解決化學平衡中等效平衡問題的金鑰匙

王維秀

摘要：化學平衡問題是普通高考中的常青樹，許多學子在這個考點上有心理障礙，尤其是涉及到等效平衡的問題更是摸不著頭腦，本文將該類問題歸類分析，找出規律，形成一種解決該類問題的有效方法，便于學生對號入座，大大降低了學生解決問題的難度和在高考場上的失分率，同時為廣大教師在該知識點講授中提供了很高的參考價值。

關鍵詞：化學；等效平衡；一邊倒

中圖分類號：G613.6 文獻標志碼：A 文章編號：2095-9214（2015）05-0142-01

化學平衡屬于高中化學的熱點知識。“一邊倒”法將等效平衡的建立與平衡的判斷以及類型加以融會貫通，是一種不錯的解答方法。

一、等效平衡的含義

在一定的溫度下，對于一個可逆反應，從不同的狀態開始反應，只要達到平衡時各組分物質的濃度及百分含量完全相等，形成的就是等效平衡。

二、等效平衡的判斷方法——“一邊倒”法

對不同的起始狀態，通常假定反應沿某一方向進行到底（一邊倒）將所得物質的量與標準態物質的量比較，按不同類型下的判斷依據判斷就可順理成章的得以解決，現將各平衡類型與判斷規律總結如下：

1.恒溫恒容條件下的等效平衡

規律：對于有氣體參加的可逆反應“一邊倒”后只要各物質的量與標準狀態相等就能達到等效平衡。

分析：把①②中的生成物C分別倒向左邊后，A和B的物質的量均為2mol，與標準態相同，所以①、②、標準態三者可建立等效平衡，而③中生成物倒向左邊后A為2mol，B為1.5mol，與標準態不相等，所以③不能與其它三者建立等效平衡。

2.恒溫恒壓條件下的等效平衡

規律：對于有氣體參加的可逆反應“一邊倒”后只要各物質的量之比與標準態時的物質的量之比相等就能達到等效平衡。

分析：把①②中的生成物C分別倒向左邊后，①中A和B的物質的量均為3mol，A和B的物質的量之比為1：1，②中A和B的物質的量均為4mol，A和B的物質的量之比為1：1，物質的量均與標準態相同。所以①、②、標準態三者可建立等效平衡，而③中生成物C倒向左邊后A為2mol，B為1.5mol，物質的量之比為4：3，所以③不能與其它三者建立等效平衡。

3.等體積變化的等效平衡

規律：不論是恒溫恒容還是恒溫恒壓條件下進行的可逆反應，若反應前后氣體體積不變（稱為等體積變化），“一邊倒”后只要各物質的量之比與標準態相等，就能達到等效平衡。

分析：把①②中的生成物C分別倒向左邊后，①中A和B的物質的量均為1.5mol，A和B的物質的量之比為1：1，②中A和B的物質的量均為3mol，A和B的物質的量之比為1：1，物質的量均與標準態相同。所以①、②、標準態三者可建立等效平衡，而③中生成物C倒向左邊后A為1.5mol，B為1mol，物質的量之比為3：2，所以③不能與其它三者建立等效平衡。

應用舉例

例1.某溫度下，密閉容器中充入1molN2和3molH2 ，使之反應生成NH3達平衡后測得NH3的體積分數為a，如果溫度不變，只改變起始加入量，使之反應平衡后NH3的體積分數仍為a，若N2 、H2 、NH3的物質的量分別用x、y、z表示，則：

（Ⅰ）當恒溫恒容時

①若x=0，y=0，則z=__________。

②若x=0.75，則y=_______，z=__________。

③x、y、z滿足的一般條件是__________。

（Ⅱ）當恒溫恒壓時

①若x=0，y=0，則z=__________。

②若x=0.75mol，則y=_______，z=__________。

③x、y、z滿足的一般條件是__________。

分析：本題在不同的外界條件下，提出三個相同的問題，同時題目中起始狀態不同，但最終NH3的百分含量相同，因此最終各種平衡是等效的，所以可采用“一邊倒”的方法解決。（Ⅰ）中“一邊倒”后對應的各物質的物質的量相等即可。在此，當左倒后都是1molN2和3molH2 ，故①中當x=0，y=0時，z只能為2mol。②中若x=0.75mol，則z=0.5mol，同時y為2.25mol. ③中左倒后，生成N2為z/2mol，生成H2為3z/2mol.所以x+z/2=1；y+3z/2=3.在（Ⅱ）中“一邊倒”后，只要求得N2和H2物質的量之比為1：3即可。因為N2 、H2 、NH3得化學計量數為1：3：2，所以①中當x=0，y=0時，z為任意值，②中若x=0.75mol，則 y=2.25mol，z為任意值。③中x：y=1：3；z為任意值。

答案：（Ⅰ）①2mol ②2.25mol ③x+z/2=1；y+3z/2=3.

（Ⅱ） ①任意值 ②2.25mol ③x：y=1：3；z為任意值。

（作者單位：甘肅省民樂縣職業教育中心學校）