鐘輝生
此題的精典解法大體如下:由題意可知,本題為恒溫恒壓的等效平衡,要求投料時為等比。由于A項等比例減少各物質,而B項等比例增加各物質,則平衡不移動。C項各物質均增加1 mol與原平衡不等效,如果先加入1 mol A、0.5 mol B、1 mol C,此時與原平衡等效,平衡不移動。因為題設條件是均增加1 mol,所以還需再加入0.5 mol B,平衡向右移動。同理分析D項得出平衡左移。
很多教師據此認為可以用等效平衡原理來解決平衡移動方向問題。事實果真如此嗎?
如果等效平衡可以用來判斷平衡移動方向,則此題還有其他很多解法,甚至得出自相矛盾的結論。因為平衡態(tài)的建立與途徑無關,所以中學階段常采用一邊倒的方法來判斷兩種投料方式最終達到的平衡是否等效。依此原理,僅以上題的C項為例來分析其移動方向。
全部轉化為反應物投料方式:原平衡轉化為A、B的投料方式,其物質的量之比為8∶4=2∶1。C選項的投料為10 mol A、5.5 mol B。如果以B為參照,那么A應該是11 mol才與原平衡等效,10 mol A就相當于平衡后A減少了1 mol,反應物濃度減小,平衡向逆反應方向移動。如果以A為參照,那么B應該是5 mol才與原平衡等效,5.5 mol B就相當于平衡后B增加了0.5 mol,反應物濃度增加,平衡向正方向移動。誰對誰錯呢?
二、等效平衡判斷不了平衡移動方向
中學化學中常用等效平衡原理來解決可逆反應中某些參數的大小比較或計算問題。因為平衡狀態(tài)只與始態(tài)有關,而與途徑無關,即:①無論反應從正反應方向開始,還是從逆反應方向開始;②投料是一次還是分成幾次;③反應容器經過擴大——縮小或縮小——擴大的過程,只要能通過一定的形式轉化成相同的起始態(tài),那么他們可達到相同的平衡態(tài)。從這個意義上講,化學反應平衡過程是始態(tài)決定終態(tài)的過程,平衡態(tài)是標量,而不是矢量。但是我們知道,平衡移動則與過程緊密相連。參照點發(fā)生了變化,移動方向可能也跟著變化,所以平衡移動是矢量。因此我們完全有理由相信:用等效平衡原理來判斷平衡移動方向是錯誤的。其錯誤主要表現在三個方面:①得出與事實相反的平衡移動方向;②得出匪夷所思的平衡移動方向;③將會移動的平衡判斷成不移動。
此題的精典解法大體如下:由題意可知,本題為恒溫恒壓的等效平衡,要求投料時為等比。由于A項等比例減少各物質,而B項等比例增加各物質,則平衡不移動。C項各物質均增加1 mol與原平衡不等效,如果先加入1 mol A、0.5 mol B、1 mol C,此時與原平衡等效,平衡不移動。因為題設條件是均增加1 mol,所以還需再加入0.5 mol B,平衡向右移動。同理分析D項得出平衡左移。
很多教師據此認為可以用等效平衡原理來解決平衡移動方向問題。事實果真如此嗎?
如果等效平衡可以用來判斷平衡移動方向,則此題還有其他很多解法,甚至得出自相矛盾的結論。因為平衡態(tài)的建立與途徑無關,所以中學階段常采用一邊倒的方法來判斷兩種投料方式最終達到的平衡是否等效。依此原理,僅以上題的C項為例來分析其移動方向。
全部轉化為反應物投料方式:原平衡轉化為A、B的投料方式,其物質的量之比為8∶4=2∶1。C選項的投料為10 mol A、5.5 mol B。如果以B為參照,那么A應該是11 mol才與原平衡等效,10 mol A就相當于平衡后A減少了1 mol,反應物濃度減小,平衡向逆反應方向移動。如果以A為參照,那么B應該是5 mol才與原平衡等效,5.5 mol B就相當于平衡后B增加了0.5 mol,反應物濃度增加,平衡向正方向移動。誰對誰錯呢?
二、等效平衡判斷不了平衡移動方向
中學化學中常用等效平衡原理來解決可逆反應中某些參數的大小比較或計算問題。因為平衡狀態(tài)只與始態(tài)有關,而與途徑無關,即:①無論反應從正反應方向開始,還是從逆反應方向開始;②投料是一次還是分成幾次;③反應容器經過擴大——縮小或縮小——擴大的過程,只要能通過一定的形式轉化成相同的起始態(tài),那么他們可達到相同的平衡態(tài)。從這個意義上講,化學反應平衡過程是始態(tài)決定終態(tài)的過程,平衡態(tài)是標量,而不是矢量。但是我們知道,平衡移動則與過程緊密相連。參照點發(fā)生了變化,移動方向可能也跟著變化,所以平衡移動是矢量。因此我們完全有理由相信:用等效平衡原理來判斷平衡移動方向是錯誤的。其錯誤主要表現在三個方面:①得出與事實相反的平衡移動方向;②得出匪夷所思的平衡移動方向;③將會移動的平衡判斷成不移動。
此題的精典解法大體如下:由題意可知,本題為恒溫恒壓的等效平衡,要求投料時為等比。由于A項等比例減少各物質,而B項等比例增加各物質,則平衡不移動。C項各物質均增加1 mol與原平衡不等效,如果先加入1 mol A、0.5 mol B、1 mol C,此時與原平衡等效,平衡不移動。因為題設條件是均增加1 mol,所以還需再加入0.5 mol B,平衡向右移動。同理分析D項得出平衡左移。
很多教師據此認為可以用等效平衡原理來解決平衡移動方向問題。事實果真如此嗎?
如果等效平衡可以用來判斷平衡移動方向,則此題還有其他很多解法,甚至得出自相矛盾的結論。因為平衡態(tài)的建立與途徑無關,所以中學階段常采用一邊倒的方法來判斷兩種投料方式最終達到的平衡是否等效。依此原理,僅以上題的C項為例來分析其移動方向。
全部轉化為反應物投料方式:原平衡轉化為A、B的投料方式,其物質的量之比為8∶4=2∶1。C選項的投料為10 mol A、5.5 mol B。如果以B為參照,那么A應該是11 mol才與原平衡等效,10 mol A就相當于平衡后A減少了1 mol,反應物濃度減小,平衡向逆反應方向移動。如果以A為參照,那么B應該是5 mol才與原平衡等效,5.5 mol B就相當于平衡后B增加了0.5 mol,反應物濃度增加,平衡向正方向移動。誰對誰錯呢?
二、等效平衡判斷不了平衡移動方向
中學化學中常用等效平衡原理來解決可逆反應中某些參數的大小比較或計算問題。因為平衡狀態(tài)只與始態(tài)有關,而與途徑無關,即:①無論反應從正反應方向開始,還是從逆反應方向開始;②投料是一次還是分成幾次;③反應容器經過擴大——縮小或縮小——擴大的過程,只要能通過一定的形式轉化成相同的起始態(tài),那么他們可達到相同的平衡態(tài)。從這個意義上講,化學反應平衡過程是始態(tài)決定終態(tài)的過程,平衡態(tài)是標量,而不是矢量。但是我們知道,平衡移動則與過程緊密相連。參照點發(fā)生了變化,移動方向可能也跟著變化,所以平衡移動是矢量。因此我們完全有理由相信:用等效平衡原理來判斷平衡移動方向是錯誤的。其錯誤主要表現在三個方面:①得出與事實相反的平衡移動方向;②得出匪夷所思的平衡移動方向;③將會移動的平衡判斷成不移動。