——极限转换法(也称一边倒)。由于等效平衡的建立与途径无关,不论反应时如何投料,都可以考虑成只加入反应物的“等效”情况。所以在解题时,可以将所加的物质“一边倒”为起始物质时,只要满足其浓度与开始时起始物质时的浓度相同或成比例,即为等效平衡。但是,要区分“浓度相同”或“浓度成比例”的情况,必须事先判断等效平衡的类型。分类如下: ①在恒温、恒容条件下,对于反应前后气体分子数改变的可逆反应,改变起始时加入物质的物质的量,通过化学计量数计算,把投料量换算成与原投料量同一则物质的物质的量,若保持其数值相等,则两平衡等效。此时,各组分的浓度、反应速率等分别与原平衡相同,亦称为同一平衡。

高三化学重点知识点总结归纳精选5篇

高三化学重点知识点总结归纳精选5篇 高三化学知识点1 一、化学反应及能量变化 1、化学反应的实质、特征和规律 实质:反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成 特征:既有新物质生成又有能量的变化 遵循的规律:质量守恒和能量守恒 2、化学反应过程中的能量形式:常以热能、电能、光能等形式表现出来 二、反应热与焓变 1、反应热定义:在化学反应过程中,当反应物和生成物具有相同温度时,所吸收或放出的热量成为化学反应的反应热。 2、焓变定义:在恒温、恒压条件下的反应热叫反应的焓变,符号是△H,单位常用KJ/mol。 3、产生原因:化学键断裂—吸热化学键形成—放热 4、计算方法:△H=生成物的总能量-反应物的总能量 =反应物的键能总和-生成物的键能总和 5、放热反应和吸热反应 化学反应都伴随着能量的变化,通常表现为热量变化。据此,可将化学反应分为放热反应和吸 热反应。 (2)反应是否需要加热,只是引发反应的条件,与反应是放热还是吸热并无直接关系。许多放

热反应也需要加热引发反应,也有部分吸热反应不需加热,在常温时就可以进行。 中和热 (1)定义:稀溶液中,酸和碱发生中和反应生成1mol水时的反应热 高三化学知识点2 俗名 无机部分: 纯碱、苏打Na2CO3、天然碱、口碱:Na2CO3小苏打:NaHCO3大苏打:Na2S2O3石膏(生石膏):CaSO4.2H2O熟石膏:2CaSO4·.H2O 莹石:CaF2重晶石:BaSO4(无毒)碳铵:NH4HCO3石灰石、大理石:CaCO3生石灰:CaO食盐:NaCl熟石灰、消石灰:Ca(OH)2芒硝:Na2SO4·7H2O(缓泻剂)烧碱、火碱、苛性钠:NaOH绿矾: FaSO4·7H2O干冰:CO2明矾:KAl(SO4)2·12H2O漂:Ca(ClO)2、CaCl2(混和物)泻盐:MgSO4·7H2O胆矾、蓝矾:CuSO4·5H2O双氧水:H2O2皓矾:ZnSO4·7H2O硅石、石英:SiO2刚玉:Al2O3水玻璃、泡花碱、矿物胶:Na2SiO3铁红、铁矿:Fe2O3磁铁矿:Fe3O4黄铁矿、硫铁矿:FeS2铜绿、孔雀石:Cu2(OH)2CO3菱铁矿:FeCO3赤铜矿:Cu2O波尔多液:Ca(OH)2和CuSO4石硫合剂:Ca(OH)2和S 玻璃的主要成分:Na2SiO3、CaSiO3、SiO2过磷酸钙(主要成分):Ca(H2PO4)2和CaSO4重过磷酸钙(主要成分):Ca(H2PO4)2天然气、沼气、坑气(主要成分):CH4水煤气:CO和H2硫酸亚铁铵(淡蓝绿色):Fe(NH4)2(SO4)2溶于水后呈淡绿色 光化学烟雾:NO2在光照下产生的一种有毒气体王水:浓HNO3:浓HCl按体积比1:3混合而成。 铝热剂:Al+Fe2O3或其它氧化物。尿素:CO(NH2)2 有机部分: 氯仿:CHCl3电石:CaC2电石气:C2H2(乙炔)TNT:三硝基甲苯