“化学平衡”解题方法归纳

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摘要：“化学平衡”问题具有较强的理论性，对中学生来说比较抽象，因而解答这方面的问题要求学生具备抽象逻辑思维能力。本文介绍了几种常用的解题方法。

在实际教学中，对于“化学平衡”问题老师往往讲得头头是道，学生听起来似懂非懂，做起题目来困难重重，难以下手。为了使学生更好、更快地解答这方面的问题，下面介绍几种常用的解题方法。

一、极限法

又称“极端假设法”，这种方法就是从问题的极端去思考，采取极端假设可把问题或过程推向极限，使复杂的问题变得单一化、极端化和简单化，求出极值后确定某一区间，利用这一区间去推理、判断，使问题得到解决。可逆反应可以看成是处于完全反应和完全不反应的中间状态，那么在解题时，可以利用完全反应与完全不反应这两个极端点，求出可逆反应达到某一平衡状态时的取值范围或取值。

【例1】在密闭容器中进行X2（g）＋3Y2（g）2Z（g）的反应，其中X2、Y2、Z的起始浓度依次为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能的是（）.

A.c（Z）＝0.5 mol·L－1； B.c（Y2）＝0.5 mol·L－1；

C.c（X2）＝0.2 mol·L－1；D.c（Z）＝0.4 mol·L－1

【解析】假设反应向正方向进行完全，则生成物Z的浓度为：c（Z）＝0.4 mol·L－1，但该反应为可逆反应，故备选项A、D中，c（Z）≥0.4 mol·L－1不合题意。假设反应逆向进行到底，则c（X2）＝0.2 mol·L－1，c（Y2）＝0.6 mol·L－1，显然C也不合题意。

【答案】B

二、虚拟中间态法

所谓虚拟，就是在分析或解决问题时，根据需要和可能，虚拟出能方便解题的对象，并以此为中介，实现由条件向结论转化的思维方法。在化学平衡问题中，一种状态与另一种状态平衡时的情况（如转化率、物质的量浓度及含量等）进行比较，可以虚拟出一个中间状态，便于比较。

【例2】一定量的混合气体在密闭容器中发生反应：mA（g）＋nB（g） pC（g）达到平衡时，维持温度不变，将气体体积缩小到原来的1/2，当达到新的平衡时，气体C的浓度变为原平衡时的1.9倍，则下列说法正确的是（）

A.m＋n＞p；B.m＋n＜p；C.平衡向逆反应方向移动；D.C的质量分数增加

【解析】当气体体积缩小到原来的1/2，假设平衡未发生移动（虚拟出一种中间状态），则C的浓度为原平衡时的2倍，而事实上平衡发生了移动，平衡移动的结果是C的浓度为原平衡时的1.9倍，则可认为由虚拟中间状态向逆反应方向发生了移动。即增大。

【答案】BC

三、“始变平”三段法

在化学平衡计算中，常常列出“起始”“变化”“平衡”时三段各物质的量（或体积、浓度），然后再求转化率、平衡时某物质的百分含量或混合气体的平均相对分子质量等。这种计算方法使人看起来一目了然，又称为“三段法”。

【例3】X、Y、Z为三种气体，把a mol X和b mol Y充入一密闭容器中，发生反应X+2Y=2Z，达到平衡时，若其物质的量满足：n（X）+ n（Y）=n（Z），则Y的转化率为（）

A. ；B. ；C. ；D.

【解析】设Y的转化率为α

X+ 2Y 2Z

起始（mol） ab0

变化（mol）1/2bα bα bα

平衡（mol）a-1/2bαb- bα bα

依题意知：a-1/2bα +b- bα=bα

解得：α=【答案】B

四、等效法（等效平衡法）

由于化学平衡存在等效性——在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，在达到化学平衡状态时，任何相同组分的含量（体积分数、物质的量分数等）均相同，这样的化学平衡互称等效平衡（包括“相同的平衡状态”）。即某可逆反应在一定条件下采用不同的投料方式，会达到相同或相似的平衡状态，以此推出在其它方面也有等效性，从而将思维从陌生转换到熟悉，这样处理不仅思路清晰，还有助于培养学生以此及彼的联想思维能力。“等效平衡”规律如下。

1、恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说（即V≠0的体系）：等价转化后，对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同。

2、恒温恒容下对于反应前后气体体积没有变化的反应来说（即V=0的体系）：等价转化后，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。

3、恒温恒压下对于气体体系等效转化后，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡起始态相同，两平衡等效。

【例4】在一定温度下，把2 mol SO2和1 mol O2通入一定容积的密闭容器中，发生如下反应，2so2+o2 2so3，当此反应进行到一定程度时反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中维持温度不变，令a、b、c分别代表初始时加入的so2、o2、so3的物质的量（mol），如果a、b、c取不同的数值，它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡状态时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡完全相同。请填空：

（1）若a=0，b=0，则c=_______。

（2）若a=0.5，则b=___________，c=___________。

（3）a、b、c的取值必须满足的一般条件是___________，___________。（请用两个方程式表示，其中一个只含a和c，另一个只含b和c）。

【解析】通过化学方程式：2so2+o2 2so3可以看出，这是一个化学反应前后气体分子数不等的可逆反应，在定温、定容下建立的同一化学平衡状态。起始时，无论怎样改变SO2、O2、SO3的物质的量，使化学反应从正反应开始，还是从逆反应开始，或者从正、逆反应同时开始，它们所建立起来的化学平衡状态的效果是完全相同的，即它们之间存在等效平衡关系。我们常采用“等价转换”的方法，分析和解决等效平衡问题。

1、若a=0，b=0，这说明反应是从逆反应开始，通过化学方程式2so2+o2 2so3可以看出，反应从2 mol SO3开始，通过反应的化学计量数之比换算成so2和O2的物质的量（即等价转换），恰好跟反应从2 mol SO2和1 mol O2的混合物开始是等效的，故c=2。

2、由于a=0.5

3、题中要求2 mol SO2和1 mol O2要与a mol SO2、b mol O2和c mol SO3建立等效平衡。由化学方程式2so2+o2 2so3可知，c mol SO3等价转换后与c mol SO2和c/2 mol O2等效，即是说，（a+c）SO2和（b+c/2）O2与a mol SO2、b mol O2和c mol SO3等效，那么也就是与2 mol SO2和1 mol O2等效。故有a+c=2.b+c/2=1.

通过以上方法，可以帮助学生在学习化学平衡的过程中，达到思路清晰、方法易学、化繁为简的目的，便于学生更好的掌握化学平衡的有关知识。

参考文献：

[1]任志鸿．优化设计．南方出版社．

[2]曲一线．3年高考2年模拟．首都师范大学出版社．