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对化学平衡移动的两种观点的探讨

来源:不详       更新时间:2012-11-27 12:08:47
 
率或生成物所占的百分比,他们也是用的勒夏特列原理和正逆反应速率来判断平衡移动的方向,但现在解决文中提到的醋酸问题时又不能用,用了就有矛盾,那到底什么时候能用,什么时候不能用呢?到底什么时候平衡移动的方向和反应的方向一致,什么时候不一致呢?又是什么原因使得平衡移动的方向和反应的方向不一致?对学生的这些疑问,状态论者大多给不出合理的解释,我甚至看到有些老师在被学生问得没退路的时候,居然用学生不懂的内容敷衍学生。

  写道这里,有读者可能会认为我对状态论者一定持批评态度了,我写本文的目的并不是要批判这两种观点的任何一种,而是想呼吁专家出面来统一大家的认识。这两种观点不过是对化学平衡移动的概念的定义不同而已,就好象他们对事物的命名产生歧义一样,比如,过程论把黑板叫“黑板”,把黑板刷叫“黑板刷”,而状态论把黑板叫“黑板刷”,把黑板刷叫“黑板”,只是人们已经习惯了把黑板叫“黑板”,把黑板刷叫“黑板刷”,也习惯了“板”和“刷”所表示的意义,所以觉得把黑板叫“黑板刷”觉得不好理解,就好象觉得反应方向和平衡方向不一致不可思议一样。

  在这里,就有必要追究一下两种观点的来源了。两种观点的基本来源是大学教材和中学教材。

  状态论的最早的起源只怕无从考究了,我找到的较早的资料是人民教育出版社化学室1994年编写的《高中化学读本》第一册,该书在264页中写道:“如果一个可逆反应达到平衡状态以后,反应条件(如浓度、压强、温度等)改变了,平衡混合物里各组成物质的百分含量也就随着改变而达到新的平衡状态,这叫做化学平衡的移动。”实际上这一概念在老教材中沿用了很多年,状态论者从此分析得出:只要比较新旧平衡的各组成的百分含量就可以考虑平衡移动的方向了,不必考虑平衡的过程,有些老师甚至认为可以把化学平衡状态看成“状态函数”,故和过程无关。但他们面临的问题是,虽然概念是这么下的,但所有中学课本判断平衡移动方向的时候都是用勒夏特列原理来判断的,没有哪本课本上说明了,到底是只要某一种反应物的百分含量增加或某一种生成物的百分含量减少就能说明平衡向右移动,还是要所有的反应物的百分含量增加或所有的生成物的百分含量减少才能说明平衡向右移动。但到新教材出现后,某些状态论者终于找到了比较权威的论据,在新教材人民教育出版社出版的高中选修4的教材的第28页中,有一句话“如果有利于增大产物的比率,可以说成是平衡向右移动;反之亦然”。不知道产物的比率到底指什么?有老师理解为产物的百分含量,或者相当于百分含量的意思,如果是,过程论的老师提出了问题:如果对定体积的反应A(g)+100B(g)100C(g)+D(g)[计量数有点夸张,仅仅是为了好比较],当达到平衡后增加少量A,达到新平衡时,C的百分含量升高,D的百分含量降低,平衡向哪里移动呢?又对于定体积的反应A(g)+B(g)C(g)+D(g),当达到平衡后增加少量A,达到新平衡时,C、D的百分含量升高,平衡向右移动,但当A的量增加很大的时候,C、D的百分含量就会都降低,那这时平衡要向左移动了吗?那我同样是增加反应物的浓度,为什么有时向右有时向左呢?有老师只好再出一个说明,当A的量很大的时候,反应变成了不可逆反应,所以不符合勒夏特列原理,这样新的问题来了:那当A的量达到什么的时候不符合勒夏特列原理呢?正由于存在这样的问题,一部分状态论者看到了用百分含量来说明平衡移动的局限性,就提出了转化率的观点。转化率的观点避免了上述矛盾,并且转化率的观点也符合工业生产的实际需要,因为工业上考虑的就是反应物的转化率的问题,所以持这一观点的老师认为,化学平衡移动方向的讨论就是为了解决工业转化率的问题的,所以用转化率来说明平衡移动的方向更合理(真的合理吗?我下面有阐述)。

  过程论:过程论也早就有了。过程论较早的论据来源于大学教材,比较有影响的有北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学的无机化学研究室编写的,高等教育出版社出版的《无机化学》上册(第三版),武汉大学、吉林大学等校编写的高等教育出版社出版的《无机化学》上册(第三版)等书,这些大学教材里面一般都是用QC或QP与K的比较说明平衡移动的方向,与过程论的观点一致。但有些大学教材中却只说QC或QP与K的关系能说明化学反应的方向,能不能说明平衡移动的方向却没有提,这也给状态论者提供了反驳的论据。中学教材中,经全国中小学教材审定委员会2002年审查通过的全日制普通高级中学教科书(必修)《化学》第二册的24页中写道“我们把可逆反应中旧化学平衡的破坏、新化学平衡的建立过程叫化学平衡的移动”,这一概念也是许多大学教材在用的概念,但这一概念还是有争论,状态论者认为这一概念的重点在新旧平衡的比较,过程论者认为重点在过程,过程论者认为,仅仅是从主谓宾的缩写来

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