《等效平衡》解題模式探討

河北省定州市河北定州中學(xué) 張 煜

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《等效平衡》解題模式探討

河北省定州市河北定州中學(xué) 張 煜

等效平衡問題是化學(xué)平衡部分的知識難點，學(xué)生不易理解，考試中經(jīng)常出現(xiàn)。等效平衡不用理解，只要能看出是等效平衡問題并能解出題即可。因此，筆者為學(xué)生總結(jié)等效平衡的解題模式，通過教學(xué)實踐，這樣講解使學(xué)生對這部分知識容易接受、理解透徹。

等效平衡 解題模式 等效轉(zhuǎn)換

一、什么是等效平衡

實驗證明，如果不是從CO和H2O（g）開始反應(yīng)，而是各取0.0l的molCO2和0.0lmol的H2，以相同的條件進行反應(yīng)，生成CO和H2O（g），當(dāng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)時反應(yīng)混合物里CO、H2O（g）、CO2、H2各為0.005 mol，其組成與前者完全相同。

對于同一可逆反應(yīng)，當(dāng)外界條件一定時該反應(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)同時進行，只要反應(yīng)物或生成物滿足一定配比，達到平衡時，任何相同組分的百分含量均對應(yīng)相同，這樣的化學(xué)平衡狀態(tài)互稱為等效平衡狀態(tài)，簡稱等效平衡。

二、等效平衡的類型

等效平衡可以分為三種類型：

1.對于可逆反應(yīng)，在T、V不變條件下，只改變起始加入情況，只要通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)比換算成平衡式同一邊物質(zhì)的量與原物質(zhì)的相同，兩平衡等效，這類平衡就是等量等效。

2.對于可逆反應(yīng)，在T、V不變條件下，對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，只要反應(yīng)物（或者生成物）的物質(zhì)的量比例與原平衡相同，兩平衡等效，這類平衡是等比等效。

3.對于可逆反應(yīng)，在T、P不變相同的條件下，改變起始加入的情況，只按化學(xué)計量換算成平衡式左右兩邊同一邊物質(zhì)的物質(zhì)的量的之比與原平衡相同，達平衡后與原平衡等效，這類平衡是等比等效。

三、等效平衡解題模式

1.判斷是否屬于等效平衡問題

如果在題中給出兩個或多個平衡比較的字眼就說明該題為等效平衡問題。

2.根據(jù)題意確定屬于哪一類型的等效平衡

題中給出恒溫、恒容或恒溫、恒壓的條件，根據(jù)題中所給方程式看出是△n（g）≠0或△n（g）=0，得到是哪一種（等量或等比）等效平衡問題。

3.運用“等效轉(zhuǎn)換”將物質(zhì)折算到方程式一側(cè)

一般以題中所給物質(zhì)為標(biāo)準。

4.解答

（1）等量等效：①直接等效；②構(gòu)造等效→平衡移動方向。

（2）等比等效：①直接等效；②構(gòu)造等效→平衡移動方向。

A.4 mol A+2 mol B B.2 mol A +0.5mol B

C.3mol C+0.5mol DD.3 mol C+1 mol D

解析：問題是判斷恒溫、恒容時充入反應(yīng)物達到平衡后C的濃度和第一次平衡時C的濃度的關(guān)系，所以是等效平衡問題。

第一問：只要把第二次充入的物質(zhì)轉(zhuǎn)換成A、B，恰好是2 mol A和1 mol B，使兩次平衡達到相同狀態(tài)，那么C的濃度也會相同，故第一問正確答案：D。

第二問：先把第二次充入的物質(zhì)轉(zhuǎn)換成A、B，然后和第一次做比較：①A相當(dāng)于在第一次充入的基礎(chǔ)上又充入了2mol A和1 mol B，使平衡正向移動，所以第二次達到平衡后C的濃度大于第一次；②B相當(dāng)于在第一次充入的基礎(chǔ)上減少了0.5 mol B，使平衡逆向移動，所以第二次達到平衡后C的濃度小于第一次；③C相當(dāng)于在第一次充入的基礎(chǔ)上減少了0.5 mol B，使平衡逆向移動，所以第二次達到平衡后C的濃度小于第一次，第二問正確答案：A。

總結(jié)：平衡移動方向的判斷：若將第二次加入的物質(zhì)利用極端假設(shè)法轉(zhuǎn)換成第一次加入的物質(zhì)（如果第二次充入物質(zhì)和第一次充入的相同則不需要轉(zhuǎn)換）后如果某種物質(zhì)的量比原來多，平衡就向能減少這種物質(zhì)的物質(zhì)的量的方向移動；如果某種物質(zhì)的量比原來少，平衡就向能增加這種物質(zhì)的物質(zhì)的量的方向移動。

A.2 mol HBrB.3mol HBr

C.4mol Br2+2 mol H2D.1 mol Br2+2 mol HBr

解析：問題是判斷恒溫、恒容時充入反應(yīng)物要求達到平衡后HBr的體積分數(shù)和第一次平衡時HBr的體積分數(shù)的關(guān)系，所以是等效平衡問題。A、B兩項明顯與原平衡不等效，可以不用考慮。D項根據(jù)剛才講到的知識可以知道：1 mol的Br2和2 mol的HBr等效轉(zhuǎn)換后相當(dāng)于是2 mol的Br2和1mol H2，與第一次充入的物質(zhì)相同，所以達到平衡后HBr的體積分數(shù)等于w%。C項可以先建立兩個和第一次相同的平衡狀態(tài)，兩個容器中HBr的體積分數(shù)都為w%，然后把兩個容器合并成一個容積為原來2倍容器，平衡不發(fā)生移動HBr的體積分數(shù)仍為w%，把容器的體積縮小到和第一次相同，由平衡移動原理可知，平衡并不發(fā)生移動，所以HBr的體積分數(shù)仍為w%。正確答案為C、D。

總結(jié)：平衡移動方向的判斷：將第二次加入的物質(zhì)利用極端假設(shè)法轉(zhuǎn)換成第一次加入的物質(zhì)（如果第二次充入的物質(zhì)和第一次充入相同則不需要轉(zhuǎn)換）后，如果某種物質(zhì)的物質(zhì)的量比相應(yīng)比例少，則平衡就向能增加這種物質(zhì)的物質(zhì)的量的方向移動；如果某種物質(zhì)的物質(zhì)的量比相應(yīng)比例多，平衡就向能減少這種物質(zhì)的物質(zhì)的量的方向移動。

例3.在一容積可變的密閉容器中加入2 mol A和1 mol B發(fā)生反應(yīng)

A.3mol C+2 mol DB.1mol A +0.5mol B+2mol C+0.5mol D

C.1mol A +0.5mol B+1.5mol C D.4 mol A+2 mol B

解析：問題是判斷恒溫、恒容時充入反應(yīng)物要求達到平衡后C的體積分數(shù)和第一次平衡時C的體積分數(shù)的關(guān)系，所以是等效平衡問題。先將選項中的物質(zhì)轉(zhuǎn)換成A、B兩種物質(zhì)：A選項為2 mol A+1 mol B+1mol D，B選項為2 mol A+1 mol B+0.5mol C，C選項為1mol A +0.5mol B+1.5mol C，D選項為4 mol A+2 mol B。其中A、B、C選項明顯與第一次不是等效平衡，可以不用考慮。D選項，先將D選項中的物質(zhì)平均分開，建立兩個和第一次相同的平衡，達到平衡時C的體積分數(shù)為w%，在將兩個容器連接起來，平衡也不移動，C的體積分數(shù)仍為w%。正確選項：D。

總結(jié)：平衡移動方向的判斷：將第二次加入的物質(zhì)利用極端假設(shè)法轉(zhuǎn)換成第一次加入的物質(zhì)（如果第二次充入的物質(zhì)和第一次充入相同則不需要轉(zhuǎn)換）后，如果某種物質(zhì)的物質(zhì)的量比相應(yīng)比例少，則平衡就向能增加這種物質(zhì)的物質(zhì)的量的方向移動；如果某種物質(zhì)的物質(zhì)的量比相應(yīng)比例多，則平衡就向能減少這種物質(zhì)的物質(zhì)的量的方向移動。

四、等效平衡的解題模式總結(jié)

首先，通過審題查看是否是兩次平衡比較的問題，如果是就用等效平衡解決問題的方法解決：看是在定T、V條件下，還是在定T、P條件下？如果是在定T、V條件下，就看反應(yīng)前后分子數(shù)是否發(fā)生變化，如果發(fā)生變化則用等量等效解決，如果不發(fā)生變化則用等比等效方式解決，如果是在定T、P條件下則用等比等效方式解決。

等效平衡問題是化學(xué)平衡這部分知識的難點，比較抽象，學(xué)生不容易理解，在考試中也經(jīng)常出現(xiàn)。筆者認為該部分教學(xué)應(yīng)以教師講解、總結(jié)為主，學(xué)生多理解教師講解的知識，多做練習(xí)。對于等效轉(zhuǎn)換，教師可以結(jié)合習(xí)題，用圖形的方式轉(zhuǎn)達給學(xué)生，學(xué)生更容易接受。

ISSN2095-6711/Z01-2016-07-0170