導(dǎo)語：詮釋化學(xué)等效平衡研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】化學(xué)平衡這部分內(nèi)容是高中基礎(chǔ)理論知識(shí)中最難理解的部分之一，尤其是等效平衡，學(xué)生在運(yùn)用時(shí)感到特別的困難。

【關(guān)鍵詞】化學(xué)平衡；等效平衡；教學(xué)難點(diǎn)；破解方法

一、什么是等效平衡

我們知道化學(xué)平衡狀態(tài)的建立與途徑無關(guān)，對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng)，無論起始只有反應(yīng)物或生成物或者反應(yīng)物生成物都有，只要滿足一定條件，均可建立等效平衡。所謂等效平衡就是指效果相同的平衡，可逆反應(yīng)從兩個(gè)不同的起始狀態(tài)開始,達(dá)到平衡時(shí)兩個(gè)體系中對(duì)應(yīng)組分的百分含量（體積分?jǐn)?shù)或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）均相同,這兩個(gè)平衡互稱為等效平衡。若兩平衡體系完全相同（平衡時(shí)各組分不僅百分含量相同，物質(zhì)的量濃度及反應(yīng)速率也相同），又稱全同平衡。

對(duì)概念的理解應(yīng)把握以下幾點(diǎn):（1）外界條件相同：通常可以是①恒溫、恒容，②恒溫、恒壓。（2）"等效平衡"與"完全相同的平衡狀態(tài)"不同："完全相同的平衡狀態(tài)"是指在達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，任何組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（或體積分?jǐn)?shù)）對(duì)應(yīng)相等，并且反應(yīng)的速率、各組分的物質(zhì)的量、濃度等也相同。而"等效平衡"只要求平衡混合物中各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（或體積分?jǐn)?shù)）對(duì)應(yīng)相同，反應(yīng)的速率、壓強(qiáng)等可以不同。（3）平衡狀態(tài)只與始態(tài)有關(guān)，而與途徑無關(guān)，（如：①無論反應(yīng)從正反應(yīng)方向開始，還是從逆反應(yīng)方向開始②投料是一次還是分成幾次③反應(yīng)容器經(jīng)過擴(kuò)大-縮小或縮小-擴(kuò)大的過程，）只要起始濃度相當(dāng)，就達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。

一般認(rèn)為在以下三種情況下可逆反應(yīng)可達(dá)到等效平衡。

1.在定溫定容時(shí),對(duì)于所有的可逆反應(yīng),若起始加入情況不同,但轉(zhuǎn)化為反應(yīng)方程式同一邊物質(zhì)后對(duì)應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量均相同,則可達(dá)到等效平衡。

2.在定溫定壓時(shí),對(duì)于所有的可逆反應(yīng),若起始加入的量不同,但轉(zhuǎn)化為方程式同一邊物質(zhì)后各物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比,則可達(dá)到等效平衡。

3.在定溫定容時(shí),對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的反應(yīng),若起始加入情況不同,但轉(zhuǎn)化為反應(yīng)方程式同一邊物質(zhì)后各物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比,則可達(dá)到等效平衡。

二、等效平衡規(guī)律

1.無論在恒溫、恒壓或恒溫、恒容下,只要起始加入物質(zhì)的物質(zhì)的量轉(zhuǎn)化成同一半邊的物質(zhì)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量相同,則平衡時(shí),每種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度和百分含量都對(duì)應(yīng)相同,即兩平衡完全相同,是等同平衡。

2.在恒溫、恒壓下,改變起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量,只要按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成反應(yīng)方程式同一邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同,則達(dá)平衡后與原平衡等效。平衡時(shí)每種物質(zhì)的百分含量對(duì)應(yīng)相同,物質(zhì)的量等倍數(shù)地增大或減小。

3.在恒溫、恒容下①對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng),只要反應(yīng)物（或生成物）的物質(zhì)的量的比值與原平衡相同,兩平衡等效。平衡時(shí)每種物質(zhì)的百分含量對(duì)應(yīng)相同,各物質(zhì)的量等倍數(shù)地增大或減小。②對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等的可逆反應(yīng),只改變起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量,如通過化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成反應(yīng)方程式同一邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同,則兩平衡等同。

三、等效平衡的判斷及處理

1.步驟

⑴進(jìn)行等效轉(zhuǎn)化——一邊倒法，即按照反應(yīng)方程式的計(jì)量數(shù)之比轉(zhuǎn)化到同一邊的量，與題干所給起始投料情況比較。

⑵判斷起始濃度是否相當(dāng)。

2.三種類型：

I類：恒溫恒容下對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積發(fā)生變化的反應(yīng)來說（即△n≠0的體系）：等效轉(zhuǎn)化后，對(duì)應(yīng)各物質(zhì)起始投料的物質(zhì)的量與原平衡起始態(tài)相同。

II類：恒溫恒容下對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積沒有變化的反應(yīng)來說（即△n=0的體系）：等效轉(zhuǎn)化后，只要反應(yīng)物（或生成物）的物質(zhì)的量的比例與原平衡起始態(tài)相同，兩平衡等效。

III類：恒溫恒壓下對(duì)于氣體體系等效轉(zhuǎn)化后，要反應(yīng)物（或生成物）的物質(zhì)的量的比例與原平衡起始態(tài)相同，兩平衡等效。

可用口訣概括為：等壓比相等；等容量相等，但若系（氣體系數(shù)）不變，可為比相等。

四、如何應(yīng)用等效平衡

解題的關(guān)鍵，在讀題時(shí)分清類別，用相應(yīng)的方法求解。先看條件,后判斷。若為定溫定容,則看反應(yīng)前后氣體分子數(shù),若反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等,只需轉(zhuǎn)化后各物質(zhì)的物質(zhì)量成正比即可達(dá)到等效平衡;若反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等,則轉(zhuǎn)化后各物質(zhì)的物質(zhì)量必須相同才能達(dá)到等效平衡；若為定溫定壓則只需轉(zhuǎn)化后各物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比即可判定為等效平衡。

例題解析

例：在一定溫度下，把2molSO2和1molO2通入一定容積的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)，當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)反應(yīng)混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)。現(xiàn)在該容器中維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始時(shí)加入的物質(zhì)的量（mol），如果a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的相互關(guān)系，才能保證達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，反應(yīng)混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡完全相同。

解析：通過化學(xué)方程式：可以看出，這是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等的可逆反應(yīng)，在定溫、定容下建立的同一化學(xué)平衡狀態(tài)。起始時(shí)，無論怎樣改變的物質(zhì)的量，使化學(xué)反應(yīng)從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，或者從正、逆反應(yīng)同時(shí)開始，但它們所建立起來的化學(xué)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(guān)系。我們常采用"等價(jià)轉(zhuǎn)換"的方法，分析和解決等效平衡問題。

（1）若a=0，b=0，這說明反應(yīng)是從逆反應(yīng)開始，通過化學(xué)方程式?可以看出，反應(yīng)從2molSO3開始，通過反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成和的物質(zhì)的量（即等價(jià)轉(zhuǎn)換），恰好跟反應(yīng)從2molSO2和1molO2的混合物開始是等效的，故c=2。

（2）由于a=0.5<2，這表示反應(yīng)從正、逆反應(yīng)同時(shí)開始，通過化學(xué)方程式?可以看出，要使0.5molSO2反應(yīng)需要同時(shí)加入0.25molO2才能進(jìn)行，通過反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成SO3的物質(zhì)的量（即等價(jià)轉(zhuǎn)換）與0.5molSO3是等效的，這時(shí)若再加入1.5molSO3就與起始時(shí)加入2molSO3是等效的，通過等價(jià)轉(zhuǎn)換可知也與起始時(shí)加入2molSO2和1molO2是等效的。故b=0.25，c=1.5。

（3）題中要求2molSO2和1molO2要與amolSO2、bmolO2和cmolSO3建立等效平衡。由化學(xué)方程式?可知，cmolSO3等價(jià)轉(zhuǎn)換后與cmolSO2和等效，即是說，和與amolSO2、bmolO2和cmolSO3等效，那么也就是與2molSO2和1molO2等效。故有a+c=2,b+c/2=1。