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有关化学平衡几个问题的辨析

2015-03-19杨正刚贵州省六盘水市第二中学

散文百家 2015年3期
关键词:化学平衡恒温辨析

杨正刚贵州省六盘水市第二中学

有关化学平衡几个问题的辨析

杨正刚
贵州省六盘水市第二中学

化学平衡的知识是中学化学的重点,是历届高考必考知识,但,化学平衡的知识也是难点,不论是有关的计算,还是概念和规律,要想熟练的掌握,并达到灵活运用都是很不容易的。尤其是应用相关的化学概念时,往往最易出错,下面略举几例粗疏分析(以下讨论均在一定条件下)。

1.在化学平衡体系中,增大反应物的量,平衡一定向正反应方向移动。

辨析:①增大反应物中气体或溶液的浓度,平衡一定向正反应方向移动。⑵若增大固体或纯液体反应物的量,平衡不移动。③在FeCl3和KSCN混合溶液中加入浓KCl溶液,Fe(SCN)3+ 3KClFeCl3+3KSCN平衡不移动,若改为离子方程式,可看出该平衡实质与KCl无关。

2.增大有气体参加的化学反应平衡体系的压强,平衡一定发生移动。

辨析:对反应前后气体总分子数没有变化的平衡,不论通过什么方式增加压强,平衡均不移动。而对反应前后气体总分子数不相等的平衡,则要看通过什么方式增加压强来定。①若通过缩小反应容器体积方式增加压强,平衡肯定发生移动。②恒温恒容条件下通入某一平衡组分气体使体系压强增大,平衡要发生移动。③恒温恒容条件下通入某一“惰性”气体使体系压强增大,平衡不发生移动,(因为,此时组分的分压不变,也即各组分的浓度不变)。

3.化学平衡体系中,组分的浓度改变,平衡一定移动。

辨析:可逆反应达到平衡状态的重要特征之一,是平衡混合物中组分的百分含量不变,而不是浓度不变,即组分的浓度是否改变不能作为平衡的判据。平衡混合物百分含量改变,组分的浓度一定改变,平衡一定发生移动。但组分的浓度改变,平衡混合物百分含量不一定改变,平衡也就不一定发生移动。如在密闭容器中2HI(气)=H2(气)+I2(气)反应达平衡后,若通过推进活塞缩小容器的体积,此时,容器内平衡混合物各组分浓度均增大,而百分含量不变,平衡不发生移动。

4.平衡被破坏,必然导致平衡发生移动。

辨析:平衡被破坏——笼统的说,指平衡状态的任一指标(如组分的反应速率、平衡时的绝对量、含量、转化率等)发生改变。平衡发生移动——主要指平衡混合物的含量(X﹪)发生改变,等效平衡的概念对这一观点是最好的支持,同一可逆反应的两平衡状态,只要两状态下平衡混合物组分的含量(X﹪)相同,即可认为两平衡状态等效,而等效平衡之间相互转化不可视为平衡移动。

如:①催化剂不能使平衡发生移动,这是不争的结论,但它能使平衡的υ1(正)=υ1(逆)变为υ2(正)=υ2(逆),因为υ1≠υ2,所以可认为平衡已被破坏。②对反应前后气体总分子数不相等的平衡,如A2(气)+B(气)2AB(气),若通过推进活塞缩小容器的体积,此时,容器内平衡混合物各组分浓度均增大,速率也比原来增大了,即平衡被破坏了,但平衡没有发生移动。所以平衡发生移动,一定先被破坏;但平衡被破坏,不一定发生移动。

5.只要化学平衡反应速率改变,则平衡一定发生移动。

辨析:一般说,只要改变平衡浓度、温度、压强条件之一,或加催化剂,平衡的速率都要改变,但化学平衡不一定发生移动。如①加催化剂只能改变反应速率,可缩短反应达到平衡时间,平衡不可能发生移动。②如象A2(气)+B(气)2AB(气)化学平衡,恒温恒容并按计量数比改变各组分的量,或者恒温改变容器体积,虽反应速率都发生改变,但平衡并没有移动。化学反应速率与平衡移动的关系是:

υ(正)﹥υ(逆)时,平衡向正反应方向移动;

υ(正)=υ(逆)时,平衡不发生移动;

υ(正)﹤υ(逆)时,平衡向逆反应方向移动。

故平衡发生移动,平衡的速率都要改变;但平衡速率改变,不一定发生移动。

6.增大平衡体系的压强,反应速率一定增大。

辨析:首先,要看平衡中各物质的状态,若对无气体参加的化学平衡,无论通过什么方式增加体系压强,反应速率都无明显改变。其次,对于有气体参加的化学平衡,则要看通过什么方式增加压强来定。①若通过缩小反应容器体积方式增加压强,反应速率肯定增大。②恒温恒容条件下通入某一平衡组分气体使体系压强增大,反应速率也是增大。③恒温恒容条件下通入某一“惰性”气体使体系压强增大,反应速率肯定不变。

7.平衡向正反应方向移动,则反应的转化率一定提高。

辨析:这个问题要分两种情况讨论。一、由于改变压强或改变温度,使平衡向正反应方向移动,反应的转化率是一定提高。二、在中学阶段,若从反应过程看平衡移动。由于改变浓度平衡向正反应方向移动,反应的转化率不一定提高。如;

①当反应物只有一种时。如mA(g)+pC(g)+qD(g),达到平衡后,增加A的量,相当于加压,平衡向正反应方向移动,但该反应A的转化率的变化与气体物质的化学计量数有关:

当m﹥p+q,A的转化率增加;

当m=p+q,A的转化率不变;

当m﹤p+q,A的转化率减少。

②当反应物有两种时。如mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)。若只增加A的量,A的转化率减少,B的转化率增加。若按原比例同倍数增加A和B的量,平衡向正反应方向移动,但该反应A的转化率的变化与气体物质的化学计量数有关:

当m+n﹥p+q,A的转化率增加;

当m+n=p+q,A的转化率不变;

当m+n﹤p+q,A的转化率减少。

8.恒温恒容条件下的等效平衡,两平衡状态必须满足——投料量相同。

辨析:“等效”通常是指同一个化学反应两平衡状态的平衡混合物的百分比含量相等。判断同一反应的两平衡状态是否等效,必须依据容积、温度、压强及一个化学平衡的特征(这里主要指反应前气体的总分子数与反应后气体的总分子数之差,用△N表示)。通常有以下几种情况,①恒温恒压下,不管△N是否为零,只要反应物投料比相同,两平衡状态等效(此时,X﹪相等,n、c、v等不一定相等);②恒温恒容下,不管△N是否为零,只要反应物投料量相同,两平衡状态一定等效(此时,X﹪、n、c、v等一定相等);③根据“等效”概念,在恒温恒容下,当△N=0时,只需反应物投料比相同的两平衡状态,就有X﹪相等,此时两平衡状态等效。因此,原结论是错误的。

9.催化剂对化学平衡没有任何影响。

辨析:在化学平衡中加入适当的催化剂,虽然催化剂不能使平衡发生移动,但对平衡是有影响的,它能使平衡的υ1(正)= υ1(逆)变为υ2(正)=υ2(逆)。因为υ1≠υ2,所以可认为原平衡已被破坏。因此,只能说“催化剂对化学平衡移动没有任何影响”。而不能说“催化剂对化学平衡没有任何影响”。

10.平衡向正反应方向移动,则平衡常数(K)一定增大。

辨析:①若因改变温度,平衡向正反应方向移动,平衡常数(K)一定增大;当然,若因改变温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数(K)一定减小,变温情况下,可从平衡常数(K)的表达式分析各量变化即可得出结论。②若温度不变,因改变压强或浓度等条件引起化学平衡向正反应方向移动,平衡常数(K)不变,因为平衡常数(K)只是温度的函数。

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