圖示法巧解等效平衡的相關(guān)習(xí)題

潘雄風(fēng)

【摘要】等效平衡是化學(xué)平衡中的難點(diǎn)，知識(shí)比較抽象，考題又經(jīng)常出現(xiàn)。由于學(xué)生對(duì)等效平衡的概念又比較模糊，做題往往不知從何下手。因此筆者在講解等效平衡的概念和相關(guān)習(xí)題教學(xué)過程中總結(jié)解題模式圖示法，學(xué)生很容易接受和掌握。

【關(guān)鍵詞】圖示法 等效平衡

【中圖分類號(hào)】G633.8 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）22-0142-01

一、問題的提出

化學(xué)平衡是重要的化學(xué)反應(yīng)原理，屬于高中化學(xué)的主干知識(shí)，是高考的必考考點(diǎn)，同時(shí)也是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的必備知識(shí)，化學(xué)平衡知識(shí)能夠很好的體現(xiàn)核心素養(yǎng)中“變化觀念與平衡思想”。

我們知道等效平衡分為三種形式，一是恒溫恒容條件下，氣體分子數(shù)不等的反應(yīng)；二是恒溫恒容條件下，氣態(tài)分子數(shù)相等的反應(yīng)；三是恒溫恒壓條件下的氣體反應(yīng)。這部分知識(shí)難而且復(fù)雜，教師在教學(xué)過程中講得很辛苦，學(xué)生聽得很累，最后的反饋環(huán)節(jié)也不讓人滿意。

在實(shí)際的教學(xué)中，筆者總結(jié)出以圖式的方法巧解等效平衡的相關(guān)習(xí)題，現(xiàn)以恒溫恒容氣態(tài)分子數(shù)不等的反應(yīng)為例。

二、圖示法展示等效平衡概念

學(xué)生知道化學(xué)平衡的建立與反應(yīng)途徑無關(guān)，無論是正方向開始或是從逆方向開始，還是從中間的某個(gè)狀態(tài)開始，都可以建立平衡。因?yàn)楣P者在教學(xué)過程為了形象表達(dá)這個(gè)涵義，就舉例說明：好比A點(diǎn)與B點(diǎn)之間有一個(gè)花園C，從A或B或是AB中間某一點(diǎn)都可以到達(dá)C點(diǎn)，如圖1。為了幫助學(xué)生理解，特設(shè)計(jì)下面例題。

題1在恒溫恒容條件下，按照下列四種情況建立平衡，其中是等效平衡的是_____________

N2 + 3H2 2NH3

①1 mol 3 mol 0 mol

②0 mol 0 mol 2 mol

③0.6 mol 1.8 mol 0.4 mol

④2 mol 6 mol 0 mol

【解析】：①相當(dāng)于反應(yīng)從正方向開始，即是起點(diǎn)A，②相當(dāng)于反應(yīng)從逆方向開始，即終點(diǎn)B，③等效A、B之間某一點(diǎn)（極值轉(zhuǎn)換后等同于①），它們都可以建立起平衡狀態(tài)（即都可以到達(dá)C點(diǎn)），④可相當(dāng)于D點(diǎn)（且線段AB=線段BD），它建立平衡后的點(diǎn)肯定不是C，因此①②③是等效平衡，④不是。

三、圖示法巧解等效平衡習(xí)題

例2：在溫度相同，容積均為2L的3個(gè)恒容密閉容器中，按照不同的方式投入反應(yīng)物，保持恒溫，測得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)有關(guān)數(shù)據(jù)如下：下列說法正確的是（ ）

A.2 p1=2 p3

B.達(dá)到平衡時(shí)丙中的NH3的體積分?jǐn)?shù)最大

C.α1 + α3 <1

D.Q1 + Q3 = 92.4

【解析】條件：恒溫恒容，合成氨是氣體體積減小的反應(yīng)，加壓平衡正向移動(dòng)。

反應(yīng)物投入量：

很明顯甲、丙二者是等效平衡，假設(shè)達(dá)到平衡時(shí)在C點(diǎn)，圖示如下：

A→B的能量變化Q=92.4kJ，轉(zhuǎn)化率α=100%

A→C能量變化是Q1，轉(zhuǎn)化率α1=B→C能量變化為Q2，轉(zhuǎn)化率α3=

則Q1+Q2=Q=92.4kJ（即是AC+BC=AB）α1+α3=+=1

丙形成的平衡等效，則c1=c3、p1=p3，甲和丙中氨氣的體積分?jǐn)?shù)相同；

乙的投料是甲投料的兩倍。假如轉(zhuǎn)化率和甲相同，平衡點(diǎn)就到E點(diǎn)（AC=CE）

但是乙中的投料翻倍的同時(shí)，終點(diǎn)由B到D（AB=BD），乙中起始?jí)簭?qiáng)也變成原來的兩倍，相對(duì)于甲是加壓，加壓平衡正向移動(dòng)，所以E點(diǎn)還應(yīng)該繼續(xù)往前移到M點(diǎn)。

如果平衡在E點(diǎn)，則轉(zhuǎn)化率α2===α1，AE=2AC即Q2=2Q1，c2=2c1，p2=2p1

實(shí)際平衡在M點(diǎn)，α2=>即是α2>α1，AM>2AC即Q2>2Q1，c2>2c1；壓強(qiáng)增大平衡向氣體體積減小方向移動(dòng)，所以p2<2p1，因此答案ABC錯(cuò)，D對(duì)。

通過畫圖表示反應(yīng)的進(jìn)程，可以讓抽象的平衡問題變得簡單和直觀，學(xué)生更好理解和掌握。

四、結(jié)束語

等效平衡是化學(xué)平衡這個(gè)難點(diǎn)知識(shí)中的難點(diǎn)，知識(shí)比較抽象難懂，因此教師在教學(xué)過程要能夠提出一些解題的模型，采用圖示的方法，方便學(xué)生更加直觀的理解，幫助學(xué)生更好的解決類似的等效平衡的題型。

參考文獻(xiàn)：

[1]張煜.等效平衡解題模式探討[J].當(dāng)代教育實(shí)踐與教學(xué)研究，2016（7）：170.