等效平衡解題探微

◇　江蘇　林詩成

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等效平衡解題探微

◇江蘇林詩成

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

1) 恒溫、恒容:對于反應前后氣態物質分子數不等(Δn(g)≠0)的可逆反應等效平衡的判斷方法是用極限轉化法(一邊倒)將各種情況變換成同一反應物或生成物,則有關物質的物質的量對應相等．

最終結果:各組分百分含量、n、c均相同.

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

最終結果: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化法(一邊倒) 將各種情況變換成同一反應物或生成物,有關物質的物質的量對應成比例．與可逆反應氣態物質的化學計量數無關．

最終結果: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

分析定容時可建立如下等效平衡

選項A、B為恒溫、恒容條件下,Δn(g)≠0,用以上模型構建2個等效平衡,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A、B中，怎樣把不是等效平衡的問題轉化為等效平衡的問題是解題關鍵,我們借助圖形化難為易．

2找準條件,建立等效平衡

A1;B2;C3;D4

分析分2種情況討論:

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

2)Δn(g)≠0,此時一邊倒后A和B的物質的量必須與原來相同n(A)=0.6mol+1.4mol×2/x=2,計算得x=2,因此本題答案為B和C.

3高考體驗

A容器Ⅰ、Ⅱ中正反應速率相同;

B容器Ⅰ、Ⅲ中反應的平衡常數相同;

C容器Ⅰ中CO的物質的量比容器Ⅱ中的多;

D容器Ⅰ中CO的轉化率與容器Ⅱ中CO2的轉化率之和小于1

分析大部分學生看到題后會認為是簡單地等效平衡問題，認為Ⅰ、Ⅱ是從正、逆2個方向投料,相當于恒溫、恒容下Δn(g)=0,就相當于同一平衡,所以n(CO)應相等,選項C錯誤.選項D中

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

Ⅰ起始1mol1mol

轉化1×α11×α11×α11×α1

平衡1-1×α11-1×α11×α11×α1

Ⅱ 起始1mol1mol

轉化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,因此認為選項D也是錯誤的．這些同學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,在等效平衡基礎上再考慮熱量變化,如Ⅰ為放熱,相當于升高溫度,平衡逆向移動,CO的轉化率小于α1,Ⅱ為吸熱,相當于降溫,平衡正向移動,CO2的轉化率小于α2,因此不難得出C、D為正確答案．

Am=2;

B2次平衡的平衡常數相同;

CX與Y的平衡轉化率之比為1∶1;

D第2次平衡時,Z的濃度為0.4mol·L-1

分析根據題意,在恒溫、恒容條件下,在此平衡系中加入1molZ(g),再次達到平衡后,X、Y、Z的體積分數不變,說明此平衡為等效平衡,根據恒溫、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,反應前后氣體的系數應相等，即(Δn(g)=0),因此m=2,選項A正確; 選項D,根據起始轉化平衡三段式,結合第1次平衡時Z的體積分數為10%,可以計算出c(Z)=0.15mol·L-1,2次平衡為等效平衡,因此第2次平衡時,Z的濃度也為0.15mol·L-1,選項D錯誤,答案為D.

總之,在學習等效平衡這部分內容時,首先要理清概念,理解概念內涵,會構建模型,要重視基礎,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在的駕輕就熟,游刃有余．

(作者單位：江蘇省東臺市三倉中學)

首先要理解等效平衡的定義:對于同一可逆反應,在一定外界條件下,該反應無論從正反應開始,還是從逆反應開始,或是正逆反應同時進行,只要起始加入物質的物質的量濃度滿足一定的配比(相當),達平衡時,任何相同組分的含量(體積分數、物質的量分數等)均對應相同,這樣的化學平衡互稱為等效平衡．

其次分析等效平衡建成條件：