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浅淡化学平衡中的含量问题

时间:2009-3-8栏目:化学论文

浅淡化学平衡中的含量问题
                                                                     杨利兵
复习完《化学平衡的移动》这一节后,感受最深的是学生对含晤问题有些迷惑,例1:
一定温度下,在容积为Vt和密闭容器中进行2N(g)M(g) 的化学反应,当反应达到平衡后;
(1)若再充入N,达到新平衡后,N的百分含量将———;(2)若再充入M,达到新平衡后, N 的百分含量将———
   解法如下,(1)建立等效模型,将此过程分为两步:第一步:在等压条件下(与原平衡时温度压强相等),充入N,达平衡时,此时N的含量与原平衡相等(利用同温同压下比例特等效);第二步,再压缩到原体积,此时加压平衡向正方向移动,达新平衡时,N 的含量将减少。
(2)充入N与M是等效的(依方程式可知)同样经过等效模式处理(同上),结果一样,N的含量减少。
讲完后,很多学生觉得难以理解,怎么加入M与N结果会一样?加入N平衡向正方向移动,加入M平衡向逆方向移动,怎么可能N的含量都减小?另外,怎么加入N反而N的含量会减小?我觉得这其中涉及几个问题,学生可能没弄清楚,从而导致无法理解。
第一个问题,有关含量的求法。对于任一物质A,其含量A%= n(A)/n(总) 求含量一定要通过计算推理而得,切不可简单认为平衡朝哪个方向移动,反应物含量降低,生成物含量会增加。
例2:1、0               充入某固定容器的反应器中,在一定条件下,反应:
,达平衡时有2/3的  转化为   在相同条件下,将        充入同一反应器中在相同温度下平衡后,平衡混合气体中  的体积分数约为:
A22.2%        B28.2%        C33.3%        D37.8
解析:原平衡时        所以原平衡   含量为
新平衡时,         之间,所以   体积与分数(即含量)为          所以2/9    故填B
第二个问题:平衡移动方向的处理。勒夏特列原理讲解的是单一条件引起的平衡移动,这种说法不错,两种途径达平衡时,N 的物质的量都比原来大,但总物质的量也增大了,由N 的含量N%    可知,N的含量N%可能增大,可能减小,无法确定,因此采用等效模式处理,先经过同温同压处温,此时加入的N或M达到平衡时,由比例等效可知含量与原平衡同,加压C此时未投料,平衡向正方向移动,M的物质的量增大,而总物质的量减小,因此M的含量增大,从而N的含量减小.
等效平衡的依据是平衡的建立与途径无关,正因为如此,我们采取等效平衡模式,使得问题简单化,而得出正确结论,
第三个问题,对于任一平衡态的可逆反应。以       为例,若平衡向正向移动,反应物A或B 的含量会如何变化?这其实也需分情况讨论:
(1) 若加入A而导致平衡正向移动,加入A,A的物质的量一定增大,总物质的量也增大,但B的物质的量减小,B的含量可确定一定减小,同样,加入B,A的含量会减小,B的含量就无法确定了.
(2) 若不投料,而改变温度或压强  的平衡正向移动,那么,A或B的物质的量就减小,而总物质的量的变化情况由方程式系数决定, ①a+b>c+d 时,    减小,但生成物的物质的量增大,所以C与D 的含量都会增加,因而A与B含量都减小。  ②a+b=c+d  不变,所以A与B的含量都减小。③a+b<c+d    增大,所以A与B含量都减小。
综上可知,无论a、b、c、d系数如何,只要知道平衡向正方向移动,反应物A、B的含量一定会减小,同样,若逆向移动,A、B的含量一定会增加。
因此,对于上述问题,采用等效处理的目的就是将“投料引起的平衡移动”变为“不投料而仅改变温度或压强引起的平衡移动”,使得问题简单化,直接由平衡移动可知含量问题基本上可以解决,但这只是我个人的看法,希望同行批评指正。

 

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