安徽 湯 偉（特級教師） 張茹英

化學(xué)平衡移動問題的幾種易錯類型導(dǎo)析

安徽 湯 偉（特級教師） 張茹英

化學(xué)平衡移動問題是高考中的高頻考點，每一年高考中，命題者總會借助該知識點考查考生的靈活應(yīng)用能力，而針對該知識要點，總會有一些學(xué)生因為受到思維定式的影響，落入命題者設(shè)計的陷阱中。為使大家更好地理解化學(xué)平衡移動的相關(guān)原理及其應(yīng)用，下面我們針對一些考生容易出現(xiàn)的一些典型錯誤做一總結(jié)，以易錯題型形式做導(dǎo)析。

1．恒溫恒容與絕熱恒容

全國新課標(biāo)高考化學(xué)試題中，大多都是在恒溫恒容或恒溫恒壓條件下進行的可逆反應(yīng)。而針對絕熱恒容下的可逆反應(yīng)出現(xiàn)的次數(shù)較少，我們眾多考生遇到該問題時常常會犯想當(dāng)然性錯誤。針對該情況，我們要強調(diào)指出，遇到絕熱恒容條件下，一定要借助試題提供的信息，分析出該反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，若是放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進行，容器中的溫度會升高；反之，會降低。

【例1】某研究小組向某2L密閉容器中加入一定量的固體A和氣體B，發(fā)生反應(yīng)A（s）＋2B（g）幑幐D（g）＋E（g）ΔH＝QkJ·mol－1。在T1℃時，反應(yīng)進行到不同時間測得各物質(zhì)的物質(zhì)的量如表：

時間（min）物質(zhì)的量（mol）0 10 20 30 40 50物質(zhì)__________B 2．00 1．36 1．00 1．00 1．20 1．20 __________D __0 0．32 0．50 0．50 0．60 0．60 _________E 0 0．32 0．50 0．50 0．60 0．60

（1）T1℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________。

（2）30min后，只改變某一條件，反應(yīng)重新達到平衡，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是________（填字母）。

a．通入一定量的B

b．加入一定量的固體A

c．適當(dāng)縮小容器的體積

d．升高反應(yīng)體系溫度

e．同時加入0．2mol B、0．1mol D、0．1mol E

（3）對于該反應(yīng)，用各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率與時間的關(guān)系示意圖曲線為下圖中的________（填序號）。

（4）維持容器的體積和溫度不變，若向該容器中加入1．60mol B、0．20mol D、0．20mol E和nmol A，反應(yīng)達到平衡后，與表格中20min時各物質(zhì)的濃度完全相同，則投入固體A的物質(zhì)的量n的取值范圍是________。

（5）維持容器的體積和溫度不變，各物質(zhì)的起始物質(zhì)的量為n（A）＝1．0mol，n（B）＝3．0mol，n（D）＝amol，n（E）＝0mol，反應(yīng)達到平衡后，n（E）＝0．50mol，則a＝________。

（6）若該密閉容器絕熱，實驗測得B的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的示意圖如下。

由圖可知，Q_________（填“大于”或“小于”）0，c點v正______________（填“大于”“小于”或“等于”）v逆。

【解答】根據(jù)題意，我們可以得出，問題（1）到（5），屬于恒溫恒容條件下，而問題（6），屬于絕熱恒容條件下。

（2）30min后，B、D、E的物質(zhì)的量都增加，加入一定量的B，平衡正向移動，a符合題意；加入固體A，平衡不移動，b不符合題意；這是一個反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，縮小容器體積，平衡不移動，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，c不符合題意；只升高溫度，平衡移動，但反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量不會同時增加，d不符合題意；同時加入0．2mol B、0．1mol D、0．1mol E，平衡不移動，e符合題意。

（3）可逆反應(yīng)中各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于相應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比，故B的反應(yīng)速率為D、E的2倍，且D、E的反應(yīng)速率相等，滿足此條件的圖象是④。

（4）由于開始時n（D）＝n（E）＝0．2mol，平衡時n（D）＝n（E）＝0．5mol，所以D、E均轉(zhuǎn)化了0．3mol，則A的物質(zhì)的量大于0．3mol即可。

（5）因為溫度不變，所以平衡常數(shù)不變，由“三段式”法可知：

（6）由圖可知，c點B的轉(zhuǎn)化率最大，則c點達到了平衡狀態(tài)，v正＝v逆；c點之后平衡逆向移動，由于該容器密閉絕熱，即B的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而減小，則此反應(yīng)正向為放熱反應(yīng)。

2．恒溫恒壓與恒溫恒容

化學(xué)平衡移動原理指出，若增大反應(yīng)物的濃度，平衡將向正反應(yīng)方向移動，使用過程中該定律主要適用于恒溫恒容條件，而恒溫恒壓條件下，增大一種反應(yīng)物的濃度，另外一種反應(yīng)物的濃度可能會減小，則該原理可能會失去其意義，此時，我們解答化學(xué)平衡相關(guān)問題時，要借助化學(xué)平衡常數(shù)與濃度商的關(guān)系推斷，才容易得出正確答案。

【例2】在一個裝有可移動活塞的容器中進行如下反應(yīng)：

（1）N2（g）＋3H2（g）2NH3（g），反應(yīng)達到平衡后，測得NH3的物質(zhì)的量為amol，保持容器內(nèi)的溫度和壓強不變，向平衡體系中又通入少量的H2，再次達到平衡后，測得NH3的物質(zhì)的量為b mol，請你比較a、b的大小，并說明理由：_____________________________________。

（2）上題中若向平衡體系中通入的是少量N2，請你通過分析，討論a、b的大小：________。

【解答】如果不仔細審題，未分清是恒溫恒壓還是恒溫恒容，片面地認為只要增加反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)就會向正反應(yīng)方向移動，錯誤判斷為生成物的物質(zhì)的量一定增加。其實針對一個可逆反應(yīng)的化學(xué)平衡體系，我們分析問題時首先要判斷是恒溫恒壓還是恒溫恒容，然后再借助化學(xué)平衡常數(shù)，定量推算，得出答案。

3．化學(xué)平衡移動中，注意固體或純液體存在的影響

化學(xué)平衡移動原理研究的是可逆反應(yīng)的體系，其中氣體及溶液我們一般可以借助濃度的變化情況分析其移動的方向，而在可逆反應(yīng)體系中，若有固體或純液體物質(zhì)存在，固體或純液體物質(zhì)一般濃度設(shè)定為1，在化學(xué)平衡常數(shù)表達式中一般不書寫出來，故使用勒夏特列原理分析其可能反應(yīng)時，我們要特別關(guān)注固體物質(zhì)的存在情況。

【例3】（2013上?！?0）某恒溫密閉容器中，可逆反應(yīng)A（s）B（？）＋C（g） ΔH＞0達到平衡?？s小容器體積，重新達到平衡時，C（g）的濃度與縮小體積前的平衡濃度相等。以下分析正確的是（ ）

A．產(chǎn)物B的狀態(tài)只能為固態(tài)或液態(tài)

B．平衡時，單位時間內(nèi)n（A）消耗∶n（C）消耗＝1∶1

C．保持體積不變，向平衡體系中加入B，平衡可能向逆反應(yīng)方向移動

D．若開始時向容器中加入1mol B和1mol C，達到平衡時放出熱量Q

【解析】若僅僅借助勒夏特列原理分析，會感覺本題中改變的條件為壓縮體積，物質(zhì)C的濃度會增大，重新達到新的平衡時，C的濃度即使減小，但仍比初始濃度大；而實際情況并非如此，此時我們要借助化學(xué)平衡常數(shù)分析才能夠順利得出答案。若B是氣體，平衡常數(shù)K＝c（B）·c（C），恒溫下，K不變，若c（C）不變，則c（B）也不變；若B是非氣體，平衡常數(shù)K＝c（C），恒溫下，K不變，c（g）的濃度不變，選項A錯誤；根據(jù)平衡狀態(tài)的判斷方法，知v（正）＝v（逆）時，單位時間內(nèi)n（A）消耗∶n（C）消耗＝1∶1，選項B正確（注意，不是濃度消耗相等）；若B為氣體，則向平衡體系中加入B，平衡則向逆反應(yīng)方向移動，選項C正確；若該反應(yīng)不屬于可逆反應(yīng)，選項D正確，但該反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)，反應(yīng)不能進行到底，因此達到平衡時放出熱量小于Q，選項D錯誤。

【答案】BC

4．注意平衡體系中增加反應(yīng)物時可能會引起的“副反應(yīng)”

增加反應(yīng)物的濃度會使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動，但是，我們針對一個具體的化學(xué)反應(yīng)而言，可能會因為增大了反應(yīng)物的濃度，卻引發(fā)了一些“副反應(yīng)”，與實際要研究的可逆反應(yīng)的結(jié)果可能“截然相反”，所以，改變影響平衡的一些條件時，我們還要特別關(guān)注是否會出現(xiàn)一些“副反應(yīng)”的存在情況。

【例4】淺綠色Fe（NO3）2溶液中存在如下平衡：Fe2＋＋2H2OFe（OH）2＋2H＋，若向該平衡體系中滴加足量的稀硫酸來增大H＋的濃度，則溶液的顏色變化情況為（ ）

A．變黃 B．變深

C．變淺D．無變化

【解析】根據(jù)試題提供的可逆反應(yīng)，滴加稀硫酸，溶液中的H＋的濃度增大，若僅僅借助勒夏特列原理，則平衡會向逆反應(yīng)方向移動，造成Fe2＋的濃度增大，此時容易錯誤得出溶液的顏色要變深，答案錯選為B。

【答案】A

5．觀察平衡移動所產(chǎn)生的現(xiàn)象，注意觀察的視角

眾多的化學(xué)平衡移動問題會產(chǎn)生一系列的典型現(xiàn)象，我們描述該現(xiàn)象時一般會是正常的視角去觀察，往往會忽視轉(zhuǎn)換一個角度，從另外的一個視角觀察又會是一個什么樣的結(jié)果呢？比如HI分解生成碘蒸汽和H2，壓縮體積，增大壓強，其顏色的變化可能會隨著我們視角的改變而改變。

【例5】已知某物質(zhì)顏色的強度與該物質(zhì)的濃度成正比、與觀察者的視程中的物質(zhì)厚度成正比。在注射器中，存在NO2與N2O4的混合物，氣體呈棕色，現(xiàn)將注射器的針筒慢慢往外拉，保持溫度不變，此時混合物的顏色為（ ）

A．從針筒的頂端方向觀察，氣體顏色變深

B．從針筒的頂端方向觀察，氣體顏色變淺

C．從針筒的垂直方向觀察，氣體顏色沒有變化

D．從針筒的垂直方向觀察，氣體顏色變深

【答案】A

綜上所述，我們在具體解答相關(guān)化學(xué)平衡問題時，要仔細審題，注意命題者設(shè)計的陷阱，不能受思維定式的影響，犯想當(dāng)然性的錯誤。

（作者單位：安徽省靈璧中學(xué)）