化学-等效平衡

化学问题化学平衡中的等效平衡是怎

“等效平衡”的问题已有较多的文章见诸报刊杂志，但在教学实践中教师和学生还是感到困难重重。如何突破这一难点，让学生不仅易于掌握，而且能灵活应用，就成为教学研究的一个重要课题。本文结合我们多年的教学实践进行一些探讨，力求有所突破。 　一、难点分类　“等效平衡”的教学难点：一是“等效平衡”概念，在相同条件下的同一可逆反应里，建立的两个或多个化学平衡中，各同种物质的含量相同，这些化学平衡均属等效平衡（包括“等同平衡”）。 关键是“各同种物质的含量相同”；二是“等效平衡”在恒温恒容条件下的应用；三是在恒温恒压条件下的应用；四是在计算中的应用。　二、难点分散渗透　为了突破难点，我们在教学中...全部

  “等效平衡”的问题已有较多的文章见诸报刊杂志，但在教学实践中教师和学生还是感到困难重重。如何突破这一难点，让学生不仅易于掌握，而且能灵活应用，就成为教学研究的一个重要课题。本文结合我们多年的教学实践进行一些探讨，力求有所突破。
  　一、难点分类　“等效平衡”的教学难点：一是“等效平衡”概念，在相同条件下的同一可逆反应里，建立的两个或多个化学平衡中，各同种物质的含量相同，这些化学平衡均属等效平衡（包括“等同平衡”）。
  关键是“各同种物质的含量相同”；二是“等效平衡”在恒温恒容条件下的应用；三是在恒温恒压条件下的应用；四是在计算中的应用。　二、难点分散渗透　为了突破难点，我们在教学中将上述难点分散渗透在三节课中。
  　1．先渗透“等效平衡”概念，并举例让学生学会判断哪些属于等效平衡，哪些不属于等效平衡。再讨论第一类：在恒温恒容条件下的应用。　例1．恒温恒容：（1）Ａ容器中加入1ｇＳＯ２和1ｇＯ２反应达到平衡，ＳＯ２的转化率为ａ％，另一同温同容的Ｂ容器中加入2ｇＳＯ２和2ｇＯ２反应达到平衡，ＳＯ２的转化率为ｂ％，则ａ％____________ｂ％。
  　（2）2ＨＩ Ｈ２＋Ｉ２（气）平衡，增大HI的物质的量，平衡____________移动，新平衡后HI的分解率____________，HI的体积分数____________。　（3）Ｎ２Ｏ４ 2ＮＯ２平衡，减少Ｎ２Ｏ４的物质的量，平衡____________移动，Ｎ２Ｏ４的转化率____________，Ｎ２Ｏ４的体积分数____________，ＮＯ２的体积分数____________。
  　分析：（1）同温： 　①Ｂ和Ｃ是“等效的”　②Ａ Ｃ　Ａ变为Ｂ也相当于加压。　Ｂ容器相当于加压，平衡正向移动，更多的ＳＯ２和Ｏ２转化为ＳＯ３，ａ％＜ｂ％。　（2）（ａ）判断平衡移动：增大反应物HI浓度，平衡正移（或反应物HI浓度增大，ｖ正增大，ｖ正＞ｖ逆，说明平衡正向移动）。
  理解：加入HI原平衡被破坏，新加入的HI又分解为H２和I２，即正向移动（注意：不能得出HI分解率增大的结论）。　（ｂ）判断含量变化和分解率变化：同温下，比如原起始时1ｍｏｌＨＩ（ＶＬ），现起始时相当于2ｍｏｌＨＩ（ＶＬ），相当于加压，分别达到平衡，两平衡中HI的分解率相同，同种物的含量相同，HI分解率不变，体积分数不变。
  　（3）减小反应物Ｎ２Ｏ４浓度，平衡逆向移动（或反应物Ｎ２Ｏ４浓度减小，ｖ正减小，ｖ正＜ｖ逆，说明平衡逆向移动）。理解：原平衡破坏，小部分ＮＯ２又化合生成Ｎ２Ｏ４（注意：不能得出Ｎ２Ｏ４的转化率如何变化的结论）。
  　结论：（1）判断平衡移动：应用浓度改变对平衡的影响来判断。　（2）判断含量变化和转化率变化：恒温恒容条件下，若反应物只有一种，增大（或减小）此物的量，相当于加压（或减压）来判断；若反应物不止一种，同倍数增大（或减小）各反应物的量，相当于加压（或减压）来判断。
  　2．先练习巩固上次的思路，再讨论第二类：在恒温恒压条件下的应用。　　例2．恒温恒压：　（1）加入1ｍｏｌＮ２和3ｍｏｌＨ２达到平衡，Ｎ２体积分数为ａ％，Ｎ２转化率为ｂ％；若再加入1ｍｏｌＮ２和3ｍｏｌＨ２，平衡正向移动，新平衡后Ｎ２体积分数为ａ％，Ｎ２转化率为ｂ％；若减少0。
  5ｍｏｌＮ２和1。5ｍｏｌＨ２，平衡逆向移动，新平衡后Ｎ２体积分数为ａ％，Ｎ２转化率为ｂ％，平均摩尔质量不变。　（2）Ｈ２＋Ｉ２（气） 2ＨＩ，加入1ｍｏｌＨ２和2ｍｏｌＩ２（气）达到平衡，若H２减少0。
  5 ｍｏｌ，Ｉ２减少1ｍｏｌ，平衡逆向移动，各物质含量不变。　分析：（ａ）判断平衡移动（略）。　（ｂ）恒温恒压，若1ｍｏｌＮ２和3ｍｏｌＨ２达到平衡时为ＶＬ，则又加1ｍｏｌＮ２和3ｍｏｌＨ２达到平衡时为2ＶＬ，各同种物的浓度相同，是等效的，转化率相同，各同种物的含量相同，平均摩尔质量相同。
  　结论：恒温恒压条件下，只要保持相当于两反应物的物质的量之比为定值（可以任意扩大或缩小），即各同种物的物质的量浓度相同，均是等效关系。　3．第三次渗透是在可逆反应计算学习以后，学生已学会应用极限法和三步计算模式，再讨论第三类：“等效平衡”在计算中的应用。
  　三、探求简便方法　如果求得简便易懂的方法，难点不攻自破。我们将三步计算模式（始、变、平）改变为“变形三步”模式（始、变、始′），用于“等效平衡”的计算非常简单易学。关键是理解其中“平”变为“始′”，所以“变形三步”中的“始”与“始′”是等效关系。
  例3．在一定温度下，把2ｍｏｌＳＯ２和1 ｍｏｌＯ２通过一个一定容积的密闭容器里，发生如下反应：2ＳＯ２＋Ｏ２ 2ＳＯ３。当此反应进行到一定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中，维持温度不变，令ａ，ｂ，ｃ分别代表初始加入ＳＯ２，Ｏ２，ＳＯ３的物质的量。
  如果ａ，ｂ，ｃ取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同，请填写下列空白：　（1）若ａ＝0，ｂ＝0，则ｃ＝_____________；　（2）若ａ＝0．5，则ｂ＝_____________和ｃ＝_____________；　（3）若ａ，ｂ，ｃ取值必须满足的一般条件是（请用两方程式表示，其中一个只含ａ和ｃ，另一个只含ｂ和ｃ）_____________。
  　分析：均是等效平衡关系。　解：（1）ｃ＝2　（2）2ＳＯ２＋Ｏ２ 2ＳＯ３　始　2　1 　0　变　1．5 0．75　1．5 　 ｂ＝0．25　始′　0．5　 0．25　1．5　 ｃ＝1．5　（3）2ＳＯ２　＋　Ｏ２ 2ＳＯ３　始　　2　　　1　　0　变　　2－ａ1－ｂ　ｃ　始′　 ａ　　ｂ　　ｃ　（2－ａ）／ｃ＝2／2　　ａ＋ｃ＝2　（1－ｂ）／ｃ＝1／2　　 2ｂ＋ｃ＝2　恒温恒压时，必须用物质的量浓度的值代入计算。
  　例4．某恒温恒容的密闭容器充入3ｍｏｌＡ和2ｍｏｌＢ，反应：3Ａ（气）＋２Ｂ（气） ｘＣ（气）＋ｙＤ（气）达到平衡时Ｃ的体积分数为ｍ％。若将0。6ｍｏｌＡ，0。4ｍｏｌＢ，4ｍｏｌＣ，0。
  8ｍｏｌＤ作为起始物充入，同温同容下达到平衡时Ｃ的体积分数仍为ｍ％，则ｘ＝_____________，ｙ＝_____________。　解：3Ａ＋　2Ｂ ｘＣ＋ｙＤ　始　3　　　2　　0　0　 　变3－0．6　　2－0．4　4　0。
  8　始′0．6　　0．4　　40。8　　（3－0。6）／4＝（3／ｘ）　　ｘ＝5　　（4／0。8）＝（ｘ／ｙ）　　ｙ＝1　 　应用上述方法教学后，绝大部分学生认为：思路清晰、方法易学、有钻研兴趣。
  学生作业和测试结果均是做题快，准确度高。 。收起