高中化學(xué)等效平衡的解題方法與技巧

李金花●

江蘇省徐州市銅山區(qū)夾河中學(xué)(221100)

高中化學(xué)等效平衡的解題方法與技巧

李金花●

江蘇省徐州市銅山區(qū)夾河中學(xué)(221100)

等效平衡作為一種重要的解題方法與技巧，其在某些高中化學(xué)類型題求解中的合理引入，可以通過深入挖掘題干中的某些信息來構(gòu)建求解方程，有利于簡化某些繁雜的化學(xué)問題，提升高中生解決化學(xué)問題的能力.因此，如何才能深化對于等效平衡的理解與認(rèn)識，提升應(yīng)用其來解決化學(xué)問題的靈活性值得進(jìn)行深入探究.

一、明確等效平衡內(nèi)涵，樹立平衡理念

“思想是行為的先導(dǎo)”.為了可以使我們高中生切實解決化學(xué)等效平衡方面的數(shù)學(xué)問題，必須要樹立正確的等效平衡思想，深化對于等效平衡內(nèi)涵的理解和認(rèn)識，以便在此基礎(chǔ)上為掌握相關(guān)的解題思想和技巧奠定扎實基礎(chǔ).所謂的等效平衡實際上就是在恒溫恒壓狀態(tài)下或者恒溫恒容的狀態(tài)下，針對同一個化學(xué)可逆反應(yīng)，如果反應(yīng)物的投料情況不同，但是在化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)之后，相應(yīng)平衡體系中任何一項相同組分的含量相同，那么該化學(xué)平衡狀態(tài)則就是所謂的等效平衡狀態(tài).

而就等效平衡具體的構(gòu)建條件而言，需要根據(jù)不同特點的可逆反應(yīng)來構(gòu)建不同的等效平衡，具體的分類情況主要包括如下兩個方面：其一，在恒溫恒容的狀態(tài)下，在投入相當(dāng)物質(zhì)量的反應(yīng)物后，那么這兩個平衡達(dá)到等效平衡狀態(tài)；其二，在恒溫恒壓狀態(tài)下，如果所投入化學(xué)反應(yīng)物的用量成比例，那么這兩個平衡也為等效平衡狀態(tài).因此，在實際的化學(xué)題目求解過程中，高中生可以將這種平衡思想引入解題環(huán)節(jié)中來，看是否可以簡化相應(yīng)的問題題目，這樣可以顯著提升解題準(zhǔn)確率和效率.但是同樣需要注意的是要挖掘題目題干信息中的隱含關(guān)系，可能題目表面的平衡信息不太明顯.簡言之，為了提升高中生運用等效平衡思想來解決相關(guān)化學(xué)問題的能力，必須要深刻把握等效平衡的基本理念，樹立科學(xué)的等效平衡思想，以為求解等效平衡問題奠定扎實理論基礎(chǔ).

二、掌握解題方法技巧，增強解題效果

在明確等效平衡理念的基礎(chǔ)上，為了增強解決平衡問題的效果，高中生還需要掌握靈活運用等效平衡思想來求解化學(xué)問題的能力.通過對高中化學(xué)平衡問題進(jìn)行歸納和總結(jié)可知，常用的問題類型及解題方法技巧主要包括如下幾種情況：

1.可逆反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的求解.受化學(xué)反應(yīng)條件的影響，可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡狀態(tài)會隨著相應(yīng)條件的改變而發(fā)生相應(yīng)變化，此時化學(xué)反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率也會發(fā)生相應(yīng)變化，具體的平衡移動方向可以采用勒夏特列原理來進(jìn)行合理判斷.與此同時，化學(xué)反應(yīng)體系中各物質(zhì)轉(zhuǎn)化率的改變問題是一個繁雜的問題，涉及到反應(yīng)物種類、化學(xué)反應(yīng)方程式化學(xué)計量數(shù)等有關(guān)，所以需要根據(jù)實際的化學(xué)反應(yīng)情況來制定針對性解決對策.

在恒溫恒容狀態(tài)下，隨著平衡體系中A物質(zhì)量的增加，平衡向右進(jìn)行，那么A物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率如何變？針對該種形式的等效平衡體系，具體可以分三種情況來探討，即：

①若a=b+c，則A轉(zhuǎn)化率不變；

②若a>b+c，則A轉(zhuǎn)化率提高；

③若a

例1 在某恒定溫度下，將2 mol NH3通入到一密閉容器中，待達(dá)到平衡狀態(tài)時，再向其中通入2 mol NH3，那么NH3的轉(zhuǎn)化率該如何變化？

解析 通過對題干信息進(jìn)行分析，可以按照下1圖所示的等效平衡模型來進(jìn)行分析，先后向左側(cè)容器X部分和容器右側(cè)Y部分內(nèi)分別充入2 mol的NH3，且保持X、Y兩部分容器內(nèi)的壓強和溫度保持不變，此時達(dá)到平衡狀態(tài)時二者達(dá)到等效平衡狀態(tài)，那么兩者的NH3轉(zhuǎn)化率勢必相同，但是再將X和Y部分的擱板移走，且向左推動活塞使其容積與X相同時達(dá)到的平衡狀態(tài)同直接向X中充入4 mol NH3的情況是等效的，所以在繼續(xù)向其中充入2 mol NH3的時候，會降低NH3的轉(zhuǎn)化率.

如果僅增加反應(yīng)物A的量，那么該平衡會向正方向移動，A轉(zhuǎn)化率減小，B轉(zhuǎn)化率提高；而如果同時成倍地增加A和B的量，化學(xué)反應(yīng)也會向正反應(yīng)方向移動，各物質(zhì)轉(zhuǎn)化率也可以劃分成如下幾種情況，即：

①若a+b=c+d，則A和B的轉(zhuǎn)化率不變；

②若a+b>c+d，則A和B的轉(zhuǎn)化率提高；

③若a+b

例2 在某恒定溫度下，將5 mol O2和4 mol NH3通入到某密閉容器中，待達(dá)到平衡后，再向其中通入等分量的物質(zhì)，那么反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率如何變化？

解析 該等效平衡解法同樣可以借鑒上述例題中的等效平衡模型，分兩次加入物質(zhì)且容積保持不變.由于容積保持不變，在再次加入等量的兩種物質(zhì)后，容器內(nèi)的壓強有所增加，平衡向體積縮小的反應(yīng)移動，此時反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率會降低.如此一來，無需考慮物質(zhì)的量，即可使我們了解和掌握相應(yīng)的解題要點.

2.平衡問題的求解.在化學(xué)反應(yīng)題目中，有很多題目涉及到平衡問題，此時如果可以合理應(yīng)用等效平衡解題方法，可以有效地提升解題的效率，所以必須要結(jié)合具體的題干信息來合理應(yīng)用解題方法技巧.

A. 1 B. 2 C. 3 D. 4

解析 由題意可知，兩種狀態(tài)下的平衡最終達(dá)到了等效平衡狀態(tài)，而在恒溫恒容狀態(tài)下，Δ≠0時，只要投入物質(zhì)的量相當(dāng)，兩個平衡即達(dá)到等效平衡，Δ=0時，投入物質(zhì)的量成比例，則即可等效平衡.如此一來，即可列出相應(yīng)的求解方程，這樣即可求解出x=2或者3.

總之，作為一類平衡類型的化學(xué)題目，等效平衡問題是高中化學(xué)學(xué)習(xí)的重難點知識.為了提升高中生解決該方面化學(xué)問題的能力，需要在充分理解和認(rèn)識等效平衡思想的基礎(chǔ)上，明確相關(guān)類型題的求解方法和技巧，同時要加強教學(xué)訓(xùn)練，從而可以靈活解決該方面的化學(xué)問題.

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1008-0333(2016)34-0085-01