◇　江蘇　林詩成

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等效平衡解題探微

◇江蘇林詩成

化學(xué)平衡是高考中的熱點(diǎn),也是必考題之一,而等效平衡又是化學(xué)平衡中的難點(diǎn),很多同學(xué)在學(xué)到這一部分內(nèi)容時(shí)感覺茫然不知所措,本文筆者來淺談一下這部分內(nèi)容的教學(xué)心得．

1) 恒溫、恒容:對于反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)分子數(shù)不等(Δn(g)≠0)的可逆反應(yīng)等效平衡的判斷方法是用極限轉(zhuǎn)化法(一邊倒)將各種情況變換成同一反應(yīng)物或生成物,則有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量對應(yīng)相等．

最終結(jié)果:各組分百分含量、n、c均相同.

2) 恒溫、恒容:對于反應(yīng)前后氣態(tài)物質(zhì)分子數(shù)相等(Δn(g)=0)的可逆反應(yīng)等效平衡的判斷方法是用極限轉(zhuǎn)化法(一邊倒) 將各種情況變換成同一反應(yīng)物或生成物,則有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量對應(yīng)成比例．

最終結(jié)果:各組分百分含量相同,n、c成比例變化.

3) 恒溫、恒壓:等效平衡的判斷方法是用極限轉(zhuǎn)化法(一邊倒) 將各種情況變換成同一反應(yīng)物或生成物,有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量對應(yīng)成比例．與可逆反應(yīng)氣態(tài)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)無關(guān)．

最終結(jié)果:各組分百分量、c相同,n成比例變化.

1借助模型理解

A若為定容容器,n(NH3)=1.2mol;

B若為定容容器,n(NH3)<1.2mol;

C若為定壓容器,n(NH3)>1.2mol;

D若為定壓容器,n(NH3)=1.2mol

分析定容時(shí)可建立如下等效平衡

選項(xiàng)A、B為恒溫、恒容條件下,Δn(g)≠0,用以上模型構(gòu)建2個(gè)等效平衡,放大后再壓縮,加壓平衡正向移動,n(NH3)>1.2mol,不符合題意,若等溫、等壓下,起始的投料成比例,建立等效平衡后n成比例變化所以此題迎刃而解，答案為D,此題的主要選項(xiàng)A、B中，怎樣把不是等效平衡的問題轉(zhuǎn)化為等效平衡的問題是解題關(guān)鍵,我們借助圖形化難為易．

2找準(zhǔn)條件,建立等效平衡

A1;B2;C3;D4

分析分2種情況討論:

1) 當(dāng)x=3時(shí), n(g)=0,只要起始投料一邊倒后成比例,代入數(shù)據(jù)n(A)∶n(B)=2∶1, 符合等效平衡.

2)Δn(g)≠0,此時(shí)一邊倒后A和B的物質(zhì)的量必須與原來相同n(A)=0.6mol+1.4mol×2/x=2,計(jì)算得x=2,因此本題答案為B和C.

3高考體驗(yàn)

A容器Ⅰ、Ⅱ中正反應(yīng)速率相同;

B容器Ⅰ、Ⅲ中反應(yīng)的平衡常數(shù)相同;

C容器Ⅰ中CO的物質(zhì)的量比容器Ⅱ中的多;

D容器Ⅰ中CO的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率之和小于1

分析大部分學(xué)生看到題后會認(rèn)為是簡單地等效平衡問題，認(rèn)為Ⅰ、Ⅱ是從正、逆2個(gè)方向投料,相當(dāng)于恒溫、恒容下Δn(g)=0,就相當(dāng)于同一平衡,所以n(CO)應(yīng)相等,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.選項(xiàng)D中

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

Ⅰ起始1mol1mol

轉(zhuǎn)化1×α11×α11×α11×α1

平衡1-1×α11-1×α11×α11×α1

Ⅱ 起始1mol1mol

轉(zhuǎn)化1×α21×α21×α21×α2

平衡1×α21×α21-1×α21-1×α2

由于等效平衡,所以1-1×α1=1×α2, α1+α2=1,因此認(rèn)為選項(xiàng)D也是錯(cuò)誤的．這些同學(xué)首先審題就有較大問題,題眼講恒容絕熱,也就是說既要考慮溫度的影響,在等效平衡基礎(chǔ)上再考慮熱量變化,如Ⅰ為放熱,相當(dāng)于升高溫度,平衡逆向移動,CO的轉(zhuǎn)化率小于α1,Ⅱ?yàn)槲鼰?相當(dāng)于降溫,平衡正向移動,CO2的轉(zhuǎn)化率小于α2,因此不難得出C、D為正確答案．

Am=2;

B2次平衡的平衡常數(shù)相同;

CX與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1∶1;

D第2次平衡時(shí),Z的濃度為0.4mol·L-1

分析根據(jù)題意,在恒溫、恒容條件下,在此平衡系中加入1molZ(g),再次達(dá)到平衡后,X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變,說明此平衡為等效平衡,根據(jù)恒溫、恒容條件下等效平衡的原理,由于一邊倒量不一樣,所以不可能Δn(g)≠0,反應(yīng)前后氣體的系數(shù)應(yīng)相等，即(Δn(g)=0),因此m=2,選項(xiàng)A正確; 選項(xiàng)D,根據(jù)起始轉(zhuǎn)化平衡三段式,結(jié)合第1次平衡時(shí)Z的體積分?jǐn)?shù)為10%,可以計(jì)算出c(Z)=0.15mol·L-1,2次平衡為等效平衡,因此第2次平衡時(shí),Z的濃度也為0.15mol·L-1,選項(xiàng)D錯(cuò)誤,答案為D.

總之,在學(xué)習(xí)等效平衡這部分內(nèi)容時(shí),首先要理清概念,理解概念內(nèi)涵,會構(gòu)建模型,要重視基礎(chǔ),注重思維方式的沉淀,這樣下次遇到等效平衡問題就會從以前的心有余悸到現(xiàn)在的駕輕就熟,游刃有余．

(作者單位：江蘇省東臺市三倉中學(xué))

首先要理解等效平衡的定義:對于同一可逆反應(yīng),在一定外界條件下,該反應(yīng)無論從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,或是正逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行,只要起始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度滿足一定的配比(相當(dāng)),達(dá)平衡時(shí),任何相同組分的含量(體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等)均對應(yīng)相同,這樣的化學(xué)平衡互稱為等效平衡．

其次分析等效平衡建成條件：