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在化學反應速率及化學平衡的復習中有許多難點,需要我們運用等效轉換的思想去破解。等效轉換即抓住問題的本質,將看似不同但本質相同的問題進行有效的遷移,把難於分析的問題轉化成易分析的問題進行解決的思想。
下面以同學們在化學反應速率及化學平衡、電離平衡、水解平衡等平衡體系中的幾個難點為例,說明如何運用等效轉換的思想化難為易,突破難點。
(一)關於充入惰性(或與反應無關)氣體對化學反應速率和化學平衡的影響問題:
1.在恆溫、恆壓(容器體積是可變的)下,加入惰性(或與反應無關)氣體,此時化學反應速率如何改變?化學平衡是否移動?如何移動?
聯想:壓強變化對有氣體參加的可逆反應化學反應速率及化學平衡的影響是:其他條件不變時,增大壓強,化學反應速率加快,化學平衡向氣體體積減小的方向移動;減小壓強,化學反應速率減慢,化學平衡向氣體體積增大的方向移動。
實質:壓強改變引起速率變化的根本原因是:增大壓強,使容器體積縮小,反應中各組分的濃度同時增大,單位體積內活化分子數增多,有效碰撞增多,反應速率加快。反之,減小壓強,使容器體積擴大,反應中各組分的濃度同時減小,單位體積內活化分子數減小,有效碰撞減少,反應速率減慢,所以壓強變化的實質是引起各組分濃度同時成比例變化。
分析:體系內壓強恆定(容器體積是可變的)時,加入惰性(或與反應無關)氣體,體積必增大,這相當於對原體系中各組分起到稀釋作用,即引起各組分濃度變小,等效轉換為減小壓強時,化學反應速率的變化及平衡的移動。所以,對於如N2+3H2→2NH3這樣的前後氣體體積有變化的反應來說,加入惰性(或與反應無關)氣體時,等效為壓強減小,會使正、逆反應的化學反應速率均減小,但減小的程度不同,化學平衡向左移動。對於如2HI(g)→I2(g)+H2(g)這樣的前後氣體體積無變化的反應,則加入惰性(或與反應無關)氣體時,等效為壓強減小,會使正、逆反應的化學反應速率均減小,但減小的程度相同,化學平衡不移動。
2.在恆溫、恆容下,加入惰性(或與反應無關)氣體,此時化學反應速率如何改變?化學平衡是否移動?如何移動?
依據上述分析思路:這種條件下加入惰性氣體,雖然體系內壓強增大,但因容器的體積不變,各組分的濃度保持不變,所以等效轉換為恆壓,無論對於何種反應類型(即反應前後氣體體積是否有變化),化學反應速率均無變化,化學平衡不發生移動。(周六繼續刊登)
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