浅谈“等效平衡规律”的理解及应用

来源 :数理化学习·综合版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chongfengli
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
   在教学过程中发现,学生在利用“等效平衡规律”解决实际问题时存在问题.学生对许多实际情况不能准确判断是否是“等效平衡”,即使确认是“等效平衡”问题后,也存在该应用“等效平衡规律”中哪一条规律才能正确解决的问题.在实际教学过程中,对“等效平衡”概念剖析和对“等效平衡规律”中应用时应注意的特定条件的分析,对解决此类问题有所突破.
   对于“等效平衡”的概念,在化学上是如此认定的:在一定条件下(定温、定容或定温、定压),对同一可逆反应,只是起始时加入物质的情况不同,而达到平衡时,任何相同组分的含量均相同,这样的化学平衡就互称为“等效平衡”.从认定中可看出,化学平衡状态的建立只与条件有关,而与建立平衡的途径无关,因而对同一可逆反应,从不同的状态开始,只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同,则它们达到的平衡状态就可互称为“等效平衡”.如:在常温常压下,对可逆反应2SO2(g) + O2(g) ?葑2SO3(g)而言,对于SO2、O2和SO3物质的量分别按①2mol、1mol、0mol;②0mol、0mol、2mol;③0.5 mol、0.25mol、1.5 mol等三种初始状态开始;虽①是从正反应方向开始,②是从逆反应方向开始,③是从正逆反应方向同时开始,但由于①、②、③三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物,对应各组分的物质的量均相等(如将②、③折算为①),因此三者在平衡后互为等效平衡.
   接着是要正确理解和掌握“等效平衡规律”.“等效平衡规律”有以下三种情况:①恒温、恒容条件下的等效平衡.对于反应前后气体分子数不等的可逆反应(即一般可逆反应),在定温、定容的条件下,只改变起始加入物质的“物质的量”,如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的“物质的量”与原平衡相同,则两个平衡等效;②特殊情况,等体积反应(恒温).在定温、定容的情况下,对于反应前后气体分子数不改变的可逆反应(即特殊可逆反应),只要反应物(或生成物)的物质的量比值与原平衡相同,则两个平衡等效;③恒温、恒压条件下的等效平衡.在定温、定压情况下,改变起始时加入物质的“物质的量”,只要按化学计量数换算成同一半边的物质的“物质的量”之比与原平衡相同,则达平衡后与原平衡等效.如对可逆反应aA(g) + bB(g)?葑cC(g) + dD(g) (a + b ≠ c + d)右进行如下归纳.对此可逆反应如第一次初始加入a mol A和b molB,第二次初始加入xmol A、ymolB、z mol C和w mol D.在定温、定容的条件下,若两次反应互为等效平衡,则一定要满足以下两个关系式:x + z × a ÷ c = a和y + w × b ÷ d = b.而对在定温、定容或在定温、定压(a + b=c + d)的可逆反应则只要求由极端假设法确定出两初始状态的物质的量的比值与原平衡相同,即(x + z × a ÷ c ):(y + w × b ÷ d )= a:b,则达到平衡后两个平衡等效.如上所述,在应用“等效平衡规律”解决实际问题过程时,一定要分析问题中的条件和发生可逆反应的各生成物和各反应物的化学计量数之和的情况.
   如:一定温度下,在恒容密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)3C(g),若反应开始时充入2molA和2molB,达平衡后A的体积分数为a%.其它条件不变时,若按下列四种配比作为起始物质,平衡后A的体积分数大于a%的是()
   A.2molC
   B.2molA、1molB和1molHe(不参加反应)
   C.1molB和1molC
   D.2molA、3molB和3molC
   解析:本题主要考查有关化学平衡的相关问题.
   本题只有通过“等效平衡规律”才能很好地解决,而此题的条件为“等温等容和气体总体积不变”,符合“等效平衡规律”中第二条规律情况.故在等温等容的条件下,对于气体总体积不变的反应2A(g)+B(g)?葑3C(g),充入任意物质的量的C,都与充入2 mol A和1 mol B等效,且平衡时A的体积分数大于a%,故A符合题意;而充入He时对所给化学平衡没有影响,则B选项中A的体积分数亦大于a%,而C、D皆相当于在2 mol A和1 molB达到平衡的基础上,增大B的浓度使化学平衡向右移动,A的体积分数减小,故本题答案为(A)、(B).
   在面对实际问题时,还应对具体的反应进行正确的分析,看化学平衡状态之间是否是等效平衡,能否利用“等效平衡规律”来解决问题.
   又如在恒温时,一固定容积的容器内发生如下反应:2NO2 (g) ?葑N2O4 (g)达平衡时,再向容器内通入一定量的NO2 (g),重新达到平衡后,与第一次平衡时相比NO2的体积分数()
   (A). 不变 (B). 增大
   (C). 减小 (D). 无法判断
   解析:我们可以假设后面通入一定量的NO2 (g)也在上述反应的温度和压强下发生如下反应2NO2 (g)?葑 N2O4 (g)并达平衡,此时两个反应就是在恒温、恒压下的等效平衡,两个反应体系下的NO2的体积分数就必定相同.然后再把后面反应中的混合气体全部挤压在题中的固定容器内,这时相当于对原体系加压,对于反应2NO2 (g)?葑 N2O4 (g)必定向正反应方向移动,这样NO2 在体系中的体积分数肯定减小,则得到正确答案C.如果不用“等效平衡”原理来解决此题,对在已经平衡的体系内通入一定量的NO2 ,整个体系的压强和作为反应物的NO2 的量就都有所增加,平衡向正反应方向移动,就会使得NO2的量有所减少,N2O4的量有所增加,但由于无法知道NO2 反应减少后剩下的量以及N2O4的增加量故无法判断体积分数的变化,势必会误选答案(D) 可见只要对“等效平衡规律”中所述的等效平衡情况能正确理解并对其对应的关系式熟悉掌握,在解答实际问题时就能游刃有余、信手拈来.
其他文献
在新的数学课程标准要求下,数学教育面向全体学生,体现基础性、普及性和发展性的特点:(1)人人学有价值的数学;(2)人人都能获得必需的数学;(3)不同的人在数学上得到不同的发展。从小学数学过渡到初中数学,学习内容、研究方法,都是个转折,尤其是数学思想认识上要产生质的飞跃。然而刚刚步入初中学习的学生很难迈过这个转折点,出现数学学习成绩很不理想的状况,尤其是在课改初期,由于教师的观念﹑教学行为的转变需要
期刊
思维的灵活性是指人们思考问题的方法、思考过程上能灵活地变换,以适应变化的问题情境,从而取得突破。如果学生的思维灵活性强,他们就有应变能力。所以说,富于联想,有较强的发散思维能力和求异思维能力,是培养学生思维灵活性的基础。    一、在教学中,要结合教学内容,培养学生的联想能力    在教学中,老师要训练学生的思维。训练学生学会在思考中既能运用收敛思维,也能运用发散思维;既习惯于求同思维也习惯于求异
期刊
从古到今,数学课堂一直是教师耐心地讲,学生认真地听,这种封闭式的教学。而新课标要求我们在教学中实现人人学有用的数学,有用的数学应当为人人所学,不同的人学不同的数学。因此,改进课堂教学环境才能真正把学生从被动的课堂活动中解放出来,引导他们积极主动地、富有个性地学习,是提高课堂教学质量的有效途径之一。下面,结合笔者多年教学实践经验谈一点粗浅的认识。    一、创设课堂情境,巧妙提出问题    数学课堂
期刊
摘要:研究性学习是新时期教育、教学改革的一个“精品”,因为它浓缩了先进的教育理念。研究性学习以及新教材中研究性课题的出现,是对传统的教学方式和学习方式的一种挑战。而实施以培养创新精神和实践能力为重点的素质教育,其关键是改变教师的教学方式和学生的学习方式。但是研究性学习的深入开展,我们越来越感到研究性学习不应只作为一门课程来开发,还应作为学习的方式渗透到学科教学当中。  关键词:重视;编题;高考  
期刊
摘要:“英特尔®未来教育”强调以学为主、以用为主、以互动的方式,使教师在课堂上能够有效应用所学的技术和知识,把计算机和互联网作为教和学的工具,有机地结合到授课、学习活动中去,让学生在学习过程中学会学习、学会合作,充分利用计算机和网络等信息资源,培养学生的创新思维、团队合作精神、问题解决和研究能力。  关键词:英特尔®未来教育;信息技术;整合;物理教学    引言:信息技术与学科教学
期刊
注:本题解答有多种。  题2数轴上表示的四个点分别为A,B,C,D,一质点在A点,每次向左或向右跳一个长度单位,且此质点就在这四个点之间跳来跳去,跳m次至A,B,C,D的跳法各有多少种?  解答:设跳m次,不同跳法有f(m)种,跳至A,B,C,D的跳法种数分别为f1(m),f2(m),f3(m),f4(m)则f(m)=f1(m)+f2(m)+f3(m)+f4(m)。m=1,即质点跳一次,必至B点,
期刊
充要条件和必要条件是数学中的重要概念,能够判断给定的两个命题之间的关系,这是提高数学能力的基本要求,因此必须掌握好充要条件判定的常用方法.    一、定义法    例1.(2007年全国高考题):f(x),g(x)是定义在R上的函数,h(x)=f(x)+g(x),则“f(x),  g(x)均为偶函数”是“h(x)为偶函数”的()  (A) 充要条件  (B) 充分而不必要条件  (C) 必要而不充
期刊
个性化教学就是尊重学生个性的教学,它以学生的学习主体地位的确立为本质,以学生在学习中体现出来的个别差异为教学出发点,以培养学生兴趣和激发学生学习内在需要为中心,以每一个学生的全面发展和个性展现为发展目标。从教学过程上看,个性化教学强调学习过程,强调学生的体验,关注每一个学生的每一次学习收获。个性化教学要求教师对学生形成一种牵挂,一种关怀,并以宽广的胸怀容忍学生的不合适宜,把学生在课堂上的每一个细节
期刊
“听”是课堂上学生获得知识的主要渠道之一,但不难发现,在课堂上,大部分学生的听是单一的,一维的,机械的,知其然不知其所以然,黑板擦了,再让他们做,就很少有学生能正确完成,有的含糊其辞,有的“东一头、西一头”,不知所云。  笔者认为:学生的大脑不应该是一个被机械的填的窗口,而应该是一个需要被点燃的火把,教师的责任是点燃火把,让它燃烧。老师不应该做学生思维的保姆,而是让知识成为学生自己思考的果实。新课
期刊
摘要:人的思维过程始于问题情境,问题情境具有情感上的吸引力,能使学生产生学习的兴趣,激发其求知欲与好奇心。本文从六个方面:创设生活情境、创设游戏情境、创设实践情境、创设故事情境、创设发现情境、创设动画情境,对优化问题情境促进有效教学进行研究。  关键词:课堂;优化;情境;有效    新课标要求培养学生具有适应现代创新性的人才,对于数学来说,首先要对数学感兴趣,那么创设课堂问题情境尤为重要。因此,在
期刊