利用平衡常數(shù)解決復(fù)雜的平衡移動(dòng)問(wèn)題

洪寧寧

（無(wú)錫市大橋?qū)嶒?yàn)中學(xué) 江蘇 無(wú)錫 214000）

化學(xué)平衡常數(shù)是利用函數(shù)方法，定量描述化學(xué)平衡，揭示化學(xué)平衡規(guī)律的一種有效手段。對(duì)于化學(xué)平衡移動(dòng)的理解，化學(xué)平衡的計(jì)算，都有著重要的意義。利用平衡常數(shù)還可以降低學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)平衡的抽象思維難度，使學(xué)生學(xué)到系統(tǒng)的平衡知識(shí)，以及解決平衡問(wèn)題的系統(tǒng)方法，利于學(xué)生發(fā)展。接下來(lái)讓我們一起利用這種好方法解決一下我們平時(shí)遇到的復(fù)雜平衡移動(dòng)問(wèn)題。

一、利用平衡常數(shù)解決多種物質(zhì)濃度同時(shí)改變下的平衡問(wèn)題

1.改變物質(zhì)濃度后的平衡移動(dòng)問(wèn)題

⑴電離平衡中的移動(dòng)問(wèn)題

向1000 mL的水中加入1 mL冰醋酸，CH3COOH?CH3COO-＋H＋達(dá)到平衡后，向第一次平衡的體系中加入與之pH值相同的1000 mL鹽酸，假定混合后溶液的體積為2000 mL，加入鹽酸后平衡向哪個(gè)方向移動(dòng)？

有很多同學(xué)認(rèn)為體系中增加了酸，平衡會(huì)向左移動(dòng)。這樣想肯定有問(wèn)題，因?yàn)榧尤臌}酸后，整個(gè)溶液的體積加倍，醋酸和醋酸根離子的濃度同時(shí)減少，反倒是氫離子的濃度沒(méi)變。如果我們利用簡(jiǎn)單的濃度→速率→平衡移動(dòng)這條線索分析，因?yàn)榉磻?yīng)物和生成物的濃度都減小了，正逆反應(yīng)速率均變慢，關(guān)于平衡的移動(dòng)我們只能得到不確定的答案。

（2）化學(xué)平衡中的移動(dòng)問(wèn)題

（3）水解平衡中的移動(dòng)問(wèn)題

（4）平衡移動(dòng)后多種物質(zhì)濃度的變化問(wèn)題

二、化學(xué)平衡常數(shù)，勒沙特列原理和等效平衡思想的差別及應(yīng)用

（1）根據(jù)勒沙特列原理分析：再次充入HI后，體系內(nèi)HI濃度增加，平衡應(yīng)該向著HI濃度減小的方向移動(dòng)，也就是說(shuō)平衡向右移動(dòng)。

（2）很多同學(xué)利用等效平衡思想這樣分析，1L密閉容器中充入1mol HI達(dá)到平衡后再充入1mol HI，這時(shí)所得到的平衡狀態(tài)與第一次的平衡狀態(tài)等效，所以平衡不移動(dòng)。到底哪種分析更合理？

⑶利用平衡常數(shù)思想分析：我們向第一次的平衡體系中再加入1mol HI，如果平衡不移動(dòng)，平衡常數(shù)就會(huì)隨著HI的加入而變小，但是我們知道平衡常數(shù)不會(huì)隨HI的加入而改變，所以加入HI后平衡會(huì)向右移動(dòng)。所以第二種判斷方法是錯(cuò)誤的。因?yàn)橹灰獌蓚€(gè)平衡狀態(tài)中各成分的百分含量相同就是等效平衡，而與平衡建立的過(guò)程無(wú)關(guān)。等效平衡是兩個(gè)平衡終態(tài)的比較。

例2一定溫度下，在1L密閉容器中充入1 mol NO2，反應(yīng) 2NO2（g）?N2O4（g）達(dá)到平衡后，再充入1 mol NO2平衡向右移動(dòng)，達(dá)到新平衡后NO2的濃度增大嗎？NO2的百分含量增大嗎？

（1）關(guān)于濃度

當(dāng)充入NO2后平衡向右移動(dòng)便簡(jiǎn)單的推出NO2的濃度比第一次平衡時(shí)小，這是不合理的。根據(jù)平衡常數(shù)的知識(shí)，第二次平衡時(shí)NO2和N2O4的濃度都增加，只是增加的幅度不一樣。其實(shí)這種問(wèn)題利用勒沙特列原理來(lái)解決，更簡(jiǎn)單，根據(jù)勒沙特列原理平衡應(yīng)該向著NO2濃度減小的方向移動(dòng)，但不能抵消外因引起的變化，也就是說(shuō)，新平衡體系中NO2會(huì)比剛充入NO2瞬間濃度小但是會(huì)大于原體系中NO2的濃度。其實(shí)勒沙特列原理就是對(duì)平衡常數(shù)不很精確的解讀，對(duì)于一些簡(jiǎn)單的平衡定性問(wèn)題我們不妨使用勒沙特列原理。

（2）關(guān)于百分含量

當(dāng)我們充入NO2并建立新的平衡后，NO2和N2O4物質(zhì)的量都有所增加，因?yàn)殛P(guān)于NO2的百分含量除了與NO2物質(zhì)的量有關(guān)之外，還與總的物質(zhì)的量有關(guān)，所以根據(jù)平衡常數(shù)的知識(shí)不好判斷物質(zhì)百分含量的變化。但利用等效平衡分析1L密閉容器中充入1mol NO2與2L密閉容器中充入2molNO2建立的平衡是等效平衡，兩種平衡中NO2的含量相同。向達(dá)到平衡的1L密閉容器中再充入1molNO2，等效于2L密閉容器中充入2molNO2的縮小體積加壓過(guò)程，很明顯NO2的百分含量下降了。

［1］ 吳國(guó)慶.無(wú)機(jī)化學(xué)（第 4 版）［M］.北京：高等教育出版社，2002-08-01

［2］ 王祖浩，張永久，胡列楊.化學(xué)競(jìng)賽教程［M］.上海：華東師大出版社，2006-1