丁 瑞●

江蘇省鹽城中學(xué)(224005)

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“守恒法”巧解化學(xué)中的等效平衡問(wèn)題

丁 瑞●

江蘇省鹽城中學(xué)(224005)

“守恒法”是化學(xué)解題中的常用方法，其應(yīng)用可以將復(fù)雜的過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)化，快捷便利地解決問(wèn)題.化學(xué)中的等效平衡問(wèn)題一直是高考化學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)，很多學(xué)生不理解為什么兩者會(huì)平衡，但如果從“守恒”的角度進(jìn)行分析，就會(huì)使學(xué)生清晰整個(gè)過(guò)程，理解其中的緣由.現(xiàn)就“守恒法”在等效平衡問(wèn)題中的應(yīng)用淺談自己的一點(diǎn)心得，與大家共享.

一、“守恒法”分析等效平衡的原理

等效平衡主要指一定條件下的可逆反應(yīng)中，無(wú)論從正反應(yīng)方向開(kāi)始，還是逆反應(yīng)方向開(kāi)始，只要按照一定的量配比，達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)相同，平衡混合物中各組成物質(zhì)的百分含量保持不變.

在教學(xué)過(guò)程中，很多學(xué)生不懂這兩個(gè)平衡狀態(tài)為什么會(huì)等效？教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用“守恒法”進(jìn)行分析，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，0.01molCO和0.01molH2O兩者所提供的C、H、O的物質(zhì)的量與0.01molCO2和0.01molH2兩者所提供的C、H、O的物質(zhì)的量完全一致.因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊鍵的斷裂與新鍵的形成，原子之間重新排列形成新物質(zhì)的過(guò)程，所以無(wú)論物質(zhì)以什么形式開(kāi)始反應(yīng)，只要所提供的總原子數(shù)相同，其本質(zhì)是一樣的，即兩者達(dá)到同一平衡狀態(tài)是必然的.

此觀點(diǎn)適合于絕對(duì)等效，即在恒溫恒容下的可逆反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，兩者所有的量均相等，而不單單是體積分?jǐn)?shù)、濃度等相對(duì)含量等效.學(xué)生對(duì)這個(gè)觀點(diǎn)非常認(rèn)可、便于接受，避免了學(xué)生對(duì)公式死記硬背和盲目套用，具有很強(qiáng)的操作性、實(shí)用性.

二、“守恒法”分析等效平衡問(wèn)題

1.“守恒法”巧解等效平衡中的大小

A.2molSO2和1molO2B.4molSO2和1molO2

C.2molSO2和1molO2和2molSO3

D.3molSO2和2molSO3

解析 根據(jù)“守恒法”， 2molSO2和2molSO3共提供4molS、10molO，學(xué)生很容易看出這與B選項(xiàng)中所提供的量相同，故B平衡時(shí)SO2的物質(zhì)的量應(yīng)該與題中平衡時(shí)SO2的物質(zhì)的量相等，即m=n；而A中所提供的S、O的物質(zhì)的量減少了，相當(dāng)于在B的基礎(chǔ)上減少了2molSO2，故達(dá)到平衡時(shí)SO2的物質(zhì)的量會(huì)減少，即m>n；C中提供了4molS，12molO，相當(dāng)于在B的基礎(chǔ)上增加了1molO2，平衡會(huì)正向移動(dòng)，故平衡時(shí)SO2會(huì)減少；D中提供了5molS、12molO，相當(dāng)于在B的基礎(chǔ)上增加了1molSO2，根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理，平衡雖然會(huì)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但新平衡時(shí)二氧化硫的濃度仍然比原平衡大，故達(dá)到平衡時(shí)SO2的物質(zhì)的量會(huì)增大，即m

2.“守恒法”巧解等效平衡中的計(jì)算

(1)若X=0，Y=0，則Z=____.

(2)若X=0.75，則Y=____，Z=____.

(3)X、Y、Z應(yīng)滿足的一般條件為_(kāi)___.

解析 利用“守恒法”可知，1molN2和3molH2共能提供2molN和6molH，只要三個(gè)問(wèn)題中能夠提供2molN和6molH就可達(dá)到等效平衡.(1)Z=2mol；(2)根據(jù)氮原子守恒Z=2-0.75×2=0.5mol，根據(jù)氫原子守恒，Y=(6-0.5×3)÷2=2.25mol；(3)根據(jù)氮原子、氫原子守恒，可以得出關(guān)系式：2X+Z=2，2Y+3Z=6.

解析 利用常規(guī)計(jì)算方法，需要對(duì)平衡的方向進(jìn)行判斷，通過(guò)二元一次方程組進(jìn)行求解，計(jì)算過(guò)程比較復(fù)雜.利用“守恒法”不難發(fā)現(xiàn)，無(wú)論反應(yīng)是否平衡，都會(huì)符合如下關(guān)系：

n(S)∶n(O)=(2+4)∶(2×2+3×2+4×3)=3∶11，設(shè)SO2為xmol，則有：n(S)∶n(O)=(1.4+x)∶(0.8×2+x×2+1.4×3)=3∶11，解得，x=0.4.

可見(jiàn)，“守恒”使化學(xué)充滿了豐富的內(nèi)涵，“守恒法”解決等效平衡中的問(wèn)題，省卻了學(xué)生對(duì)平衡等效、平衡移動(dòng)等過(guò)程的判斷，直接將反應(yīng)的“始”與“末”兩個(gè)狀態(tài)聯(lián)系起來(lái)，利用其中的守恒關(guān)系抓住了問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，達(dá)到了事半功倍的效果.

G

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