冷小麗
(吉林省長春地區(qū)農(nóng)安縣實(shí)驗(yàn)中學(xué))
在高中化學(xué)的學(xué)習(xí)中,在學(xué)習(xí)化學(xué)平衡移動的分析與判斷時(shí),我們知道化學(xué)平衡就是說,在一定的宏觀條件下,反應(yīng)物與生成物的濃度不發(fā)生改變,化學(xué)正逆反應(yīng)速率相等的可逆反應(yīng)。然而,這一問題需要一些方法與技巧,來解決化學(xué)平衡的問題。其實(shí),一套有效的化學(xué)平衡判斷的方法和技巧,不僅可以有效地解決化學(xué)平衡問題,還是一種化學(xué)思維。
在學(xué)習(xí)高中化學(xué)時(shí)所涉及的每一個(gè)可逆反應(yīng),在一定的宏觀條件下達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),能夠保證反應(yīng)物與生成物的濃度不發(fā)生改變,其產(chǎn)生的值是一定的?;瘜W(xué)反應(yīng)體系內(nèi)的各物質(zhì)的濃度不再隨著時(shí)間的改變而改變的平衡是化學(xué)反應(yīng)平衡的標(biāo)志。當(dāng)化學(xué)平衡移動不再改變,達(dá)到平衡的狀態(tài)時(shí),反應(yīng)物的濃度與生成物的濃度不再發(fā)生改變,則說明,平衡就沒有發(fā)生移動。例如,在一個(gè)裝滿水的杯子中,加入多少水就會有多少水流出,加入的水和流出的水一直相等,化學(xué)反應(yīng)平衡也是這樣,經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)生成的物質(zhì)等于在化學(xué)反應(yīng)中消耗掉的物質(zhì),因此,化學(xué)反應(yīng)平衡移動中物質(zhì)的量不發(fā)生改變。其平衡遵循化學(xué)平衡常數(shù)。
在高中化學(xué)中,一定條件下的可逆反應(yīng),所形成的反應(yīng)速率,正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率是相等的,而且,反應(yīng)混合物中各組分的濃度不再發(fā)生變化。也可以說,v(正)=v(逆),即為化學(xué)平衡。當(dāng)一定條件下的可逆反應(yīng),某種物質(zhì)的消耗速率與該物質(zhì)的生成速率是相等的,那么,就說該化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡。由于反應(yīng)速率之比與方程式系數(shù)之比是相等的,因此,在描述可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),就必須描述正反應(yīng)與逆反應(yīng)的量之比等于方程式的系數(shù)比的化學(xué)平衡。
首先,有氣體參加或生成的反應(yīng),它們的平均摩爾質(zhì)量M=m(總)/n(總)。如果全是氣體,氣體總物質(zhì)的量m 不變。例如,N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)其平均摩爾質(zhì)量M 一定,可以說明該反應(yīng)達(dá)平衡。其次,有固體或液體參加反應(yīng)或生成,等體積與不等體積的氣體的平均摩爾質(zhì)量M 一定,這時(shí),可以說該反應(yīng)達(dá)平衡。不過,也會有特殊的反應(yīng),像CO(g)+H2(g)=C(S)+H2O(g),當(dāng)氣體的平均摩爾質(zhì)量M 等于12g/mol,其平均摩爾質(zhì)量M 一定,不能說明該反應(yīng)達(dá)平衡。當(dāng)氣體的平均摩爾質(zhì)量M 不等于12g/mol,其平均摩爾質(zhì)量M 一定,能說明該反應(yīng)達(dá)平衡。最后,變化中生成的反應(yīng),這一般是發(fā)生在密閉容器中,然后是有氣體參與或生成的可逆反應(yīng)。其一,壓強(qiáng)改變,濃度改變,速率改變,若v正≠v逆,則平衡移動。例如,N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),在其他條件不變時(shí),體積縮小,壓強(qiáng)增大并且是原來的2 倍,生成物與生成物的濃度也分別是原來的2 倍,致使正反應(yīng)速率與正反應(yīng)速率分別增大,可是增大的倍數(shù)不同,導(dǎo)致移動不平衡,使其正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,也就是v正>v逆,使平衡正向移動。其二,壓強(qiáng)改變,濃度改變,速率改變,但v正=v逆,則平衡不移動。其三,壓強(qiáng)改變,但濃度不變,速率不變,v正=v逆,則平衡不移動。例如,N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)達(dá)平衡后,使其溫度與體積不發(fā)生變化,在這一條件下,在反應(yīng)中沖入一定量He 氣,由于沖入的氣體沒能夠引起生成物與反應(yīng)物濃度的改變,所以,此反應(yīng)的反應(yīng)速率不改變,氣體的總壓強(qiáng)不發(fā)生改變,即v正=v逆,平衡不移動。其四,總壓強(qiáng)不變,但濃度改變,則速率改變,且v正≠v逆,則平衡移動。
在恒容條件下,如果不小心混入了稀有氣體,那么稀有氣體會參與反應(yīng),引起容器內(nèi)的壓強(qiáng)變大,然而,化學(xué)平衡卻不發(fā)生變化。這主要是因?yàn)樵谙∮袣怏w參與反應(yīng)時(shí),不能夠引起生成物與反應(yīng)物中的濃度發(fā)生改變,因此,化學(xué)平衡移動繼續(xù)保持平衡。除此之外,如果在化學(xué)平衡移動反應(yīng)中,添加催化劑,雖然,可以讓反應(yīng)的速率加快,改變達(dá)到平衡的時(shí)間,但是,化學(xué)反應(yīng)的平衡不會發(fā)生改變。這主要是因?yàn)榇呋瘎┮膊粫股晌锱c反應(yīng)物的濃度發(fā)生改變,也就是說,化學(xué)平衡也不會出現(xiàn)移動,保持在平衡狀態(tài)。當(dāng)學(xué)習(xí)這一內(nèi)容時(shí),應(yīng)謹(jǐn)慎對待,避免出現(xiàn)失誤。
綜上所述,是對高中化學(xué)中化學(xué)平衡移動的分析與判斷,致使學(xué)生學(xué)習(xí)到更加豐富的有關(guān)化學(xué)平衡的相關(guān)知識。總之,高中化學(xué)平衡移動的問題是高中化學(xué)學(xué)習(xí)中的重點(diǎn),需要得到教師與學(xué)生的一致重視。
雍國文.用等效法巧解物理題[J].發(fā)展,2010(12).