用数轴法巧解化学平衡题一例

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摘要：通过解析数轴法在化学平衡题中的应用，提供一种直观、形象、简洁的解题方法。

关键词：数轴法；化学平衡；条件

数轴分析法在处理某些化学问题时，可以化繁为简，由抽象到直观，便于理解问题，提高解题的速度。现用数轴法来巧解化学平衡中的一类问题。

例：在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下

判断（1）a、b、c之间的大小关系；（2）α1、α2、α3之间的大小关系。

解析：由题意明确甲、乙、丙等温等容且恒温恒容下达到平衡。

首先乙、丙做等效转换，将乙、丙中的反应物转换成与甲相同的起始反应物。

比较甲、乙、丙起始状态，在等温等容条件下，甲、乙达到平衡时平衡状态相同（等效平衡且是等同平衡）；

丙可以看作两份的乙进行加压得到，如图所示：

一、讨论a、b、c之间的大小关系

作数轴，1 mol N2与3 mol H2完全反应生成2 mol NH3，放出92.4 kJ的热量，假设甲，1 mol N2与3 molH2在该条件下达到平衡状态为某点X，则放出的热量为a kJ，对于乙，2 mol NH3达到的平衡点和甲相同，同为X点，这一过程为吸热反应，吸收的热量为b kJ，则a+b=92.4。如下图所示：

分析丙：对于丙，假设由两份的乙压缩得到的丙的平衡状态不变，则由丙中NH3的物质的量是乙的两倍，所以吸收的热量是乙的两倍，即c=2b，由反应N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）可知，加压，平衡向正方向移动，所以实际吸收热量小于2b，即c

二、α1、α2、α3之间的大小关系

作数轴，1 mol N2与3 mol H2完全反应生成2 mol NH3，转化率为100%，假设甲，1 mol N2与3 mol H2在该条件下达到平衡状态为某点X，则该反应的转化率为α1，对于乙，2 mol NH3达到的平衡点和甲相同，同为X点，该逆反应的转化率为α2且必有α1+α2=1，如下图所示：

对于丙，假设由两份的乙压缩得到的丙的平衡状态不变，则丙的转化率同乙，由反应N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）可知，加压，平衡向正方向移动，所以实际丙的转化率小于乙，即α2>α3，如下图所示：

模拟试题：在温度、容积相同的两个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下

用数轴法可以将化学平衡问题中的等效模型具体化，定性分析化学平衡中的等效问题。

参考文献：

[1]赵中华.数轴法在化学教学中的应用[J].化学教育，2011 （11）：52-54.

[2]姚志红.数轴法解题一例[J].中学化学教学参考，2008（5）：58.

（作者单位 江苏省海门市证大中学）