輕松攻克化學(xué)平衡中難點(diǎn)的實(shí)例解析

駱訓(xùn)露

摘要：化學(xué)平衡理論是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ)理論，也是高考考查的重點(diǎn)與難點(diǎn)，針對(duì)教學(xué)過程中學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)平衡中的幾點(diǎn)難點(diǎn)問題，我提出個(gè)人的一點(diǎn)建議與方法，希望通過本方法的分析和研究能對(duì)教師針對(duì)本部分內(nèi)容講解有所幫助，協(xié)助學(xué)生解決難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：化學(xué)平衡 平衡移動(dòng) 難點(diǎn)突破

化學(xué)平衡理論是中學(xué)化學(xué)最重要的基礎(chǔ)理論之一，是研究可逆反應(yīng)、弱電解質(zhì)電離、鹽類水解的工具性知識(shí)，同時(shí)也是各類選拔性考試必考的一個(gè)大知識(shí)點(diǎn)。因?yàn)樗軌蜢`活多變地培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和邏輯思維能力，更是訓(xùn)練學(xué)生思維敏捷性的最佳知識(shí)，因此這一部分知識(shí)是高考高頻考點(diǎn)。然而，仍然有很多同學(xué)在以下一些方面存在理解困難，例如（1）可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)怎么判斷？（2）壓強(qiáng)影響化學(xué)平衡移動(dòng)的實(shí)質(zhì)是什么？（3）對(duì)勒夏特列原理的理解：是“減弱”還是“抵消”？ 本文通過實(shí)例對(duì)該難點(diǎn)和困難進(jìn)行分析和解答。[1]

一、可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的重要特征

可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)有兩個(gè)重要特征，一是正、逆反應(yīng)速率相等，二是物質(zhì)的量或者物質(zhì)的量濃度不變，看似反應(yīng)“停止”。

其一、從正、逆反應(yīng)速率來判斷時(shí)，我們要明確，如果能表示出同一物質(zhì)的正、逆反應(yīng)速率相等，或者說表示某物質(zhì)消耗與生成速率相等即說明達(dá)到平衡。[2]

例如：對(duì)于可逆反應(yīng)4NO（g）+ 5O2（g）? 4NO2（g）+ 6H2O（g）。某時(shí)刻3v（NO）正 =2v（H20）逆，能否判定反應(yīng)達(dá)到平衡？

解：由反應(yīng)方程式可知3v（NO）正 =2v（H20）正，結(jié)合已知可得：3v（NO）正 =2v（H20）逆=2v（H20）正，即有v（H20）逆=v（H20）正，即說明反應(yīng)達(dá)到平衡，其它情況同理理解。

其二、從某些反應(yīng)體系中的量不變來判斷時(shí)，實(shí)質(zhì)是，能否判定某些物質(zhì)的量（物質(zhì)的量，質(zhì)量，體積，物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，氣體體積分?jǐn)?shù)等）不再變化，即說明反應(yīng)到最大限度，達(dá)到平衡。

例如：對(duì)于可逆反應(yīng)4NO（g）+ 5O2（g）? 4NO2（g）+ 6H2O（g）。某時(shí)刻氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化，能否判定反應(yīng)達(dá)到平衡？

解：氣體平均摩爾質(zhì)量M=m/n ，對(duì)于該反應(yīng)，氣體總質(zhì)量不變，氣體的總物質(zhì)的量隨著反應(yīng)的進(jìn)行變化，當(dāng)M不變，則說明氣體的總物質(zhì)的量不變，說明各個(gè)氣體的物質(zhì)的量都不變，證明正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)到達(dá)平衡。一句話總結(jié)，在反應(yīng)體系中，變化的量不再變可以說明反應(yīng)到達(dá)平衡；不變的量不再變則不能判斷是否平衡。

總之，把各種情況轉(zhuǎn)化成判斷某物質(zhì)的消耗速率與生成速率是否相等，它的量是否不再變化，這才是判定可逆反應(yīng)是否平衡的實(shí)質(zhì)。

二、壓強(qiáng)影響化學(xué)平衡移動(dòng)的實(shí)質(zhì)

壓強(qiáng)影響化學(xué)平衡移動(dòng)的實(shí)質(zhì)實(shí)際是：改變了反應(yīng)物或生成物的濃度。通常所說的“加壓”等效于縮小容器的體積，“減壓”等效于擴(kuò)大容器的體積。

舉例說明：在密閉容器中，反應(yīng) 2SO3 （g）?2SO2（g） + O2（g） 在某溫度下達(dá)到平衡，若體系壓強(qiáng)增大，平衡怎樣移動(dòng)？

不少同學(xué)遇到這一問題，往往不假思索地回答：“增大壓強(qiáng)，平衡向氣體分子數(shù)減少的方向移動(dòng)，即向左移動(dòng)?！边@是很片面的，由PV= nRT，可知P = nRT / V，增大體系壓強(qiáng)的途徑至少有5種情況，而對(duì)該平衡體系的影響卻不盡相同。

（1）等溫壓縮容積，平衡向左移。

（2）等溫等容充入SO2或O2，平衡向左移。

（3）等溫等容充入SO3，平衡向右移。

（4）等容升溫，平衡向右移動(dòng)。

（5）等溫等容充入不參與反應(yīng)的氣體，如He氣、N2氣，因各物質(zhì)的濃度不發(fā)生變化，所以平衡不移動(dòng)。

這里我們要掌握壓強(qiáng)對(duì)平衡移動(dòng)的影響，就要清楚的認(rèn)識(shí)平衡移動(dòng)的實(shí)質(zhì)。化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，實(shí)質(zhì)就是正、逆反應(yīng)速率其一或者兩者發(fā)生了變化，而且變得不再相等。而我們?cè)谟懻撚绊懟瘜W(xué)反應(yīng)速率變化的因素里面就學(xué)習(xí)到，壓強(qiáng)作為影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，在其它條件不變的情況下，增大壓強(qiáng)實(shí)質(zhì)就是減小體積，增大物質(zhì)的濃度，增大單位體積內(nèi)的有效碰撞，從而增大反應(yīng)速率；而減小壓強(qiáng)就是增大體積，減小了單位體積內(nèi)的有效碰撞，也就減小了反應(yīng)速率。

所以，在討論壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響時(shí)，我們也要清醒認(rèn)識(shí)，壓強(qiáng)不是獨(dú)立于濃度之外，能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)的因素，而是，只有壓強(qiáng)變化導(dǎo)致了反應(yīng)體系中物質(zhì)濃度發(fā)生變化，并且使得正逆反應(yīng)速率變得不相等時(shí)，才會(huì)使平衡發(fā)生移動(dòng)。比如，對(duì)于反應(yīng)前后，氣體體積不變的可逆反應(yīng)，其它條件不變，我們改變壓強(qiáng)，由于反應(yīng)物、生成物濃度都等程度的變化，所以正逆反應(yīng)速率仍相等，平衡是不移動(dòng)的。

總之，要注意區(qū)別“體系壓強(qiáng)增大”與“加壓”這兩種說法的不同含義，將它們歸結(jié)到對(duì)濃度的影響上去，再?gòu)臐舛冉嵌热シ治銎胶獾囊苿?dòng)，否則，做題時(shí)將無所適從。不過，我們通常所說的增大壓強(qiáng)，指的是通過“壓縮體積”也就是“增大濃度”來改變，所以總結(jié)就是，對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積會(huì)改變的可逆反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向著氣體體積縮小的方向移動(dòng)；減小壓強(qiáng)平衡向著氣體體積增大的方向移動(dòng)。就是利用“勒夏特列”原理去判定。

三、據(jù)“勒夏特列原理”——改變影響平衡的條件

平衡移動(dòng)的結(jié)果只能是“減弱”這種改變，不是“抵消”這種改變，更不會(huì)“超越”這種改變。

直接的例子是課本（人教版95年10月第二版）中[實(shí)驗(yàn)1-5]

即：對(duì)2NO2? N2O4 平衡體系，壓縮體積，氣體顏色先變深又變淺，但比原平衡狀態(tài)深。壓縮的瞬間，NO2和N2O4的濃度都增大，V（正）、V（逆）都增大，但V（正）增大的倍數(shù)更大，使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，結(jié)果NO2的濃度與壓縮的瞬間相比又減小，但不能減少到原來的濃度，重新達(dá)到平衡時(shí)，還比原平衡狀態(tài)的濃度大。

也就是說，對(duì)于一個(gè)氣態(tài)平衡體系而言，等溫壓縮體積，不管平衡怎樣移動(dòng)，再次平衡時(shí)，體系內(nèi)各氣體的濃度都比原平衡的大；等溫?cái)U(kuò)大容積，不管平衡怎樣移動(dòng)，再次平衡時(shí)，體系內(nèi)各氣體的濃度都比原平衡體系的小。

其實(shí)，我們可以從事物的變化角度出發(fā)，任何變化都符合自然的平衡規(guī)律，化學(xué)反應(yīng)也不例外。改變影響化學(xué)平衡的某因素，這一改變必然發(fā)生，只是，由于這是可逆反應(yīng)，它是一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡體系，這個(gè)反應(yīng)體系只會(huì)減弱這種改變，不可能消除。

參考文獻(xiàn)

[1] 楚莊，怎樣學(xué)好高中化學(xué)[M]，科學(xué)出版社出版.

[2] 重點(diǎn)高中化學(xué)導(dǎo)讀[M]，上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社.