浅淡化学平衡中的含量问题

浅淡化学平衡中的含量问题

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。