例释化学等效平衡的判断与应用

文怀毅 湖南省湘潭县第一中学

例释化学等效平衡的判断与应用

文怀毅 湖南省湘潭县第一中学

等效平衡在化学中是一个比较特殊的化学反应现象，其代表着化学反应中间的一种平衡状态。在高中化学学习中，我们高中生一定要对等效平衡形成充分了解，不仅要掌握等效平衡的判断方法，还要对其实现灵活运用，解决更多的化学问题。所以，下面针对等效平衡的概念作了简单阐述，然后分析了其判断方法，最后介绍了其具体应用，希望可以帮助高中学生更好地学习化学。

等效平衡 判断 应用

高中化学在知识难度上又上升了一个台阶，不仅涉及到的内容变多了，难度也有所上升，因此学生在学习过程中，遭遇了更大的困难。等效平衡作为高中化学中的一个重要知识点，涉及到多个与之相关的变量，这些变量间的相互关系，就决定了等效平衡的判定。所以，对于高中学生而言，必须要掌握等效平衡的基本理念和判定方法，这样才能在实际运用中找准切入点，从而实现问题的顺利解决。

1 等效平衡的概念

在高中化学中，有一部分化学反应具有可逆的属性，即在某些条件下反应既可以正向进行，也可以反向进行，因此这类反应往往不能实现充分反应，会在某一状态下停止化学反应，各种参与反应的物质达到一种相互平衡的状态，此时既不会正向反应，也不会反向反应。但是若是改变某一个条件，就会让反应重新开始。在反应达到平衡状态时，就称之为等效平衡。根据高中化学教材对等效平衡的相关介绍，可以得出与等效平衡相关的几个因素分别为温度、压强和浓度，这三个因素在反应过程中随便改变其一，就可以促使反应开始变动。要建立等效平衡，一般是在两种状态下完成的，一是恒温恒容，二是恒温恒压。

2 等效平衡的判断

对于等效平衡的判断，在不同的状态下是不一样的。在恒温恒容条件下，对于同一个可逆反应，参与反应物质的起始量不论是多少，也不管是分成几次加入的，只要起始量依照化学计量数换算后，和方程式左右两边的量相同，那么则可以判断其达到了等效平衡状态。在这种情况下，在反应混合物中的各个物质的组成比例都应该是对应相等的，包括了体积比例、质量比例、浓度比例等等，都是对应的相等的。

而在恒温恒压条件下，如果反应没有气体参与，那么只要反应物的物质的量在经过换算后能够在方程式左右两边达到对应相等，那么就可以判定其达到了等效平衡状态。在这种情况下，等效平衡时参与反应的各个物质的质量、体积、浓度等等并非一定相等的。

另外，还与一种特殊情况，就是在恒温恒容的状态下，如果可逆反应在反应前后的分子数不发生变化，那么在达成等效平衡状态时，其压强也是不变的，所以物质的量的比例达到对应相等，那么就可以判定等效平衡。

3 等效平衡的应用

3.1 恒温恒压的应用

在实际运用中，可以分为不同的状态来运用，恒温恒压便是其中之一。在相关问题中，由于反应条件的限制，会导致问题解答出现困难。而此时通过等效平衡恒温恒压的应用，可以避开一些未知的因素，从而解答出问题。

例：有一个密闭容器，通入1mol的气体Y和3mol的气体X，从而会产生化学反应：3X+Y=aZ。在反应稳定后，气体Z的摩尔数百分比为n%。在温度和容器体积均不发生变化的情况下，假设X=1．2mol，Y=0．4mol，Z=0．6mol，试求出 a 的值。

解析：反应已经稳定，那么可以假设气体Z在混合物中所占据的百分比为w，。根据反应物的摩尔数，其参与反应的气体一共有4mol，在温度、压力不变的情况下，可以认定生成气体也是4mol，所以a=4。但是，由于反应并没有达到完全的程度，所以气体X和Y会有剩余，因此等效平衡要得到保持，物质摩尔数就要和初始状态保持一致，此时a=1。

3.2 恒温恒容的应用

恒温恒容是等效平衡的另一种状态，在实际运用中，不少问题就会涉及这一状态，因此可以对其灵活运用，以实现高效解题。

例：对于反应X+B=2Z，将其置于固定容积的器具当中进行反应，如果X和B的起始摩尔数都是1mol，化学反应在某个条件下达到平衡的状态，Z的体积分数刚好是a%。此时如果再继续向容器中注入1mol的气体Z，在条件不变的状态下再次达到平衡，此时将Z的体积分数定为b%，则a%和b%的大小关系如何？

解析：对于该例题，通过题目中给出的条件进行分析可以发现，在反应起始前后的状态下，容积体积并没有发生任何变化，气体体积也并未产生任何变化，所以温度和压力在此种情况下都是恒定的。比如加入的1molZ气体可以完全反应，那么就会生产0．5mol的气体X和0．5mol的气体B，和之前的反应相比，只是投入量减半了，其他条件并没有发生变化。所以，体积分数上在反应中肯定是不变的，保持一致，因此可以得出结论：a%和b%相等。

等效平衡主要涉及到两个不同的状态，在实际运用中也是依靠这两个状态来解答题目，通过这两种状态下的某些特别性质来分析反应中的某些条件，找出解答问题的关键。

[1]王维秀.解决化学平衡中等效平衡问题的金钥匙——“一边倒”法[J].亚太教育，2015，15:142

[2]王一帆.高中化学中对化学平衡原理的巧用研究[J].化工管理，2016，09:29+50