化學等效平衡問題的解題策略

俞雙

【摘 要】化學等效平衡是高中化學教學一大重點，也是一大難點。文中講解有關(guān)恒溫恒容下反應前后體積不變與體積變化，以及恒溫恒壓下的化學等效平衡問題。

【關(guān)鍵詞】高中化學 等效平衡 解題策略

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2016）04B-0159-02

等效平衡，不同于完全相同的平衡狀態(tài)，指的是在一定的反應條件下，在同一可逆反應體系中，不管是從正反應還是逆反應開始，在達到化學平衡狀態(tài)時，任何相同組分的含量均相同，這樣的化學平衡互稱為等效平衡。等效平衡在高中化學教學中是非常重要的一部分，也是相對較難的一部分。在高中化學教學中，等效平衡分為：（1）恒溫恒容下反應前后體積不變的等效平衡，這需要學生審清題意；（2）恒溫恒容下反應前后體積變化的平衡，這需要學生運用極限轉(zhuǎn)換的思想；（3）恒溫恒壓下的等效平衡，這需要學生抓住問題的本質(zhì)。下面筆者將分別探討化學等效平衡中的解題技巧。

一、體積不變平衡，審清題意

恒溫恒容下反應前后體積不變的等效平衡，在等價轉(zhuǎn)化后，只要反應物（或生成物）的物質(zhì)的量比例與原平衡起始態(tài)相同，兩平衡等效。對于這種類型的等效平衡，需要我們在課堂上經(jīng)常教導學生審清題意，掌握解題技巧，靈活快速地解決問題。

例如與蘇教版高中化學選修4《化學反應原理》專題二《化學反應速率與化學平衡》講解內(nèi)容對應并加以延伸的一道題：

在一個體積一定的密閉容器中，通入2 mol A、1 mol B，發(fā)生如下反應：A（氣）+B（氣）=（可逆）2C（氣）。達到平衡時，C的質(zhì)量分數(shù)為W。在相同溫度、體積條件下，要怎樣充入物質(zhì)才能使其達到平衡時C的質(zhì)量分數(shù)仍為W？

對于這道題目而言，要想快速且準確地解決，必須要做到的一點就是引導學生審清題意。通過課堂上的引導與講解，可以讓學生明白，這道題要考查的內(nèi)容是反應前后體積不變的等效平衡的構(gòu)建。因此，學生很容易知道只要充入與初始狀態(tài)等比例的物質(zhì)，就可以構(gòu)建等效平衡。因此，若充入4 mol A、2 mol B就符合題意，或者充入1 mol A、2 mol C也可以達到與初始狀態(tài)互為等效平衡的狀態(tài)。這道題目屬于中等難度，解決問題的關(guān)鍵是要審清題意。只有了解清楚這道題目真正要考查的內(nèi)容與知識點，才能準確解決。

探討在恒溫恒容條件下體積不變的等效平衡的題目的解題技巧，也就是審清題意，抓住“反應前后體積不變”這個條件就能找到解決的突破口，快速解決問題。

二、體積變化平衡，極限轉(zhuǎn)換

不同于前面所探討的解題技巧，對于恒溫恒容下體積變化的等效平衡，等價轉(zhuǎn)化后，只要各物質(zhì)投放的物質(zhì)的量與原平衡起始態(tài)是相同的，那么就可以達到等效平衡。要解決這種問題的技巧就是極限轉(zhuǎn)換，這需要我們引導學生牢牢掌握。

如講解蘇教版高中化學教材選修4中的化學反應平衡中的內(nèi)容時，可能會遇到這樣的問題：

在恒溫恒容的條件下，發(fā)生如下反應：

2SO2（氣）+O2（氣）=（可逆）2SO3（氣）

方式一，構(gòu)建平衡的方式為通入2 mol SO2、1 mol O2；

方式二，構(gòu)建平衡的方式為為通入2 mol SO3；

方式三，構(gòu)建平衡的方式為通入1 mol SO2、0.5 mol O2 和1 mol SO3；

方式四，構(gòu)建平衡的方式為通入0.5 mol SO2、0.25 mol O2、1.5 mol SO3。

那么這四種方式構(gòu)建的平衡狀態(tài)是否互為等效平衡？

對于這種類型的問題，就需要我們向?qū)W生傳授極限轉(zhuǎn)換的解題思想與技巧。所謂極限轉(zhuǎn)換，也就是不考慮平衡時各物質(zhì)的量的比例，只考慮初始狀態(tài)。極限轉(zhuǎn)換的思想，就是將各種方式下構(gòu)建的等效平衡同時轉(zhuǎn)換為可逆號左邊的物質(zhì)，或者可逆號右邊的物質(zhì)。在這道題目中，通過極限轉(zhuǎn)換以后不難發(fā)現(xiàn)這四種方式構(gòu)建等效平衡的初始物質(zhì)狀態(tài)都是一樣的，因此，這四種方式構(gòu)建的平衡狀態(tài)互為等效平衡，達到平衡以后各物質(zhì)的量的比例都是相等的。這個結(jié)論對于他們解決相關(guān)或類似的問題很有幫助。

在這個例子當中，通過向?qū)W生傳達極限轉(zhuǎn)換的解題技巧，就可以輕易地解決了問題。極限轉(zhuǎn)換思想對于解決等效平衡的所有問題而言是非常有效的一種技巧。

三、恒溫恒壓平衡，抓住本質(zhì)

不同于前兩種恒溫恒容條件下的等效平衡，恒溫恒壓下的等效平衡指的是對于氣體體系等效轉(zhuǎn)化后而言，只要反應物的物質(zhì)的量比例與原平衡起始態(tài)相同，就會構(gòu)建互為等效平衡的兩個狀態(tài)。對于這種類型的等效平衡需要我們向?qū)W生傳授抓住本質(zhì)的解題技巧，只有這樣才可以快速有效地解決問題。

同樣地，在講解蘇教版高中化學教材選修4中化學反應平衡的內(nèi)容時，我們也會講解到這樣的問題：

在恒溫恒壓的條件下，發(fā)生如下反應：H2（氣）+I2（氣）=（可逆）2HI（氣），構(gòu)建平衡的途徑一為加入2 mol H2、1 mol I2，構(gòu)建平衡的途徑二為加入4 mol H2、2 mol I2，那么途徑一和途徑二是否互為等效平衡？

這就是需要我們向?qū)W生講解，與學生探討。對于這種問題，我們要傳授的解題技巧就是讓學生抓住問題的本質(zhì)，即在恒溫恒壓的條件下要使用放縮法來解決。將途徑二構(gòu)建的等效平衡視為2倍體積下的途徑一構(gòu)建的等效平衡，因為是恒溫恒壓條件下的等效平衡，所以這種方式對于學生了解問題的本質(zhì)大有幫助，也讓學生對等效平衡的所有相關(guān)知識有了一個更深刻的理解。對于反應2SO2（氣）+O2（氣）=（可逆）2SO3（氣）也是一樣的道理，將新的平衡狀態(tài)視為成倍體積下的原平衡狀態(tài)，因此兩個狀態(tài)會互為等效平衡。

在化學教學中，無論是等效平衡還是別的知識，抓住本質(zhì)是非常重要的一種解題思想。要不斷向?qū)W生傳達并強化這種解題思想，這對提升學生的學習素養(yǎng)與教學質(zhì)量都有大的推動力。

對于恒溫恒壓條件下反應前后體積不變的等效平衡需要向?qū)W生經(jīng)常強調(diào)審清題意，對于恒溫恒容下反應前后體積變化的等效平衡需要引導學生運用極限轉(zhuǎn)換的解題思想來快速準確地解決問題，對于恒溫恒壓下的等效平衡需要教導學生抓住本質(zhì)來解決問題，從而對等效平衡有一個更深刻的理解與認知，提高學生學習素質(zhì)。

【參考文獻】

[1]姚維燕.化學平衡計算中的一些解題技巧探析[J].數(shù)理化解題研究，2015（5）

[2]王本世.等效平衡的深度解析與解題技巧[J].考試周刊，2011（7）

（責編 盧建龍）