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1、化学等效平衡问题解题策暁摘要：“化学反应原理”屮化学等效平衡原理抽象难懂，教师的教和学生的学都比较困难，将等效平衡问题分类归纳，并根据相关原理建立相应的思维模型，可以有效地帮助师生解决难题。关键词：等效平衡；思维模型；解题策略一、等效平衡的判断（-）等效平衡的定义对于同一可逆反应，在一定条件下，以不同投料方式进行反应，只要达到平衡时，各组分的百分含量相等，这样的化学平衡即称为等效平衡。（二）等效平衡的分类规律化学平衡的建立与反应途径无关，从正反应或逆反应开始或从屮间阶段开始都可以建立平衡状态，某一化学反应所等达到的限度（化学平衡状态）山温度决定，
2、可用化学平衡常数进行分析。因此在温度不变的情况下，可改变投料方式，通过不同的途径来达到同一平衡状态。但等效平衡只要求所达平衡各组分的百分含量相等即可，因此等效平衡又可分为完全等效（相对量、绝对量均相等），不完全等效（相对量相等，绝对量不相等）。据此将等效平衡分为三类：■说明：绝对量指各组分的量（如n、m.V）；相对量指各组分的百分含量（如气体体积分数、物质的量的百分含量等）。二、等效平衡的应用(-)运用等效平衡思维解决不等效平衡问题1.等温等容条件下反应前后气体物质的量变化的反应例1：在一定温度下，容积固定的密闭容器中充入lmolNH3,建立如下
3、平衡，N2+3H2B2NH3测得NH3的转化率为a%,保持其它条件不变，再充入lmolMI3,测得MI3的转化率为b%,比较a与b的大小。变式1：在一定温度下，容积固定的密闭容器中充入lmolN2和3molH2,建立如下平衡，N2+3H2・2NH3，测得NH3的体积分数为a%,保持其它条件不变，再充入lmolN2和3molH2，测得NH3的体积分数为b%,比较且与b的大小。解析：例1与变式1所做的条件改变为整个反应的量变引起体系压强变化的问题，以例1为例建立思维转变模型(如图l-l)oA、B、C为三个体积相同的完全等效容器，容器内各组分的含量和百
4、分量均相等，将B、C间隔板抽去，此时容器内百分量不变，组分含量为A的两倍。途径1为等温等压条件下的等效平衡。再经途径2对该容器加压，使D容器体积与A容器相等。此时，对比A容器，D容器中加压反应平衡正向移动，最终NII3的转化率为b%>a%o■图1T变式2：在一定温度下，容积固定的密闭容器中充入lmolN2和3molH2,建立如下平衡，N2+3II2B2NII3，测得112的休积分数为a%,保持其它条件不变，再充入lmolN2,测得H2的体积分数为b%,比较a与b的大小。解析：此类问题的条件对比上述例题最大的不同在于改变压强的方式不同，所充入气体为
5、单一组分浓度变大，因此，从反应物浓度增大，平衡正向移动考虑，H2的体积分数为b%2•等温等容条件下反应前后气体物质的量相同的反应例2：在一定温度下，容积固定的密闭容器中充入lmolHI,建立如下平衡H2+I2?M2III,测得III的转化率为a%,保持其它条件不变，再充入ImolHI,测得HI的转化率为b%,比较&与b的大小。■图1—2解析：以例2为例建立思维转变模型（如图1-2）。经途径2对该容器加压，使D容器休积与A容器相等。此时，对比A容器，D容器中加压反应平衡不移动，最终NH3的转化率为b%p%,各组分的量为A容器的2倍。3.等温等压条件
6、下的反应例3：在一定温度下，容积可变的密闭容器中充入lmolNH3,建立如下平衡N2+3H2B2NH3,测得NH3的转化率为3%,保持其它条件不变，再充入lmolMI3,测得MI3的转化率为b%,比较a与b的大小。解析：以例3为例建立思维转变模型（如图2-1）。经途径1使容器体积变为原来的2倍，此过程容器压强不变，因此A、B、C容器完全相同。抽去IkC间的隔板，此时容器内各组分百分含量相同，各组分的量为A容器的两倍。此过程为等效过程，NH3的转化率为b%=a%o图2-1变式：某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)+B(g)■2C(g)达平
7、衡时，A、B、C的物质的量分别为2mol,4molo保持温度和压强不变，对平衡混合物屮三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是()A.均减半B.均加倍C.均增加lmolD.均减少lmol解析：A选项即将容器减半后与原容器等效，B选项即将容器扩为两倍与原容器等效,平衡不移动，C选项可先分别增加lmol,0.5mol,lmol,此时即为原容器的1/4,与原容器等效，再在容器中加入BO.5mol,此时平衡右移，D刚与C相反。(二)解决等效平衡相关计算例4：已知一定温度和压强下，在容积为VL的密闭容器中充入ImolA和lmolB,保持恒温恒压下反应:A
8、(g)+B(g)・C(g)AH<0o达到平衡时，C的体积分数为40%o若使温度、压强在上述条件下恒定不变，在密闭容器中充入2molA和2
