化学平衡移动问题的几种易错类型导析

安徽 汤 伟（特级教师） 张茹英

化学平衡移动问题的几种易错类型导析

安徽 汤 伟（特级教师） 张茹英

化学平衡移动问题是高考中的高频考点，每一年高考中，命题者总会借助该知识点考查考生的灵活应用能力，而针对该知识要点，总会有一些学生因为受到思维定式的影响，落入命题者设计的陷阱中。为使大家更好地理解化学平衡移动的相关原理及其应用，下面我们针对一些考生容易出现的一些典型错误做一总结，以易错题型形式做导析。

1．恒温恒容与绝热恒容

全国新课标高考化学试题中，大多都是在恒温恒容或恒温恒压条件下进行的可逆反应。而针对绝热恒容下的可逆反应出现的次数较少，我们众多考生遇到该问题时常常会犯想当然性错误。针对该情况，我们要强调指出，遇到绝热恒容条件下，一定要借助试题提供的信息，分析出该反应属于放热反应还是吸热反应，若是放热反应，随着反应的进行，容器中的温度会升高；反之，会降低。

【例1】某研究小组向某2L密闭容器中加入一定量的固体A和气体B，发生反应A（s）＋2B（g）幑幐D（g）＋E（g）ΔH＝QkJ·mol－1。在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的物质的量如表：

时间（min）物质的量（mol）0 10 20 30 40 50物质__________B 2．00 1．36 1．00 1．00 1．20 1．20 __________D __0 0．32 0．50 0．50 0．60 0．60 _________E 0 0．32 0．50 0．50 0．60 0．60

（1）T1℃时，该反应的平衡常数K＝________。

（2）30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据表中的数据判断改变的条件可能是________（填字母）。

a．通入一定量的B

b．加入一定量的固体A

c．适当缩小容器的体积

d．升高反应体系温度

e．同时加入0．2mol B、0．1mol D、0．1mol E

（3）对于该反应，用各物质表示的反应速率与时间的关系示意图曲线为下图中的________（填序号）。

（4）维持容器的体积和温度不变，若向该容器中加入1．60mol B、0．20mol D、0．20mol E和nmol A，反应达到平衡后，与表格中20min时各物质的浓度完全相同，则投入固体A的物质的量n的取值范围是________。

（5）维持容器的体积和温度不变，各物质的起始物质的量为n（A）＝1．0mol，n（B）＝3．0mol，n（D）＝amol，n（E）＝0mol，反应达到平衡后，n（E）＝0．50mol，则a＝________。

（6）若该密闭容器绝热，实验测得B的转化率随温度变化的示意图如下。

由图可知，Q_________（填“大于”或“小于”）0，c点v正______________（填“大于”“小于”或“等于”）v逆。

【解答】根据题意，我们可以得出，问题（1）到（5），属于恒温恒容条件下，而问题（6），属于绝热恒容条件下。

（2）30min后，B、D、E的物质的量都增加，加入一定量的B，平衡正向移动，a符合题意；加入固体A，平衡不移动，b不符合题意；这是一个反应前后气体分子数不变的反应，缩小容器体积，平衡不移动，各物质的物质的量不变，c不符合题意；只升高温度，平衡移动，但反应物和生成物的物质的量不会同时增加，d不符合题意；同时加入0．2mol B、0．1mol D、0．1mol E，平衡不移动，e符合题意。

（3）可逆反应中各物质的反应速率之比等于相应的化学计量数之比，故B的反应速率为D、E的2倍，且D、E的反应速率相等，满足此条件的图象是④。

（4）由于开始时n（D）＝n（E）＝0．2mol，平衡时n（D）＝n（E）＝0．5mol，所以D、E均转化了0．3mol，则A的物质的量大于0．3mol即可。

（5）因为温度不变，所以平衡常数不变，由“三段式”法可知：

（6）由图可知，c点B的转化率最大，则c点达到了平衡状态，v正＝v逆；c点之后平衡逆向移动，由于该容器密闭绝热，即B的转化率随温度升高而减小，则此反应正向为放热反应。

2．恒温恒压与恒温恒容

化学平衡移动原理指出，若增大反应物的浓度，平衡将向正反应方向移动，使用过程中该定律主要适用于恒温恒容条件，而恒温恒压条件下，增大一种反应物的浓度，另外一种反应物的浓度可能会减小，则该原理可能会失去其意义，此时，我们解答化学平衡相关问题时，要借助化学平衡常数与浓度商的关系推断，才容易得出正确答案。

【例2】在一个装有可移动活塞的容器中进行如下反应：

（1）N2（g）＋3H2（g）2NH3（g），反应达到平衡后，测得NH3的物质的量为amol，保持容器内的温度和压强不变，向平衡体系中又通入少量的H2，再次达到平衡后，测得NH3的物质的量为b mol，请你比较a、b的大小，并说明理由：_____________________________________。

（2）上题中若向平衡体系中通入的是少量N2，请你通过分析，讨论a、b的大小：________。

【解答】如果不仔细审题，未分清是恒温恒压还是恒温恒容，片面地认为只要增加反应物的浓度，反应就会向正反应方向移动，错误判断为生成物的物质的量一定增加。其实针对一个可逆反应的化学平衡体系，我们分析问题时首先要判断是恒温恒压还是恒温恒容，然后再借助化学平衡常数，定量推算，得出答案。

3．化学平衡移动中，注意固体或纯液体存在的影响

化学平衡移动原理研究的是可逆反应的体系，其中气体及溶液我们一般可以借助浓度的变化情况分析其移动的方向，而在可逆反应体系中，若有固体或纯液体物质存在，固体或纯液体物质一般浓度设定为1，在化学平衡常数表达式中一般不书写出来，故使用勒夏特列原理分析其可能反应时，我们要特别关注固体物质的存在情况。

【例3】（2013上海·20）某恒温密闭容器中，可逆反应A（s）B（？）＋C（g） ΔH＞0达到平衡。缩小容器体积，重新达到平衡时，C（g）的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。以下分析正确的是（ ）

A．产物B的状态只能为固态或液态

B．平衡时，单位时间内n（A）消耗∶n（C）消耗＝1∶1

C．保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡可能向逆反应方向移动

D．若开始时向容器中加入1mol B和1mol C，达到平衡时放出热量Q

【解析】若仅仅借助勒夏特列原理分析，会感觉本题中改变的条件为压缩体积，物质C的浓度会增大，重新达到新的平衡时，C的浓度即使减小，但仍比初始浓度大；而实际情况并非如此，此时我们要借助化学平衡常数分析才能够顺利得出答案。若B是气体，平衡常数K＝c（B）·c（C），恒温下，K不变，若c（C）不变，则c（B）也不变；若B是非气体，平衡常数K＝c（C），恒温下，K不变，c（g）的浓度不变，选项A错误；根据平衡状态的判断方法，知v（正）＝v（逆）时，单位时间内n（A）消耗∶n（C）消耗＝1∶1，选项B正确（注意，不是浓度消耗相等）；若B为气体，则向平衡体系中加入B，平衡则向逆反应方向移动，选项C正确；若该反应不属于可逆反应，选项D正确，但该反应属于可逆反应，反应不能进行到底，因此达到平衡时放出热量小于Q，选项D错误。

【答案】BC

4．注意平衡体系中增加反应物时可能会引起的“副反应”

增加反应物的浓度会使化学平衡向正反应方向移动，但是，我们针对一个具体的化学反应而言，可能会因为增大了反应物的浓度，却引发了一些“副反应”，与实际要研究的可逆反应的结果可能“截然相反”，所以，改变影响平衡的一些条件时，我们还要特别关注是否会出现一些“副反应”的存在情况。

【例4】浅绿色Fe（NO3）2溶液中存在如下平衡：Fe2＋＋2H2OFe（OH）2＋2H＋，若向该平衡体系中滴加足量的稀硫酸来增大H＋的浓度，则溶液的颜色变化情况为（ ）

A．变黄 B．变深

C．变浅D．无变化

【解析】根据试题提供的可逆反应，滴加稀硫酸，溶液中的H＋的浓度增大，若仅仅借助勒夏特列原理，则平衡会向逆反应方向移动，造成Fe2＋的浓度增大，此时容易错误得出溶液的颜色要变深，答案错选为B。

【答案】A

5．观察平衡移动所产生的现象，注意观察的视角

众多的化学平衡移动问题会产生一系列的典型现象，我们描述该现象时一般会是正常的视角去观察，往往会忽视转换一个角度，从另外的一个视角观察又会是一个什么样的结果呢？比如HI分解生成碘蒸汽和H2，压缩体积，增大压强，其颜色的变化可能会随着我们视角的改变而改变。

【例5】已知某物质颜色的强度与该物质的浓度成正比、与观察者的视程中的物质厚度成正比。在注射器中，存在NO2与N2O4的混合物，气体呈棕色，现将注射器的针筒慢慢往外拉，保持温度不变，此时混合物的颜色为（ ）

A．从针筒的顶端方向观察，气体颜色变深

B．从针筒的顶端方向观察，气体颜色变浅

C．从针筒的垂直方向观察，气体颜色没有变化

D．从针筒的垂直方向观察，气体颜色变深

【答案】A

综上所述，我们在具体解答相关化学平衡问题时，要仔细审题，注意命题者设计的陷阱，不能受思维定式的影响，犯想当然性的错误。

（作者单位：安徽省灵璧中学）