泰山疗养院电话:等效平衡之我见

等效平衡之我见　　

西安高级中学   房建波　　

摘要：将笼而统之的等效平衡，依据平衡建立的条件及平衡状态的特点，细划为三种平衡。

关键词：全等平衡  等效平衡  相似平衡

等效平衡是人教版高中化学选修3《化学反应原理》之精华。内涵丰富，概念抽象，为教学之难点。历届学生普遍反映难学、难懂、更难以灵活运用。笔者认为，除知识固有的因素之外，与教授者及相关教辅资料将其笼而统之的称为等效平衡有很大的关系。多年的一线教学实践，我认为，依据平衡建立的条件及平衡状态的特点，应分别称为：全等平衡，等效平衡，相似平衡。更便于学生接受与理解。下面就这三种平衡分别加以论述，请同行批评指正。

一、三种平衡建立的条件、特点及相互关系

1、条件、特点：

A：全等平衡

条件：①△Ｔ＝０　△Ｖ＝０

②起始配比完全相同（含极限转化后）

特点：①“五定”相同（Ｃ、mol％、Ｖ％、m％、　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　）

②ｎ、V也相同

示例：△Ｔ＝０　△Ｖ＝０　　下

　　　2SO２+ O２　 　　　2SO３

ａ：2molSO２＋1mol O２

ｂ：2molSO３

ｃ：1.5molSO２＋0.75mol O２＋0.5molSO３

ｄ：1molSO２＋0.5mol O２＋1molSO３

结果：以上四种配比，所建平衡为全等关系

Ｂ：等效平衡

条件：①△Ｔ＝０　△Ｐ＝０

②起始配比的比值相同（含极限转化后）

特点：①“五定”相同（Ｃ、mol％、Ｖ％、m％、　 　　　）

②ｎ、V为倍数关系

示例：△Ｔ＝０　△Ｐ＝０　下

2SO2 + O2 　　　　 2SO3

ａ：2molSO２＋1mol O２

ｂ：4molSO３

ｃ：0.25molSO２＋0.125mol O２＋0.25mol O２

ｄ：0.5molSO２＋0.25mol O２＋0.5molSO３

结果：以上四种配比，所建平衡为等效关系

Ｃ：相似平衡

条件：①△Ｔ＝０　△Ｖ＝０

②ｎ前=ｎ后　　

③起始配比的比值相同（含极限转化后）

特点：①“四定”相同（mol％、Ｖ％、m％、　 　　　）

②ｎ、C为倍数关系

示例：H2(g)+ I2(g)　 　　　2HI(g)

ａ：1molH２＋1molI２

ｂ：4molＨI

ｃ：0.5mol H２＋0.5molI２

ｄ：0.125mol H２＋0.125mol I２＋0.25molＨI

结果：以上四种配比，所建平衡为相似关系。

2、关系

ａ、全等平衡与等效平衡为同一类平衡状态，相似平衡与全等平衡、等效平衡为两类不同的平衡状态

ｂ、相似平衡　 　　　等效平衡　 　　　全等平衡

二、处理问题的模型：

全等平衡：先拼在压（平衡遭破坏，发生移动，状态改变）

等效平衡：拼而不压（平衡未破坏，不移动，状态不改变）

相似平衡：先拼在压（平衡未破坏，不移动，但平衡状态改变）

三、具体运用

例一：在一个固定容积的密闭容器中加入2molＡ和１molＢ，发生反应　2A　(g) + B(g) 　　　　3C(g)+ D(g)，达到平衡时，C的浓度为ωmol·Ｌ－１。若维持容器的容积和温度不变，按下列五种配比为开始浓度，达到平衡后C的浓度仍为ωmol·Ｌ－１的是（）

A．4molＡ＋2molＢ

Ｂ．2molＡ＋1molＢ＋3molＣ＋1molＤ

Ｃ．3molＣ＋1molＤ＋1molＢ

Ｄ．3molＣ＋1molＤ

Ｅ．1molＡ＋0.5molＢ＋1.5molＣ＋0.5molＤ

解析：因为△Ｔ＝０　△Ｖ＝０，且ｎ前　 　　　ｎ后

故：欲建立平衡与样板平衡必为全等关系。

采用极限转化，得：

样板：2molA＋1molB

Ａ：4molA＋2molB

Ｂ：4molA＋2molB

Ｃ：4molA＋2molB

Ｄ：2molA＋1molB

Ｅ：2molA＋1molB

结论：①D、E与样板为全等关系  [C]=ωmol·L-1

②A、B为全等关系  ωmol·L-1<[C] < 2ωmol·L-1

③C             [C] >ωmol·L-1      

答案：DE

例二：某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g) + B(g) 　　　　2C(g)，达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量作如下调整，可使平衡右移的是（）

A．均减半  B．均加倍  C.均增加1mol    D．均减少1mol

解析：因为△Ｔ＝０　△Ｐ＝０，故必为等效平衡

设：平衡状态时，容器的容积为VL，其中A.B.C分别为4mol、2mol和4mol。

则：B选项可认为两容器拼而不压，所得平衡与原平衡等效

A选项可认为将容器一分为二，得2个　 　　　平衡，均与原平衡等效

C选项可认为将容器一分为4，得4个　 　　　平衡，每个　 　　　V中有A 1mol，B0.5 mol，C1mol。均增加1 mol，可处理成先拼一个　 　　　V容器，得到等效平衡，然后再向1　 　　　V的容器中充入0.5 molB，则平衡必向右移动

D选项同C，只不过先分割出1个　 　　　V，然后从留下的　 　　　V中，再取出0.5molB，则平衡必向左移动。

答案：C

例三：在一个容积固定的密闭容器中充入1molHI，建立如下平衡：2HI(g) 　　　　 H2(g)+I2(g)，则得HI的转化率为a%。其它条件不变，在上述平衡关系中再充入1molHI，达到新的平衡时，HI的转化率为ｂ％，则ａｂ的关系为（）

Ａ．ａ>ｂ　Ｂ．ａ<ｂ　Ｃ．ａ＝ｂ　Ｄ．无法确定

解析：采用先拼再压的模型，即取ＶＬ的容器两个，分别充入1molHI气体，HI气体的转化率为a%，显然，两容器中的平衡为全等关系。 因为△Ｔ＝０　△Ｖ＝０所以将两容器合二为一。因为ｎ前＝ｎ后，所以平衡未破坏，不发生移动，故转化率不变。但压缩前后为两种不同的平衡状态——相似平衡。

答案：Ｃ

注：C：物质的量浓度    n：物质的量    V：容器的容积

mol％、Ｖ％、m％：（平衡混合气体中某成份的摩尔、体积、质量百分含量）

　　　　：平衡混合气体的平均摩尔质量