淺談高中化學平衡問題的求解

邱曉良

摘要：化學平衡理論是高中化學的一個重要知識理論。從歷年高考經(jīng)典聚焦不難看出，這是每年高考都要涉及的內(nèi)容，是高考化學的重點。其主要考查的是理解以及掌握化學反應速率的基本定義、掌握化學反應的速率一般表示方法、掌握可逆反應的含義，以構建動態(tài)的化學平衡的思想。想要學生理解化學平衡的一般特征，需要其掌握勒夏特列原理以及理解、掌握化學平衡常數(shù)，利用化學平衡常數(shù)進行一些簡單的計算。

關鍵詞：化學平衡；平衡常數(shù)；等效平衡；反應速率

中圖分類號：G633.8文獻標識碼：A文章編號：1992-7711（2020）10-0160

一、有關化學平衡定義問題的求解

在一定條件（恒溫恒容或恒溫恒壓）下，同一可逆反應體系，不論是從正反應開始，還是從逆反應開始，在達到化學平衡狀態(tài)時，任何相同組分的含量（體積分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)等）均相同。

化學平衡的標志：1.正反應速率等于逆反應速率，且不為零；2.反應混合物中各種成分的體積分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)不再發(fā)生變化；3.反應物的轉化率以及生成物的產(chǎn)生率不再發(fā)生變化；4.反應物反應時破壞的化學鍵與逆反應得到的反應物形成的化學鍵種類和數(shù)量相同（同理生成物）。

二、有關恒溫恒容下等效平衡問題的求解

1.在恒溫恒容下，對于化學反應前后氣體體積發(fā)生變化的可逆反應（Δv≠0），只改變起始加入的物質(zhì)的量，如果通過可逆反應的化學計量數(shù)之比換算成化學方程式的同一邊物質(zhì)的量與原平衡相同，則可逆反應達到等效平衡。

例2.在一定溫度下，可逆反應2A（g）+B（g）2C（g），起始時加入2 mol A和1 mol B反應達到平衡，保持平衡時的溫度，下面的各種情況能達到等效平衡的是（）。

A.加入1 mol A、1 molC開始反應

B.加入3 mol C起始反應

C.加入1 mol A、1 mol B、1 mol C起始反應

D.加入1 mol B、2 mol C作為起始反應物

解析：開始階段，無論怎樣改變A、B、C的物質(zhì)的量，從正反應方向開始還是從逆反應方向開始，它們所建立起來的化學平衡狀態(tài)的效果是完全相同的，即它們之間存在等效平衡關系。題目中是2 mol A和1 mol B起始反應，那我們可以將選項中的加入量根據(jù)化學反應系數(shù)將反應物按化學反應系數(shù)全部轉化生成物，或者生成物全轉化為反應物。A選項，將1 mol C全轉化為反應物，可以得到1 mol A和1 mol B，加上本來就有的1 mol A，也就是起始反應物等效為2molA和1 mol B，與題目要求的一致。所以A正確。B選項，3 mol C全轉化為反應物那就是3 mol A、1.5 mol B，與題意不符合；C選項，等效為2 mol A和1.5 mol B作為起始物，與題意不符合；D選項，2 mol C全轉化為反應物那就是2 mol A和1 mol B，再加上另外的1 mol B，那就是2 mol A和2 mol B作為起始物，與題意不符合，因此答案為A。

2.在恒溫恒容下，對于反應前后氣體體積不變的可逆反應（Δv= 0 ），只要反應物（或生成物）的物質(zhì)的量之比與原平衡相同，則可逆反應處于等效平衡。

A.Ⅰ、Ⅱ兩途徑最終達到平衡時，體系內(nèi)混合氣體的百分組成不同

B.Ⅰ、Ⅱ兩途徑最終達到平衡時，體系內(nèi)混合氣體的百分組成相同

C.達到平衡時，途徑Ⅰ和途徑Ⅱ體系內(nèi)混合氣體平均相對分子質(zhì)量相同

解析：由于A選項中A、B的反應物之比為1∶3，所以不是等效平衡，所以A正確。B選項中，反應物A、B的反應物之比為1∶1，C、D選項表述都不夠準確，因此答案為A。

三、有關恒溫恒壓下等效平衡問題的求解

恒溫恒壓情況下，改變起始時加入反應物物質(zhì)的量，只要按化學計量數(shù)之比換算成化學方程式的同一邊物質(zhì)的量之比與原平衡相同，那么其所達到狀態(tài)與原平衡處于等效狀態(tài)。

A.均加倍B.均減半C.均減少1 molD.均增加1 mol

解析：這是一個恒溫恒壓條件下的等效平衡，題目中起始物質(zhì)的量是A、B和C分別為4 mol、2 mol和4 mol，全部轉化為反應物就是8 mol A、4 mol B。B選項，均減半2 mol A、1 mol B和2 mol C，全轉化為反應物就是4 mol A、2 mol B，比例不變，平衡不移動，同理A、B也是。C選項，變成3 mol A、1 mol B和3 mol C，全轉化為反應物那就是6 mol A、2.5 mol B這個比例，相對來說，就是反應物B減少得過多了，導致B偏少，所以平衡會左移。D選項，變成5 mol A、3 mol B和5 mol C，全部轉化為反應物，那就是10 mol A、5.5 mol B，相比于題干中的起始反應物比例，反應物B的量增加了，所以平衡向右移（朝著反應物B的量減小的方向）。（作者單位：江西省于都中學342300）