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        淺析等效平衡的應用

        2019-11-25 04:00:28穆玉鵬
        數(shù)理化解題研究 2019年31期
        關鍵詞:恒壓容積變式

        穆玉鵬

        (山東省博興縣第一中學 256500)

        化學平衡知識是一大熱點,又是一大難點,下面筆者淺談在教學中如何利用等效平衡原理突破這一教學難點,力求能對大家有所啟示.

        一、等效平衡原理

        相同條件下,同一可逆反應體系,無論從正反應開始,還是從逆反應開始,只要按照化學方程式中的化學計量數(shù)之比投入反應物或生成物,則平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量相同,即這兩個平衡狀態(tài)完全相同,稱之為全部等效平衡.

        若改變平衡體系的一個條件后,平衡不發(fā)生移動,兩個平衡狀態(tài)中各物質(zhì)的濃度或物質(zhì)的量分數(shù)相同(物質(zhì)的量不一定相同),那么這兩個平衡狀態(tài)稱之為部分等效平衡.

        例1一定溫度下,在一個容積恒定的容器中,充入2 molA和1 molB,發(fā)生如下反應:

        達到平衡后,C的物質(zhì)的量為Wmol.若維持容器的體積和溫度不變,按起始的物質(zhì)的量0.6 molA、0.3 molB和1.4 molC充入容器后達到平衡,C的物質(zhì)的量為Wmol,則x為( ).

        A.只能為2 B.只能為3

        C.可能為2,也可能為3 D.不能確定

        變式訓練將例1題干中兩處“C的物質(zhì)的量為Wmol”改為“C的體積分數(shù)為W%” ,則x為( )

        解析兩次平衡中C的物質(zhì)的量相等,說明兩次平衡狀態(tài)完全相同,即第二次填充的物質(zhì)若完全轉(zhuǎn)化為填充A、B的形式,其物質(zhì)的量應與第一次填充相同.所以例1的正確選項應為A.

        兩次平衡中C的體積分數(shù)相等,為部分等效平衡,除例1所舉的情況外,x=3時,反應前后氣體的物質(zhì)的量相等,改變壓強,平衡不移動,故也符合題意.所以變式訓練的正確選項應為C.

        二、恒容容器與恒壓容器中改變壓強對平衡狀態(tài)的影響

        在恒溫恒容(容積不變)的密閉容器中,改變壓強,若反應前后氣體的物質(zhì)的量相等,則為等效平衡;若反應前后氣體的物質(zhì)的量不相等,則平衡將向能夠減弱壓強改變的方向移動.

        在恒溫恒壓(容積可變)的密閉容器中,平衡的移動一般只考慮濃度的改變.若兩次填充的各物質(zhì)物質(zhì)的量之比相等,則兩次填充各物質(zhì)的濃度相等(因為體積可變),所以這兩個平衡為等效平衡;若兩次填充的各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比不相等,則需要考慮濃度改變對平衡的影響.

        A.>p% B.

        變式訓練2將例2中“固定容積”改為“容積可變”

        變式訓練3將變式訓練1中“固定容積”改為“容積可變”

        解析容器體積固定,第二次填充后壓強增大,平衡向氣體物質(zhì)的量減小的方向移動,所以例1的正確選項為A.變式訓練1中壓強增大平衡不移動.所以變式訓練1的正確選項為C.

        容器體積可變,兩次填充各物質(zhì)的濃度相同,為等效平衡.所以變式訓練2、變式訓練3的正確選項都為C.

        三、精題例析

        訓練1一定條件下,向一帶活塞的密閉容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,發(fā)生下列反應:

        達到平衡后改變下述條件,SO3氣體平衡濃度不改變的是( ).

        A.保持溫度和容器體積不變,充入1 mol SO3(g)

        B.保持溫度和容器內(nèi)壓強不變,充入1 mol SO3(g)

        C.保持溫度和容器內(nèi)壓強不變,充入1 mol O2(g)

        D.保持溫度和容器內(nèi)壓強不變,充入1 mol Ar(g)

        解析A中為恒容容器,充入SO3,壓強增大,平衡正向移動,SO3平衡濃度增大;B中為恒壓容器,充入SO3后,兩平衡為等效平衡;C中充入O2,平衡正向移動,SO3平衡濃度增大;D中為恒壓容器,充入Ar后,容器體積增大,壓強減小,平衡逆向移動,SO3平衡濃度減小.所以本題的正確選項應為B.

        A.均減半 B.均加倍

        C.均增加1 mol D.均減少1 mol

        解析容器為恒壓容器,A、B調(diào)整后各物質(zhì)濃度未變,為等效平衡;C中A、B、C的物質(zhì)的量分別調(diào)整為5 mol、3 mol、5 mol,而與原平衡等效的填充應為5 mol、2.5 mol、5 mol,即增加了0.5 molB,平衡應右移;選項D中A、B、C的物質(zhì)的量分別調(diào)整為3 mol、1 mol、3 mol,而與原平衡等效的填充應為3 mol、1.5 mol、3 mol,即減少了0.5 molB,平衡應左移.所以本題的正確選項應為B.

        通過掌握等效平衡原理,可以達到思路清晰、化繁為簡的目的,便于學生更好的掌握化學平衡知識,在學習中能取得良好的效果.

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