图示法巧解等效平衡的相关习题

    潘雄风

    

    【摘要】等效平衡是化学平衡中的难点，知识比较抽象，考题又经常出现。由于学生对等效平衡的概念又比较模糊，做题往往不知从何下手。因此笔者在讲解等效平衡的概念和相关习题教学过程中总结解题模式图示法，学生很容易接受和掌握。

    【关键词】图示法 等效平衡

    【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）22-0142-01

    一、问题的提出

    化学平衡是重要的化学反应原理，属于高中化学的主干知识，是高考的必考考点，同时也是化学学科核心素养的必备知识，化学平衡知识能够很好的体现核心素养中“变化观念与平衡思想”。

    我们知道等效平衡分为三种形式，一是恒温恒容条件下，气体分子数不等的反应；二是恒温恒容条件下，气态分子数相等的反应；三是恒温恒压条件下的气体反应。这部分知识难而且复杂，教师在教学过程中讲得很辛苦，学生听得很累，最后的反馈环节也不让人满意。

    在实际的教学中，笔者总结出以图式的方法巧解等效平衡的相关习题，现以恒温恒容气态分子数不等的反应为例。

    二、图示法展示等效平衡概念

    学生知道化学平衡的建立与反应途径无关，无论是正方向开始或是从逆方向开始，还是从中间的某个状态开始，都可以建立平衡。因为笔者在教学过程为了形象表达这个涵义，就举例说明：好比A点与B点之间有一个花园C，从A或B或是AB中间某一点都可以到达C点，如图1。为了帮助学生理解，特设计下面例题。

    题1在恒温恒容条件下，按照下列四种情况建立平衡，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相当于反应从正方向开始，即是起点A，②相当于反应从逆方向开始，即终点B，③等效A、B之间某一点（极值转换后等同于①），它们都可以建立起平衡状态（即都可以到达C点），④可相当于D点（且线段AB=线段BD），它建立平衡后的点肯定不是C，因此①②③是等效平衡，④不是。

    三、图示法巧解等效平衡习题

    例2：在温度相同，容积均为2L的3个恒容密闭容器中，按照不同的方式投入反应物，保持恒温，测得反应达到平衡时有关数据如下：下列说法正确的是（ ）

    A.2 p1=2 p3

    B.达到平衡时丙中的NH3的体积分数最大

    C.α1 + α3 <1

    D.Q1 + Q3 = 92.4

    【解析】条件：恒温恒容，合成氨是气体体积减小的反应，加压平衡正向移动。

    反应物投入量：

    很明显甲、丙二者是等效平衡，假设达到平衡时在C点，图示如下：

    A→B的能量变化Q=92.4kJ，转化率α=100%

    A→C能量变化是Q1，转化率α1=B→C能量变化为Q2，转化率α3=

    则Q1+Q2=Q=92.4kJ（即是AC+BC=AB）α1+α3=+=1

    丙形成的平衡等效，则c1=c3、p1=p3，甲和丙中氨气的体积分数相同；

    乙的投料是甲投料的两倍。假如转化率和甲相同，平衡点就到E点（AC=CE）

    但是乙中的投料翻倍的同时，终点由B到D（AB=BD），乙中起始压强也变成原来的两倍，相对于甲是加压，加压平衡正向移动，所以E点还应该继续往前移到M点。

    如果平衡在E点，则转化率α2===α1，AE=2AC即Q2=2Q1，c2=2c1，p2=2p1

    实际平衡在M点，α2=>即是α2>α1，AM>2AC即Q2>2Q1，c2>2c1；压强增大平衡向气体体积减小方向移动，所以p2<2p1，因此答案ABC错，D对。

    通过画图表示反应的进程，可以让抽象的平衡问题变得简单和直观，学生更好理解和掌握。

    四、結束语

    等效平衡是化学平衡这个难点知识中的难点，知识比较抽象难懂，因此教师在教学过程要能够提出一些解题的模型，采用图示的方法，方便学生更加直观的理解，帮助学生更好的解决类似的等效平衡的题型。

    参考文献：

    [1]张煜.等效平衡解题模式探讨[J].当代教育实践与教学研究，2016（7）：170.