等效平衡解题探微

◇　江苏　林诗成



等效平衡解题探微

◇江苏林诗成

化学平衡是高考中的热点,也是必考题之一,而等效平衡又是化学平衡中的难点,很多同学在学到这一部分内容时感觉茫然不知所措,本文笔者来浅谈一下这部分内容的教学心得．

1) 恒温、恒容:对于反应前后气态物质分子数不等(Δn(g)≠0)的可逆反应等效平衡的判断方法是用极限转化法(一边倒)将各种情况变换成同一反应物或生成物,则有关物质的物质的量对应相等．

最终结果:各组分百分含量、n、c均相同.

2) 恒温、恒容:对于反应前后气态物质分子数相等(Δn(g)=0)的可逆反应等效平衡的判断方法是用极限转化法(一边倒) 将各种情况变换成同一反应物或生成物,则有关物质的物质的量对应成比例．

最终结果:各组分百分含量相同,n、c成比例变化.

3) 恒温、恒压:等效平衡的判断方法是用极限转化法(一边倒) 将各种情况变换成同一反应物或生成物,有关物质的物质的量对应成比例．与可逆反应气态物质的化学计量数无关．

最终结果:各组分百分量、c相同,n成比例变化.

1借助模型理解

A若为定容容器,n(NH3)=1.2mol;

B若为定容容器,n(NH3)<1.2mol;

C若为定压容器,n(NH3)>1.2mol;

D若为定压容器,n(NH3)=1.2mol

分析定容时可建立如下等效平衡

选项A、B为恒温、恒容条件下,Δn(g)≠0,用以上模型构建2个等效平衡,放大后再压缩,加压平衡正向移动,n(NH3)>1.2mol,不符合题意,若等温、等压下,起始的投料成比例,建立等效平衡后n成比例变化所以此题迎刃而解，答案为D,此题的主要选项A、B中，怎样把不是等效平衡的问题转化为等效平衡的问题是解题关键,我们借助图形化难为易．

2找准条件,建立等效平衡

A1;B2;C3;D4

分析分2种情况讨论:

1) 当x=3时, n(g)=0,只要起始投料一边倒后成比例,代入数据n(A)∶n(B)=2∶1, 符合等效平衡.

2)Δn(g)≠0,此时一边倒后A和B的物质的量必须与原来相同n(A)=0.6mol+1.4mol×2/x=2,计算得x=2,因此本题答案为B和C.

3高考体验

A容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同;

B容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同;

C容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的多;

D容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1

分析大部分学生看到题后会认为是简单地等效平衡问题，认为Ⅰ、Ⅱ是从正、逆2个方向投料,相当于恒温、恒容下Δn(g)=0,就相当于同一平衡,所以n(CO)应相等,选项C错误.选项D中

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

Ⅰ起始1mol1mol

转化1×α11×α11×α11×α1

平衡1-1×α11-1×α11×α11×α1

Ⅱ 起始1mol1mol

转化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,因此认为选项D也是错误的．这些同学首先审题就有较大问题,题眼讲恒容绝热,也就是说既要考虑温度的影响,在等效平衡基础上再考虑热量变化,如Ⅰ为放热,相当于升高温度,平衡逆向移动,CO的转化率小于α1,Ⅱ为吸热,相当于降温,平衡正向移动,CO2的转化率小于α2,因此不难得出C、D为正确答案．

Am=2;

B2次平衡的平衡常数相同;

CX与Y的平衡转化率之比为1∶1;

D第2次平衡时,Z的浓度为0.4mol·L-1

分析根据题意,在恒温、恒容条件下,在此平衡系中加入1molZ(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变,说明此平衡为等效平衡,根据恒温、恒容条件下等效平衡的原理,由于一边倒量不一样,所以不可能Δn(g)≠0,反应前后气体的系数应相等，即(Δn(g)=0),因此m=2,选项A正确; 选项D,根据起始转化平衡三段式,结合第1次平衡时Z的体积分数为10%,可以计算出c(Z)=0.15mol·L-1,2次平衡为等效平衡,因此第2次平衡时,Z的浓度也为0.15mol·L-1,选项D错误,答案为D.

总之,在学习等效平衡这部分内容时,首先要理清概念,理解概念内涵,会构建模型,要重视基础,注重思维方式的沉淀,这样下次遇到等效平衡问题就会从以前的心有余悸到现在的驾轻就熟,游刃有余．

(作者单位：江苏省东台市三仓中学)

首先要理解等效平衡的定义:对于同一可逆反应,在一定外界条件下,该反应无论从正反应开始,还是从逆反应开始,或是正逆反应同时进行,只要起始加入物质的物质的量浓度满足一定的配比(相当),达平衡时,任何相同组分的含量(体积分数、物质的量分数等)均对应相同,这样的化学平衡互称为等效平衡．

其次分析等效平衡建成条件：