浅析高中化学“等效平衡”的实用解题技巧

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  【摘 要】本文对等效平衡内容中难懂晦涩的概念进行简单通俗的说明;对其记忆方法以及实际解题过程中的应用技巧做详细的说明,变抽象的理论内容为形象具体可操作的实践过程,帮助读者真正学好等效平衡,提高自身能力。
  【關键词】等效平衡 概念 记忆方法 应用技巧
  “等效平衡”在高中化学中是一个重要且有难度的专题,同学们经常有以下学习困惑:?什么叫等效平衡??等效平衡的判断有多种情况,该如何巧记??正确快速解决等效平衡的实际问题?本文将结合自身学习中总结的经验和例子解决以上三个问题。
  一、等效平衡的简单化理解
  等效平衡的含义是“在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,还是正、逆反应同时投料,达到化学平衡状态时,任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同,这样的化学平衡互称为等效平衡”。
  等效,顾名思义,就是从不同途径、利用不同方法或措施,最终达到等同的效果。用通俗的语言解释就是:等效平衡描述的是同一个可逆反应,各物质的起始浓度不同的两个或多个体系,在反应一段时间后分别达到各自的平衡状态,如果它们的平衡混合物中,各物质的含量(各物质所占总物质的比例)相同,则这几个体系互为等效。
  例如:对于N2+3H2?2NH3这个可逆反应,在恒温恒容条件下,甲体系起始充入1molN2和3molH2,乙体系起始充入2molNH3,丙体系起始充入0.5molN2、1.5molH2和1molNH3(起始投料不同);如果甲、乙、丙体系最终达到的平衡状态中,N2、H2和NH3三者的物质的量或者浓度所占总物质的比例相同,则这三个体系皆互为等效平衡。
  二、巧记等效平衡的判断情况
  相信很多同学看过辅导资料中对等效平衡的情况判断的描述,复杂且不好记忆。
  以N2+3H2?2NH3可逆反应为例:
  三、实用的解题步骤
  在理解等效平衡含义和记住判断情况的理论基础上,实际问题的解决也就变得简单。首先通过阅读题意判断出该化学平衡的建立条件是以上4种情况的哪一种情况;然后判断题目中出现的多个体系中各物质间量的关系;最后对照上表得出是否互为等效平衡的结论。
  例:将2molSO2和2molSO3气体混合于固定容积的密闭容器中,在一定条件下,发生下列反应:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),达到平衡时,SO3为nmol;在相同温度下,分别按照下列配比:1.6molSO2+0.3molO2+0.4molSO34molSO2+1molO22molSO2+1molO2+2molSO3?3molSO2+1molO2+1molSO3在相同密闭容器中放入起始物质,平衡时SO3的物质的量仍为nmol的是()。
  第1步:该平衡是属于恒温恒容条件下,反应前后气体分子数不等的可逆反应。第2步:体系1(2molSO2和2molSO3气体)的起始浓度因为缺少O2,实则不属于从正、逆反应同时投料这种情况。可以把2molSO3气体(逆反应方向)按照化学计量数之比完全转化为2molSO2和1molO2(正反应方向),此方法叫做“一边倒”法。体系1的起始投料实际是4molSO2和1molO2;将配比?中的SO3按照相同方法转化成SO2和O2,最终得出配比2molSO2和0.5molO2、4molSO2和1molO2、4molSO2和2molO2、?4molSO2和1.5molO2。第3步:题目中要求平衡时SO3的浓度相等,所以起始投料应该相等,故选B。倘若题目中要求SO3的浓度为2n,则起始投料也应该是两部的关系,即8molSO2和2molO2。
  参考文献
  [1]董凌兴,刘树领.浅探等效平衡规律的推理及应用[J]中学化学教学参考,2016(2).
  [2]万雁国.等效平衡问题的难点分析和教学题组设计[J]中学化学教学参考,2014(8).
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