抓关键巧转换——“等效平衡”问题的突破

《抓关键巧转换——“等效平衡”问题的突破》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、抓关键，巧转换——“等效平衡”问题的突破【摘要】本文主要针对学生学习化学平衡时的难点——“等效平衡”问题，阐述了其概念的准确内涵和外延，提出了解题的常用方法——极限转换法和常用步骤。这些概念的辨析和方法的归纳对学生突破“等效平衡”问题有很大帮助。【关键词】等效平衡；内涵和外延；极限转换法等效平衡问题由于其涵盖的知识丰富，考察方式灵活，对思维能力的要求高，一直是同学们在学习和复习“化学平衡”这一部分内容时最大的难点。近年来，沉寂了多年的等效平衡问题在高考中再度升温，成为考察学生综合思维能力的重点内容，这一特点在2003年和2005年各地的高考题中体现得尤为明显。很多同学们在接触到

2、这一问题时，往往有一种恐惧感，信心不足，未战先退。实际上，只要将等效平衡概念理解清楚，加以深入的研究，完全可以找到屡试不爽的解题方法。等效平衡问题的解答，关键在于判断题设条件是否是等效平衡状态，以及是哪种等效平衡状态。要对以上问题进行准确的判断，就需要牢牢把握概念的实质，认真辨析。明确了各种条件下达到等效平衡的条件，利用极限法进行转换，等效平衡问题就能迎刃而解了。一．概念辨析概念是解题的基石。只有深入理解概念的内涵和外延，才能在解题中触类旁通，游刃有余。人教版教材对等效平衡概念是这样表述的：“实验证明,如果不是从CO和H2O(g)开始反应,而是各取0.01molCO2和0.01

3、molH2,以相同的条件进行反应,生成CO和H2O(g),当达到化学平衡状态时，反应混合物里CO、H2O(g)、CO2、H2各为0.005mol,其组成与前者完全相同（人教版教材第二册(必修加选修)第38页第四段）。”这段文字说明了，化学平衡状态的达到与化学反应途径无关。即在相同的条件下,可逆反应无论从正反应开始还是从逆反应开始，还是从既有反应物又有生成物开始，达到的化学平衡状态是相同的，平衡混合物中各组成物质的百分含量保持不变，也就是等效平衡。等效平衡的内涵是，在一定条件下（等温等容或等温等压），只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，任何相同组分的质量分数（或体积分数

4、）都相同，这样的平衡互为等效平衡。等效平衡的外延是它的分类，即不同类型的等效平衡以及其前提条件，这在具体的解题过程中有更广泛的应用。等效平衡可分为三种类型：（1）等温等容下，建立等效平衡的条件是：反应物的投料相当。例如，在恒温恒容的两个相同容器中，分别投入1molN2、3molH2与2molNH3，平衡时两容器中NH3的质量分数相等。（2）等温等压下，建立等效平衡的条件是：反应物的投料比相等。例如，在恒温恒压条件下的两个容器中，分别投入2.5molN2、5molH2与5molN2、10molH2，平衡时两容器中NH3的质量分数相等。（3）对于反应前后气体体积数不变的可逆反应，无

5、论是等温等容还是等温等压，只要按相同比例投料，达平衡后与原平衡等效。二．方法指导解等效平衡的题，有一种基本的解题方法——极限转换法。由于等效平衡的建立与途径无关，不论反应时如何投料，都可以考虑成只加入反应物的“等效”情况。所以在解题时，可以将所加的物质“一边倒”为起始物质时，只要满足其浓度与开始时起始物质时的浓度相同或成比例，即为等效平衡。但是，要区分“浓度相同”或“浓度成比例”的情况，必须事先判断等效平衡的类型。有了等效平衡类型和条件的判断，就可以采用这种“一边倒”的极限转换法列关系式了。下面我们看一看这种极限转换法在解题中的运用。【例1】在1L密闭容器中通入2molNH3，

6、在一定温度下发生下列反应：2NH3N2+3H2，达到平衡时容器内N2的百分含量为a%，若维持容器的体积和温度不变，分别通入下列几组物质，达平衡时,容器内N2的百分含量也为a%的是()。A.3molH2和1molN2B.2molNH3和1molN2C.2molN2和3molH2D.0.1molNH3,0.95molN2和2.85molH2【解析】这是一个“等效平衡”题。首先判断等效平衡的类型为等温等容下的等效平衡，平衡等效的条件是“反应物的投料相当”。投料相当如何体现在具体的物质当中呢？我们可以采用“一边倒”的极限法。凡能与起始时反应物2molNH3相同的,都可以得到N2的百分含

7、量也为a%,即为等效平衡。根据方程式2NH3N2+3H2分析:A.将3molH2和1molN2完全转化为NH3,生成NH32mol与起始时反应物2molNH3相同；B.2molNH3和1molN2,比起始时2molNH3多了1molN2；C.将3molH2和2molN2转化为NH3时生成NH32mol,同时余1molN2,比起始时2molNH3多了1molN2;D.将0.95molN2和2.85molH2完全转化为NH3时生成NH31.9mol,再加上加入的0.1molNH3，共为2molN