解決化學(xué)平衡問題的方法和技巧

杜建奎

中圖分類號(hào)：G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672-1578（2017）11-0187-01

化學(xué)平衡問題，對(duì)于高中學(xué)生來說一直視為難點(diǎn)，主要原因是對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)原理理解不夠透徹，其次就是缺乏分析問題的思維方法和模型，希望下面兩種思維方法能夠?qū)δ銈冇兴鶈l(fā)。

1.虛擬法——“以退為進(jìn)”原則

虛擬法是指在分析或解決問題時(shí)，根據(jù)需要和可能，提出一種假設(shè)，找到一種中間狀態(tài)，以此為中間（參照物）進(jìn)行比較，然后再結(jié)合實(shí)際條件得出結(jié)論。其關(guān)鍵是虛擬出可以方便解題的對(duì)象，順利實(shí)現(xiàn)由條件向結(jié)論的轉(zhuǎn)化。

1.1虛擬“容器”法。對(duì)于只有一種氣體反應(yīng)物的化學(xué)平衡體系，從壓強(qiáng)變化分析濃度變化更為簡單。如A（g）B（g）+C（g）或A（g）+B（s）C（g）+D（g），改變A的濃度，平衡移動(dòng)方向可通過虛擬容器法建立中間狀態(tài)，然后再從壓強(qiáng)變化來判斷。

例1、A、B、C、D為4種易溶于水的物質(zhì)，它們?cè)谙∪芤褐薪⑷缦缕胶猓篈+2B+H2OC+D。當(dāng)加水稀釋時(shí)，平衡向（填"正"或"逆"）反應(yīng)方向移動(dòng)，理由是。

【解析】可將水虛擬為容器，將A、B、C、D 4種易溶物質(zhì)虛擬為盛在"水容器"中的氣體物質(zhì)。那么，加水稀釋，"氣體"的體積擴(kuò)大，壓強(qiáng)減小，根據(jù)勒夏特列原理，平衡向氣體體積增大的方向，即上述平衡的逆反應(yīng)方向移動(dòng)。由此，可以得出結(jié)論：溶液稀釋時(shí)，平衡向溶質(zhì)粒子數(shù)增加的方向移動(dòng)。

【答案】逆；稀釋后，單位體積內(nèi)溶質(zhì)的粒子總數(shù)（或總濃度）減小，根據(jù)勒夏特列原理，平衡向單位體積內(nèi)溶質(zhì)的粒子總數(shù)（或總濃度）增加的方向移動(dòng)。

1.2虛擬"狀態(tài)"法。判斷化學(xué)平衡移動(dòng)的方向時(shí)經(jīng)常用到以退為進(jìn)的策略：先假設(shè)一個(gè)虛擬狀態(tài)作為中介，然后再恢復(fù)到現(xiàn)實(shí)狀況，進(jìn)而得出相應(yīng)的判斷。如根據(jù)平衡移動(dòng)的結(jié)果判斷平衡移動(dòng)的方向時(shí)，可先虛擬一個(gè)中間狀態(tài)再進(jìn)行判斷。

例2、某溫度下，在一容積可變的容器中，反應(yīng)2X（g）+Y（g）2Z（g）達(dá)到平衡時(shí)，X、Y和Z的物質(zhì)的量分別為4mol、2mol和4mol，保持溫度和壓強(qiáng)不變，對(duì)平衡混合物中三者的物質(zhì)的量做如下調(diào)整，可使平衡右移的是（ ）。

A.均減半B.均加倍

C.均增加1molD.均減小1mol

【解析】按A、B兩項(xiàng)的方式投料，平衡與原來等效，不移動(dòng)。按C項(xiàng)的方式投料，可將其虛擬為5 mol X、2.5 mol Y、5 mol Z 和0.5 mol Y，正因?yàn)?.5 mol Y的附加，使得平衡右移。按D項(xiàng)的方式投料，可將其虛擬為3 mol X、1.5 mol Y、3 mol Z 和-0.5 mol Y，正因?yàn)?0.5 mol Y的附加，使得平衡左移。

【答案】C

2.極限法——可逆反應(yīng)"不為0"原則

可逆性是化學(xué)平衡的前提，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)應(yīng)是反應(yīng)物和生成物共存的狀態(tài)，每種物質(zhì)的量不為0（可逆反應(yīng)"不為0"原則）。但在處理化學(xué)平衡問題時(shí)，特別是在確定某些范圍或在范圍中選擇合適的量時(shí)，往往可用極限分析法推斷，即假設(shè)反應(yīng)不可逆，則最多生成產(chǎn)物多少，有無反應(yīng)物剩余，余多少。雖然這樣的極值點(diǎn)是不可能達(dá)到的，卻可以幫助我們確定某些數(shù)值的范圍

例3、在一定的反應(yīng)條件下，某一可逆反應(yīng)：A2（g） + 3B2（g）2C（g）達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)，測(cè)得平衡時(shí)c（A2）=0.5mol·L-1，c（B2）=0.1 mol·L-1，c（C）=1.6 mol·L-1。若A2、B2、C的起始濃度分別為a mol·L-1、b mol·L-1、c mol·L-1，試回答下列問題：

（1）a和b應(yīng)該滿足的關(guān)系是。

（2）a的取值范圍是，理由是。

（2）1.4/3

總之，虛擬法、極限法是解決化學(xué)平衡問題時(shí)常用的2種方法，二者互為依托，彼此滲透，熟練掌握這些方法，對(duì)分析和解決化學(xué)平衡問題大有幫助。