例析化学平衡问题的图示解法

摘 要：将抽象复杂的化学平衡问题转化为简洁易懂的图示，实现难易转化，为解题提供捷径。

关键词：化学平衡；转化；图示法

化学平衡问题是中学化学的难点，也是高考的重点。笔者尝试用图示法分析，化抽象为具体，使问题简洁明了，学生易于理解和掌握，效果良好。

一、判断平衡移动方向

例1.某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A（g）+2B（g）2C（g）达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4 mol、2 mol和4 mol，保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是（ ）

A.均减半 B.均加倍 C.均增加1 mol D.均减少1 mol

解析：保持温度和压强不变，判定平衡是否移动即判定各组分的浓度与平衡浓度比较是否改变，而判定移动方向即判定在原平衡浓度的基础上谁的浓度增大。

答案： C

二、判断反应的气体体积大小关系

例2.一定量混合气体在密闭容器中发生如下反应：xA（g）+yB（g）zC（g）达到平衡后，测得A的浓度为0.5 mol/L，恒温下将容积扩大1倍后重新达到平衡，测得A的浓度为0.2 mol/L，比较该反应的系数大小关系。

解析：欲比较系数大小须先确定平衡移动方向。假定在容积扩大1倍的瞬间平衡未发生移动，虚拟如下过程：

平衡向右移动，根据勒夏特列原理：减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，故x+y

三、计算物质的量浓度

例3.在一定温度下一定体积的密闭容器中，有如下平衡：H2（g）+I2（g）2HI（g），已知：H2和I2起始浓度为0.10 mol/L。达到平衡时，HI的浓度为0.16 mol/L。若H2和I2起始浓度均为0.20 mol/L，则平衡时H2的浓度是多少？

解析：根据等效平衡原理容易得新平衡中IH的浓度。在定温定容条件下：

则平衡时，根据氢元素守恒：平=始-CHI=0.2-×0.32=0.04（mol/L）

四、比较转化率

例4.有两只密闭容器A和B，A保持恒压，B保持恒容，起始时向两容器中分别冲入等量且为2∶1的SO2和O2的混合气体，并使A和B容积相等，在保持400℃条件下使之发生反应2SO2（g）+O2（g）=SO3（g），达到平衡后两容器中SO2的转换率分别为a%、b%，比较a%和b%大小。

解析：因为两容器起始状态完全相同，在不同条件（定温定容和定温定压）下建立，所以可将定温定压下的平衡视为定温定容下的平衡定温加压得到：

由平衡Ⅱ加压得平衡Ⅰ，平衡正向移动，SO2转化率增大，因此a%

五、比较体积分数

例5.一真空容器密闭容器中盛有1 mol PCl5加热到200℃时发生反应PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）达到平衡时，PCl5所占体积分数为m%，若在同温度和同容器中最初投入2 mol PCl5，达到平衡时PCl5所占体积分数为n%，则m与n的正确的关系是（ ）

A.m>n B.m

解析：分别取容积为V和2V的两个容器在相同温度下建立等效平衡Ⅰ和Ⅱ，将平衡Ⅱ定温加压使容积由2V变为V就可得到平衡Ⅲ。设计如下途径：

由平衡Ⅱ加压得平衡Ⅲ，平衡逆向移动，因此m%

答案：B

综上所述，只有认真研究题型，理清转化过程，准确运用基本依据，灵活设计图示，便可轻松解决平衡类问题。

参考文献：

张军贵.化学计算巧解探索[J].中学化学教学参考，2010（12）.