例析化學平衡問題的圖示解法

武贊壽

摘 要：將抽象復雜的化學平衡問題轉化為簡潔易懂的圖示，實現難易轉化，為解題提供捷徑。

關鍵詞：化學平衡；轉化；圖示法

化學平衡問題是中學化學的難點，也是高考的重點。筆者嘗試用圖示法分析，化抽象為具體，使問題簡潔明了，學生易于理解和掌握，效果良好。

一、判斷平衡移動方向

例1.某溫度下，在一容積可變的容器中，反應2A（g）+2B（g）2C（g）達到平衡時，A、B和C的物質的量分別為4 mol、2 mol和4 mol，保持溫度和壓強不變，對平衡混合物中三者的物質的量做如下調整，可使平衡右移的是（ ）

A.均減半 B.均加倍 C.均增加1 mol D.均減少1 mol

解析：保持溫度和壓強不變，判定平衡是否移動即判定各組分的濃度與平衡濃度比較是否改變，而判定移動方向即判定在原平衡濃度的基礎上誰的濃度增大。

答案： C

二、判斷反應的氣體體積大小關系

例2.一定量混合氣體在密閉容器中發生如下反應：xA（g）+yB（g）zC（g）達到平衡后，測得A的濃度為0.5 mol/L，恒溫下將容積擴大1倍后重新達到平衡，測得A的濃度為0.2 mol/L，比較該反應的系數大小關系。

解析：欲比較系數大小須先確定平衡移動方向。假定在容積擴大1倍的瞬間平衡未發生移動，虛擬如下過程：

平衡向右移動，根據勒夏特列原理：減小壓強，平衡向氣體體積增大的方向移動，故x+y

三、計算物質的量濃度

例3.在一定溫度下一定體積的密閉容器中，有如下平衡：H2（g）+I2（g）2HI（g），已知：H2和I2起始濃度為0.10 mol/L。達到平衡時，HI的濃度為0.16 mol/L。若H2和I2起始濃度均為0.20 mol/L，則平衡時H2的濃度是多少？

解析：根據等效平衡原理容易得新平衡中IH的濃度。在定溫定容條件下：

則平衡時，根據氫元素守恒：平=始-CHI=0.2-×0.32=0.04（mol/L）

四、比較轉化率

例4.有兩只密閉容器A和B，A保持恒壓，B保持恒容，起始時向兩容器中分別沖入等量且為2∶1的SO2和O2的混合氣體，并使A和B容積相等，在保持400℃條件下使之發生反應2SO2（g）+O2（g）=SO3（g），達到平衡后兩容器中SO2的轉換率分別為a%、b%，比較a%和b%大小。

解析：因為兩容器起始狀態完全相同，在不同條件（定溫定容和定溫定壓）下建立，所以可將定溫定壓下的平衡視為定溫定容下的平衡定溫加壓得到：

由平衡Ⅱ加壓得平衡Ⅰ，平衡正向移動，SO2轉化率增大，因此a%

五、比較體積分數

例5.一真空容器密閉容器中盛有1 mol PCl5加熱到200℃時發生反應PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）達到平衡時，PCl5所占體積分數為m%，若在同溫度和同容器中最初投入2 mol PCl5，達到平衡時PCl5所占體積分數為n%，則m與n的正確的關系是（ ）

A.m>n B.m

解析：分別取容積為V和2V的兩個容器在相同溫度下建立等效平衡Ⅰ和Ⅱ，將平衡Ⅱ定溫加壓使容積由2V變為V就可得到平衡Ⅲ。設計如下途徑：

由平衡Ⅱ加壓得平衡Ⅲ，平衡逆向移動，因此m%

答案：B

綜上所述，只有認真研究題型，理清轉化過程，準確運用基本依據，靈活設計圖示，便可輕松解決平衡類問題。

參考文獻：

張軍貴.化學計算巧解探索[J].中學化學教學參考，2010（12）.

編輯 謝尾合