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1、找规律, 抓本质,拓宽思路,提升思维 -关于等效平衡的归类解析一、等效平衡原理：对于同一个可逆反应，在相同的条件下（恒温恒容或恒温恒压），不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，或从正反应和逆反应同时开始，都可以建立同一平衡状态。即化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。这就是“等效平衡”。如何判断呢？可根据两种不同情况而定。 二、等效平衡规律： 1、恒温恒容时：此时各不同的起始状态，可以把一边“归零” 通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边物质的物质的量，如果数值与原平衡相同，则两平衡等效。举例说明：恒温恒容时，判断哪些是等效平衡？ （ A B D ） N2 + 3H2 2NH3 A
2、. 2mol 6mol 0mol B. 0mol 0mol 4mol C. 0.5mol 1.5mol 1mol D. 1mol 3mol 2mol 2、恒温恒压时（即体积可变）：此时各不相同的起始状态，也可以把一边“归零”换算成同一半边，只要各物质的物质的量之比相同，则两平衡等效。举例说明：恒温恒压时，判断哪些是等效平衡？ N2 + 3H2 2NH3 A. 2mol 6mol 0mol B. 0mol 0mol 4mol C. 0.5mol 1.5mol 1mol D. 1mol 3mol 2mol同样，把这四种起始状态的生成物的物质的量都“归零”，全部换算成反应物。结果发现N2与H2 的物
3、质的量之比均为1 ：3 ，因为压强不变，体积可变，故均属于等效平衡。三、几例等效平衡的解析：1、恒温恒容下的非等体反应：【例1】在一定温度下,把2molSO2和1molO2通入一个固定容积的密闭容器里,发生如下反应:2SO2+O22SO3,当此反应进行到一定程度时,反应混和物就处于化学平衡状态,现在该容器中,维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量,如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同.请填写下列空白: (1)若a=0,b=0,则c= .(2)若a=0.5,则b= 和
4、c= .(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c): .解析：首先 明确该题为恒温恒容条件；(1)若从逆反应开始，则可得c=2；(2)的状态可理解为从正反应开始到达平衡过程中的某一时刻的状态 ： (2) 2SO2+O22SO3 (3) 2SO2+O22SO3 起始（mol）： 2 1 0 起始（mol）：2 1 0变化（mol）： 1.5 0.75 1.5 变化（mol）： c c/2 c平衡（mol）： 0.5 b c 平衡（mol）： a b c故可得b=0.25和c=1.5; 同理可得: a+c=2和2b+c=2;2、恒温恒压条件
5、下的非等体反应：【例2】在一个盛有催化剂的容积可变的密闭容器中，保持一定的温度和压强，进行以下反应N2+3H2 2NH3，已知加入1molN2和4molH2时，达到平衡后生成amolNH3，在相同温度、压强下，保持平衡时各组分的体积分数不变，对的状态，填写表中空白。编号起始状态物质的量平衡NH3物质的量N2H2NH3140a1.56010.5amn(n4m)解析：此题为恒温恒压条件, 运用把一边“归零”换算成同一半边，要两平衡等效只要各物质的物质的量之比相同即可,而平衡NH3物质的量由于是恒压则根据比例计算. 以为例：设NH3的起始状态物质的量为x mol N2+3H2 2NH3起始1（m o
6、l）： 1 4 0 起始2（mol）： m n x 一边归零后为（mol）：m+x/2 n+3x/2 0 n+3x/2m+x/2=1/4 由恒温恒压规律可列式： 解得：x=2（n-4m）答案：1.5a;0, 0.5; 2(n-4m), (n-3m)a3、恒温恒容条件下的等体反应：【例3】在一个盛有催化剂的固定容积的密闭容器中，保持一定的温度，进行以下反应H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)，已知加入1molH2和2molBr2时，达到平衡后生成amolHBr，在相同条件下，保持平衡时各组分的物质的量分数不变，对的状态，填写表中空白。编号起始状态物质的量平衡HBr物质的量H2Br2HBr12
7、0a24010.5amn(n2m) 解析：恒温恒容条件下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，加压平衡不移动，故只要反应物（或生成物）的物质的量比值与原平衡相同，则两平衡中各组分的含量不变，即两平衡等效。实为符合恒温恒压的情况，故解法同例2。答案：2a；0，0.5；2(n-2m)，(n-m)a四、一例等效平衡题的巧解：【例4】在537、1.01105Pa时，往容积可变的密闭容器中充入2mol SO2、1molO2，此时容器的体积为200L。向容器中加入催化剂（固体）并保持恒温恒压，发生反应： 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到平衡时，平衡气体中SO3的体积分数为0.91。试回答下
8、列问题：工业上二氧化硫的催化氧化采用常压而不采用高压的原因是：常压下,三氧化硫的含量已达91%,从降低成本考虑,没有必要再加压。保持上述温度和压强不变，若向容器中只充入2molSO3并加入固体催化剂。则平衡时，SO2的体积分数是6.0%，容器的体积为137.5L。温度仍保持537，容器体积保持200L不变（恒容）。充入amol SO2、bmolO2，并加入固体催化剂，反应达平衡时，SO3的体积分数仍为0.91，体系压强为1.01105Pa。若a:b=2:1，则a=2.91.解析：此体可按常规计算,亦可按下列方法巧解:（2）为恒温恒压条件，且只充入2molSO3，故达平衡时与充入2mol SO2
9、、1molO2的情况等效。已知SO2和O2是按系数比投料，故平衡时SO2和O2的混合物中其物质的量仍为2：1。故平衡时，SO2的体积分数是（1-0.91）2/3=6.0%2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 正反应为减体反应,若从正反应开始则: V(平衡)=V(起始)V(反应的O2)若从逆反应开始则: V(平衡)=V(起始)+ V(生成的O2)若从正反应开始则: V(平衡)=2000.91 V(平衡)/2 得V(平衡) 137.5L或若从逆反应开始则: V(平衡)=2002/3+0.03 V(平衡) 得V(平衡) 137.5L【注意】: 若从正反应开始则此列式: V(平衡)=2000.0
10、3 V(平衡) ,错误! 因为0.03 V(平衡)=V(反应剩余的O2),而不是V(反应的O2).（3）为恒温恒容条件2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)起始(mol) a b 0 变化(mol) 30.91 30.91/2 30.91 平衡(mol) 0.063 0.033 30.91 a = 30.91 + 0.063=2.91 mol说明: 1、气体的体积分数即为其物质的量分数。2、利用已知条件：在537、1.01105Pa时， 体积为200L的气体的物质的量为3mol。3、由于a:b=2:1故平衡时SO2(g) 的物质的量为0.063 mol。笔者认为在化学教学过程中，应该以化学知识为载体，对学生进行思维训练，善抓本质，培养思维的深刻性,它是一切思维品质的基石，它集中表现在具体进行思维活动时善于深入地思考问题，抓住其本质和规律，从而园满地解决问题。找规律,才能更好掌握知识；有比较，才能有鉴别，有助于灵活运用知识；抓本质，才能拓宽思路，巧解妙算,提高解题能力和开阔视野，最终达到提升思维品质之目的。4