浅谈对“等效平衡”的理解

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  “等效平衡”是高中化学中的一个重点,也是一个难点,无论是老师在讲授,还是学生学习时都比较困难。我在多年的教学工作中总结了一点经验,下面就“等效平衡”的理解谈谈个人的一点见解。
  一、理解等效平衡的定义
  等效平衡是指在相同条件下的同一可逆反应,只是起始加入的情况不同,但反应达到平衡后,任何相同组分的分数均相同,这样的两个平衡称为等效平衡。
  注意:一是相同条件是指恒温恒容或恒温恒压这两个条件中的一个。
  二是任何相同组分的分数中的“分数”指物质的量分数、体积分数等。
  三是等效平衡中各物质物质的量或物质的量浓度不一定相同,但物质的量或物质的量浓度相同的两个平衡一定是等效平衡。
  二、解题思路——极值法(也叫一边倒法)
  无论平衡从哪个方向建立,在判断时都可根据题给条件,把生成物全部换算成反应物或把反应物全部换算成生成物,再与原平衡开始时加入物质的有关量相比较,具备一定关系的,即为等效平衡。
  2so2   +  o2    ≒   2so3
  ① 2mol     1mol     0
  ②  0       0         2mol
  ③ 1mol     0.5mol     1mol
  ①从正反应开始,②从逆反应开始,③从正逆反应同时开始,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),因此三者为等效平衡
  三、等效平衡可分为“两恒一特例”三种情况
  第一,“恒温恒容,量相同。”即在恒温恒容条件下,对于反应前后气体物质的量改变的可逆反应只改变起始时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,则这两个平衡才是等效平衡。
  例如,下列物质在恒温恒容条件下反应达到平衡时,是等效平衡的是(ABC)
  N2  +  3H2  ≒  2NH3
  A 1mol   3mol      0
  B  0      0        2mol
  C  0.5mol  0.5mol    1mol
  D 1mol    3mol     2mol
  第二,“恒温恒压,量相当。”即在恒温恒压条件下,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。
  例如,下列物质在恒温恒压条件下反应达到平衡时,是等效平衡的是(ABCD)
  N2  +  3H2  ≒  2NH3
  A  1mol   3mol      0
  B  0      0        2mol
  C  0.5mol  0.5mol    1mol
  D  1mol    3mol     2mol
  第三,“特例:对于等体积的气体反应,无论恒容还是恒压,只要是量相当,即为等效平衡。”即对于反应前后气体物质的量不变的可逆反应,无论是在恒温恒容,还是在恒温恒压条件下,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。(这是因为这类反应达到平衡后,再改变压强,平衡不移动)
  例如,下列物质在恒温恒容条件下反应达到平衡时,是等效平衡的是(ABC)
  H2 (g) +  I2(g)  ≒  2HI(g)
  A  1mol    2mol      0
  B  0.5mol  1mol      0
  C  0.5mol  2mol     2mol
  D  1mol    1mol     2mol
  总之,在解决等效平衡时,首先要弄清楚该反应是否为等体积的气体反应;其次是看好反应条件,恒温恒容还是恒温恒压,最后结合“两恒一特例”即可解决。当然,这只是解题的思路与方法,要想提高解题的技能技巧,还得在练习摸索体会,熟能生巧。
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