巧用等效平衡解答疑難試題

2017-03-28 08:00:03寧夏王開山

教學考試(高考化學) 2017年1期

寧夏王開山

(作者單位：寧夏育才中學)

巧用等效平衡解答疑難試題

一、等效平衡原理

對于同一個可逆反應，在相同的條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)，不管是從正反應開始，還是從逆反應開始，或從正反應和逆反應同時開始，達到平衡時，反應混合物中同種物質的百分含量相同，這樣的平衡稱為等效平衡。

二、等效平衡的分類及判斷方法

對于反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)條件m+n≠p+q時m+n=p+q時恒溫、恒容一邊倒后數值完全相同才建立等效(等同)平衡,即“等量等效”恒溫、恒壓一邊倒后數值成比例就建立等效平衡,即“等比等效”一邊倒后數值成比例就建立等效平衡,即“等比等效”

說明：

1.“一邊倒”(完全轉化)指的是把一邊“歸零”，通過可逆反應的化學計量數比換算成另一半邊物質的物質的量(濃度)。

2.等效指的是達到平衡后同種組分百分含量(物質的量分數、質量分數、體積分數)相同。也有可能同種組分的物質的量、質量、體積、物質的量濃度也相同。

三、疑難試題解答

1.解答加料問題

①4 mol A+2 mol B ②2 mol A+1 mol B+2 mol C

③2 mol C+1 mol B ④2 mol C

⑤1 mol A+0.5 mol B+1 mol C

(1)達到平衡后，C的物質的量濃度仍是kmol/L的是___________ 。

(2)若令a、b、c分別代表初始加入的A、B、C的物質的量，如果a、b、c取不同的數值，它們必須滿足一定的相互關系，才能保證達到平衡時，反應混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡時完全相同，填寫：

Ⅰ.若a=0，b=0，則c=___________ 。

Ⅱ.若a=0.5，b=0，則b=___________ ，c=___________ 。

Ⅲ.a、b、c的取值必須滿足的一般條件是___________ ；___________ 。(用兩個方程式表示，一個只含a、c，另一個只含b、c)

解析：(1)該反應m+n≠p+q且條件為恒溫、恒容，所以要滿足“等量等效”。將②③④⑤的加料方式全部進行“一邊倒”轉化為反應物A和B的量后，只有④⑤的加料方式與2 mol A和1 mol B的加料方式完全一致。(2)根據 “一邊倒”的方式進行轉化，即amol A+bmol B+cmol C等價轉化為amol A+bmol B+(cmol A+c/2 mol B)。

答案：(1)④⑤

(2)Ⅰ.c=2 Ⅱ.b=0.25c=1.5 Ⅲ.a+c=2b+c/2=1

2.解答平衡移動方向問題

( )

A.均減半________________ B.均加倍

C.均增加1 mol___________D.均減少1 mol

解析：容積可變，說明是恒溫、恒壓條件，滿足“等比等效”。A項，“均減半”后A、B、C的物質的量分別為2 mol、1 mol 和2 mol，滿足“等比等效”，平衡不會移動；B項，“均加培”后A、B、C的物質的量分別為8 mol、4 mol和8 mol，滿足“等比等效”，平衡不會移動；C項，“均增加1 mol”后A、B、C的物質的量分別為5 mol、3 mol和5 mol，相當于在5 mol、2.5 mol和5 mol的基礎上又增加了0.5 mol B,平衡向右移動；D項，“均減小1 mol”后A、B、C的物質的量分別為3 mol、1 mol和3 mol，相當于在3 mol、1.5 mol和3 mol的基礎上減少了0.5 mol B,平衡向左移動。

答案：C

3.解答方程式計量系數問題