从一道高考题看等效平衡王桂红.docVIP

从高考题看等效平衡 玉门市第一中学 王桂红 735211 关键词：等效平衡 恒温恒容 恒温恒压 含量 浓度 摘要：近年来，化学平衡问题在高考中再度升温，而等效平衡成为考察学生综合思维能力的重点内容。但是等效平衡问题由于考察学生的思维能力强，考查方式灵活，一直成为学生学习和复习化学平衡这部分内容最大难点，望而却步。 概念是理解的基石，只有深入的理解概念的内涵和外延，才能在解题中触类旁通，游刃有余。 1.等效平衡的涵义 对于一个给定的可逆反应，如果其他条件不变，不论采取何种途径，即反应是从反应物开始，还是从生成物开始，是一次投料还是分多次投料最后都可建立同一化学平衡状态，此时平衡混合物中各物质的百分含量相等，形成等效平衡。等效平衡是可逆反应达到的一种特殊的平衡状态，它的建立与化学反应的途径无关。 在一定条件下（恒温恒容或恒温恒压），对同一可逆反应，只是起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量相同，这样的平衡称为等效平衡。但压强，物质的量，浓度，质量等未必相同。 高考题剖析 例1.(2010年江苏)在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下（已知 ⊿H=-92.4kJ·mol-1） 下列说法正确的是 B. C. D. 解析:该题是化学平衡考察的有关问题中,难度较大的题目,既涉及化学平衡中的有关问题,同时也涉及化学平衡中等效平衡的问题.我们可以通过等效平衡的有关思想及模型解决以上问题.首先甲中加入反应物平衡正向建立.而乙中加入氨气平衡逆向建立,如果用极端假设法,假设2mol氨气完全反应，可以生成1mol氮气和3mol氢气。在等温等容条件下，不管投入反应物还是生成物，只要利用化学方程式的系数折算成同一边的物质时，相同物质的量完全相同即为等效平衡（反应前后气体体积有变化的反应）.因此甲,乙容器中建立的平衡属于等效平衡，甲,乙容器中平衡混合物中各相同物质的百分含量相等,物质的量浓度相同。所以c1=c2.而丙容器我们可以借助中间状态，构建等效平衡思想。 等效平衡是与化学平衡的移动紧密相连的。对于恒温恒容的变化，可以理解为将两个完全相同的平衡体系简单叠加后，再压缩为一份的体积；所以达到平衡后各物质的量是否相同还需考虑反应前后气体体积的变化情况。对于丙,我们可以看成在容器的体积为乙的2倍的容器中,充入4mol 的氨气，此时的状态与乙为等效平衡，容器中的压强为乙中的2倍。然后为了保持乙，丙容器的容积一样，压缩容器，压强增大，平衡向正方向移动，此时丙中的压强比乙中压强的2倍要小，即p32p2.所以项错误。 对于B选项我们可以通过计算来确定。 甲中： N2 + 3H2 2NH3 开始的物质的量（mol): 1 3 0 转化的物质的量： x 3x 2x 平衡的物质的量： 1-x 3-3x 2x 反应物N2的转化率为：ɑ1=x 该反应放出的热量为：a=92.4xKJ 丙中： N2 + 3H2 2NH3 开始的物质的量（mol): 0 0 2 转化的物质的量： y 3y 2y 平衡的物质的量： y 3y 2-2y 反应物NH3的转化率为：ɑ2=y 该反应吸收的热量为：b=92.4yKJ 因为甲乙互为等效平衡，达平衡时各物质的浓度相同，则有1-x=y. 所以有：ɑ1+ɑ2=x+y=x+1-x=1. 而 ɑ3 ɑ2, ɑ1+ɑ31，故D项正确。 a+b=92.4x+92.4y=92.4(x+y)=92.4(x+1-x)=92.4KJ,故B项正确。 如果乙，丙两容器所处的条件都是等温等压，可以理解为将两个完全相同的乙平衡体系仅仅简单叠加，而不在进行压缩，只要按化学计量数换算成同一边的物质的量与原投料量成比例，则二者等效。所以同一起始状况时，只要各物质的量浓度相等或成相同倍数时，达到平衡后，各物质的量分数也一定相同，而无须考虑反应前后气体体积的变化情况。这时乙与丙也互为等效平衡。 等效平衡的判断方法 任何状态的体系，都用“极端状态”来比较，只要能转化为相同的“极端状态”，就一定是等效平衡。把不同的起始状态，通过化学方程式中的计量数，换算成同一边物质（反应物一边或生成物一边），如果各反应物或生成物的