摘要:化學平衡是高中化學教學中的難點。同一個化學平衡狀態(tài)既可以從正反應方向開始,也可以從逆反應方向開始,還可以從兩個方向同時開始。由此衍生出了等效平衡。大多教學參考資料都分為了三種等效平衡類型,筆者認為更加確切地應當是一種等同平衡和兩種等效平衡。
關鍵詞:等同平衡;等效平衡;化學平衡
詳見如下:
等同平衡(外界條件一定時,將不同的投料方式按照方程式的化學計量數換算成同一邊的物質,若對應相等,則視為等同平衡。達到平衡時,同種物質的含量對應相等。)
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
投料方式①2 mol1 mol0
投料方式②002 mol
投料方式③1 mol0.5 mol1 mol
平衡狀態(tài)0.4 mol0.2 mol1.6 mol
思考:當起始投料方式為a mol SO2、b mol O2、c mol SO3,試求a與c的關系,b與c的關系。
(答案:a+c=2b+0.5c=1)
等效平衡Ⅰ(恒溫、恒壓條件下,將不同的投料方式按照方程式的化學計量數換算成同一邊的物質,若對應成比例,則視為等效平衡。達到平衡后,同種物質的百分含量相等且物質的量對應成比例。)
N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)
投料方式①1 mol3 mol0
投料方式②004 mol
投料方式③2 mol6 mol2 mol
N2(g) +3H2(g)2NH3(g)
①平衡后0.9 mol2.7 mol0.2 mol
②平衡后1.8 mol5.4 mol0.4 mol
③平衡后2.7 mol8.1 mol0.6 mol
思考:當起始投料方式為a mol N2、b mol H2、c mol NH3 的話,試求a、b與c的關系,①和③兩個投料方式達到化學平衡后,氨氣的物質的量分數分別是、,兩個恒容、密閉容器的體積之比是。
(答案:(a+0.5c)∶(b+1.5c)=1∶35.3% 5.3%1∶3)
等效平衡Ⅱ(恒溫、恒容條件下,對于反應前后氣體體積相等的可逆反應,將不同的投料方式按照方程式的化學計量數換算成同一邊的物質,若對應成比例,則視為等效平衡。達到平衡后,同種物質百分含量相等且物質的量對應成比例。)
H2(g)+I2(g)2HI(g)
投料方式①2 mol1 mol0
投料方式②4 mol2 mol0
投料方式③10 mol020 mol
H2(g) +I2(g) 2HI(g)
①平衡后1.4 mol0.4 mol1.2 mol
②平衡后2.8 mol0.8 mol2.4 mol
③平衡后14 mol4 mol12 mol
思考:當起始投料方式為a mol H2、b mol I2、c mol HI,試求a、b、c之間的關系。①和②兩個投料方式達到化學平衡后,氫氣的體積分數分別是、,兩個恒壓、密閉容器的壓強之比為。
(答案:(a+0.5c)∶(b+0.5c)=2∶146.7%46.7%1∶2)
在實際的教學過程中,學生所遇到的化學平衡的移動、轉化率的比較、平衡混合體系某組分的百分含量比較等問題均可能涉及該知識。若對以上的三種情況理解透徹,區(qū)分清楚,那么遇到類似的問題就一定能對號入座,順利找到正確答案。
作者簡介:李海軍,山西省晉城市第一中學校。endprint