等效平衡原理及解題思想

張敏

化學(xué)反應(yīng)速度及平衡是中學(xué)化學(xué)基本理論之一，等效平衡問(wèn)題是這一理論的重點(diǎn)與難點(diǎn)，解決好這一問(wèn)題須遵照一定的解題思想才能事半功倍。

一、等效平衡原理

相同條件下，同一可逆反應(yīng)體系無(wú)論從正反應(yīng)開(kāi)始或從逆反應(yīng)開(kāi)始，還是從兩端同時(shí)開(kāi)始，只要按反應(yīng)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比投入反應(yīng)物或生成物，建立起的平衡狀態(tài)都是相同的（各組分體積分?jǐn)?shù)都相同）。

二、解題思想

1.極端假設(shè)：把研究的過(guò)程假設(shè)能夠進(jìn)行的理想極限情況。

例：在一個(gè)固定體積的密閉容器中，2molA和1molB發(fā)生反應(yīng)2A（g）+B（g）=3C（g）+D（g），達(dá)平衡時(shí)，C的濃度為Wmol/L。維持容器體積和溫度不變，按下列四種配比作為起物質(zhì)，達(dá)到平衡后，若C的濃度仍為Wmol/L。該配比是：（ ）

A.4molA+2molB B. 3molC+1molD+1molB+2molA

C.3molC+1molD D. 1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD

此題常用極端假設(shè)的思想，即把研究的對(duì)象或過(guò)程假設(shè)到能夠完全進(jìn)行的理想的極限情況，把所投物料假設(shè)全部轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物，再與原物料相比較，若與原投料相同，則達(dá)到平衡時(shí)與原平衡等效。

用極端假設(shè)法可知C、D符合。

2.等效假設(shè)： 通過(guò)假設(shè)能夠達(dá)到與原平衡起始物質(zhì)的濃度相同的條件。

例：有a、b兩個(gè)及易導(dǎo)熱的密閉容器：a保持體積不變，b中的活塞可以上下移動(dòng)以保持內(nèi)外壓強(qiáng)相等，在相同體積下將3molA和1molB分別同時(shí)混合于a、b兩容器中，發(fā)生如下反應(yīng)3A（g）+B（g） 2C（g）+D（g）

（1）保持溫度不變，按下列配比分別充入a、b兩容器，平衡后a中C的濃度為Nmol/L的是： ______ b中C的濃度為nmol/L的是：_____。

A. 6molA+2molB B. 3molA+2molB

C. 2molC+1molB+1molD D. 1.5molA+0.5molB+1molC+0.5molD

解析： a中充入6molA+2molB，相當(dāng)于增大了壓強(qiáng)，故不等效，充入3molA+2molB與原物質(zhì)配比不同，充入2molC+1molB+1molD相當(dāng)于充入3molA+2molB，即相當(dāng)于在原平衡基礎(chǔ)上充入了1molB。充入1.5molA+0.5molB+1molC+0.5molD相當(dāng)于充入1.5molA +0.5molB+1.5molA+0.5molB，即3molA+1mol，即與原配比相同，則達(dá)等效平衡，故選D。

b中充入6molA+2molB，相當(dāng)于在原平衡的基礎(chǔ)上物質(zhì)加倍而容積不變，條件與原平衡相同，即等效。而充入3molA+2molB相當(dāng)于在原平衡的基礎(chǔ)上又充入了1molB，則平衡右移，與原平衡不等效 。

C答案同B，充入1.5molA+0.5molB+1molC+0.5molD與原平衡條件相同，故等效，故選 A、D。

3.過(guò)程假設(shè)思想：將復(fù)雜的抽象的過(guò)程分解為若干個(gè)簡(jiǎn)單的具體的過(guò)程的方法。

例：在一個(gè)固定體積的密閉容器中，2molA和1molB發(fā)生反應(yīng)2A（g）+B（g）=3C（g）+D（g），達(dá)平衡時(shí)，C的濃度為Wmol/L。維持容器體積和溫度不變，按下列四種配比作為起物質(zhì)達(dá)到平衡后， 若C的濃度仍為Wmol/L。該配比是：

A.4molA+2molB B. 3molC+1molD+1molB+2molA

C.3molC+1molD D. 1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD

若將2molC和2molD充入a中保持溫度不變，平衡時(shí)A的濃度為Wmol/L，C的濃度為Ymol/L。則W與M的關(guān)系，Y與N的關(guān)系？

解析：此題應(yīng)用過(guò)程假設(shè)思想，向密閉容器a中充入2molC和2molD，相當(dāng)于充入2molC和1molD后再充入1molD，充入2molC和1molD后與原平衡等效，本題相當(dāng)于在原平衡基礎(chǔ)上充入1molD.則平衡左移，即 W > M Y < N。