妙解化学平衡题
http://www.newdu.com 2025/04/04 10:04:53 人民教育出版社 佚名 参加讨论
妙解化学平衡题 黑龙江省大庆市第五十六中学 卢国锋 一、特征法 对题干和选择支的特点进行分析，发现隐含信息，得出正确判断的方法。 例1．在一个不导热的密闭反应器中，只发生两个反应： a(g)＋b(g)  2c(g)；△H<0 x(g)＋3y(g)2z(g)；△H>0，进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功)，下列叙述错误的是A．等压时，通入惰性气体，c的物质的量不变 B．等压时，通入z气体，反应器中温度升高 C．等容时，通入惰性气体，各反应速率不变 D．等容时，通入z气体，y的物质的量浓度增大 妙法点拨：看题设的特征再看选项，题设不导热的密闭反应器，选项研究恒容和恒压下的变化，这与反应物与生成物的聚集状态和化学计量数有关，前一个反应化学计量数不变，压强对它没有影响，等压时，通入惰性气体，相当于减压，后一反应平衡向逆反应方向移动，放出热量温度升高，前一反应平衡向逆反应方向移动，c的物质的量变化。答案（A）。 二、假设法 当某一可变因素的存在形式限定在有限种可能时，假设该因素处于某种情况，并以此为条件进行推理。 例2．在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应mX(g) nY(g)；ΔH=Q kJ/mol。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示： 下列说法不正确的是 A．m<n B．Q<0 C．温度不变，压强增大，Y的质量分数减小 D．体积不变，温度升高，平衡向正反应方向移动 妙法点拨：横向观察表中数据可知，当温度不变，将容积的体积扩大1倍时，假设平衡不移动应该为0.5mol/L、0.6mol/L、0.65mol/L，而平衡后的生成物Y的浓度大于原来的1/2，说明降低压强平衡向正反应方向移动，即m小于n。增大压强平衡向逆反应方向移动，生成物Y的质量分数减小；纵向观察表中数据可知，当压强不变时，升高温度，生成物Y的浓度是增大的，说明升高温度平衡向正反应方向移动，则反应是吸热反应，即Q大于0。答案（B）。 三、比较法 有比较才有鉴别，对比各个事物或现象，以揭示它们之间共同点和差异点的思维方法，解题过程是寻找联系和区别的过程。 例3．相同容积的四个密闭容器中进行同样的可逆反应：2X（g）＋Y（g）  3W（g）＋2Z（g）起始时四个容器所装X、Y的量分别为：甲（X：2mol，Y：1mol） 乙（X：1mol，Y：1mol）丙（X：2mol，Y：2mol） 丁（X：1mol，Y：2mol）在相同温度下，建立平衡时，X或Y的转化率大小关系为A．X的转化率为：甲＜丙＜乙＜丁 B．X的转化率为：甲＜乙＜丙＜丁 C．Y的转化率为：甲＞丙＞乙＞丁 D．Y的转化率为：丁＞乙＞丙＞甲 妙法点拨：将起始时情况作如下排列：  甲与乙比较，甲相当于在乙的基础上再增加X的物质的量，甲中Y的转化率大于乙中Y的转化率，但X的转化率要小于乙中X的转化率；同理分析甲和丙，相当于在甲的基础上再增加Y的物质的量，丙中X的转化率大于甲中X的转化率，但Y的转化率要小于甲中Y的转化率；同理分析乙和丁，丁相当于在乙的基础上再增加Y的物质的量，丁中X的转化率大于乙中X的转化率，但Y的转化率要小于乙中Y的转化率；乙和丙比较，相当于在增大压强。由于正方应是体积增大的可逆反应，所以平衡向逆反应方向移动，因此X或Y转化率均降低；故X的转化率甲＜丙＜乙＜丁，同理得Y的转化率：丁＜丙＜乙＜甲，答案（A）。 四、极端法 将研究的对象或过程向极端状态进行分析，使因果关系变得明显，从而使问题得以解决。 例4．在密闭容器中进行X2(g)+4Y2(g)  2Z2(g)+3Q2(g)的反应，其中X2、Y2、Z2、Q2的起始浓度分别是0.1mol·L－1、0.4mol·L－1、0.2mol·L－1、0.3mol·L－1当反应达到平衡后，各物质的物质的量浓度不可能是A．c(X2)=0.15 mol·L－1 B．c(Y2)=0.9 mol·L－1 C．c(Z2)=0.3 mol·L－1 D．c(Q2)=0.5mol·L－1 妙法点拨：可逆反应的特点是给定条件下反应进程的限度性，所以反应物和生成物的浓度不可能是0，将反应物X2、Y2按化学计量数全部转化为Z2、Q2，Z2、Q2分别为0.2mol·L－1、0.3mol·L－1，再加上原有的浓度，Z2、Q2的极限浓度是0.4mol·L－1、0.6 mol·L－1，同理将产物Z2、Q2按化学计量数全部转化为X2、Y2，X2、Y2分别为0.1mol·L－1、0.4mol·L－1, 再加上原有的浓度，X2、Y2的极限浓度是分别为0.2mol·L－1、0.8mol·L－1, c(Y2)=0.9 mol/L已超过极限浓度，答案（B）。 五、估算法 由于条件限制，无法（有时也没必要）进行精确地运算和判断， 而只能依赖于估算。 实质上是一种快速的近似计算， 它的基本特点是对数值作适当扩大或缩小，从而对运算结果确定一个范围，或做出一个估计。 例5．将1molCO(g)和1molH2O(g)充入某固定容积的反应器中，在一定条件下CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)达到一定反应限度时有2/3的CO转化成CO2，在相同条件下，将1molCO(g)和2molH2O(g)充入同一反应器中，当反应达到同一反应限度时，混合气体CO2的体积分数可能是A．22.2% B．28.2% C．33.3% D．37.8% 妙法点拨：因反应前后气体化学计量数没有变化，无论如何进行总物质的量是不变的，由于反应的可逆性和移动性，生成的CO2 最多不能达到1mol，最少不低于2/3，CO2的体积分数介于2/9—1/3之间。答案（B）。 六、差量法 依据化学反应前后气体物质的量之差，与反应物或生成物的变化量成正比而建立的一种解题方法。正确找出“理论差量”,是“差量法”的解题关键。反应前后存在差量，且此差量易求出是使用差量法的前提。 例6．一定条件下，合成氨气反应达到平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20.0%，与反应前的体积相比，反应后体积缩小的百分率是 A．16.7% B．20.0% C．80.0% D．83.3% 妙法点拨：设达到平衡后混合气体的体积为1L，则其中生成的氨气的体积1L×20.0%=0.2L。根据反应的方程式：  反应后气体体积缩小率  答案（A）。七、三段法 化学平衡计算的一般格式，根据题意和恰当的假设列出起始量、转化量、平衡量。 例7．一定温度下，反应2SO2＋O2 2SO3，达到平衡时，n（SO2）︰n（O2）︰n（SO3）＝2︰3︰4。缩小体积，反应再次达到平衡时，n（O2）＝0.8mol，n（SO3）＝1.4mol，此时SO2的物质的量应是A． 0.4mol B． 0.6mol C． 0.8mol D． 1.2mol 妙法点拨：原平衡体系中SO2、O2、SO3的物质的量分别为2a、3a和4a，缩小体积平衡向右移动，O2的转化量为x  再次达到平衡时，n(SO2)=2×0.3mol-2×0.1mol=0.4mol。答案（A）。 八、整体法 整体法研究化学问题时，暂且避开局部细节或单个因素的纠缠，将需要解决的问题看作一个整体，通过研究问题的整体形式或整体结构作某种整体处理。 例8．如图所示，当关闭K时，向A中充入1mol N2、3mol H2，向B中充入2mol N2、6mol H2，起始时，V（A）＝V（B）＝aL。在相同温度和催化剂存在的条件下，两容器中各自发生下列反应：N2（g）＋3H2（g）  2NH3（g） ΔH＜0，达到平衡（Ⅰ）时，V（B）＝0.8aL。 请回答： 打开K，过一段时间重新达平衡（Ⅱ）时，B的体积为 （用含a的代数式表示，连通管中气体体积忽略不计）。 妙法点拨：关闭K时A为恒容，B为恒压，打开K时可容器A、B看作整体，利用B为恒压的处理方式，B中充入2mol N2、6mol H2共8 mol，达到平衡（Ⅰ）时，V（B）＝0.8aL ，  ，平衡时总体积1.2L，减去V（A）＝aL，得B的体积0.2aL。九、图示法 由题目条件作出符合题意的图形，借助图形的直观性，经过简单推理或计算，从而得到答案的方法。 例9．已知2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g)；ΔH＝－197 kJ·mol－1。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲) 2mol SO2和1mol O2；(乙) 1mol SO2和0.5mol O2；(丙) 2mol SO3。恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是A．容器内压强P：P甲＝P丙> 2P乙 B．SO3的质量m：m甲＝m丙> 2m乙 C．c(SO2)与c(O2)之比k：k甲＝k丙> k乙D．反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲＝G丙> 2Q乙 妙法点拨：  通过体积放缩构建等同平衡,改变体积观察平衡的移动得出结论。A P甲＜2P乙，B m甲>2m乙，C K甲=K乙，D Q甲=197-Q丙> 2Q乙。答案（B ）。 十、验证法 从题的正面解决困难时，将选项或特值逐一代入题干进行检验，看是否合适。 例10．甲、乙两容器都发生反应 2A（g）+ B（g ） xC（g），两容器温度和初始压强都相同。甲容器中充入 2 molA 和 1 molB，达平衡后，C 在平衡混合气中的体积分数为φ、物质的量为 n1；乙容器中充入 1.4 molA，0.7 molB 和 0.6 molC，达平衡后 C 在平衡混合气中的体积分数为φ、物质的量为 n2。下列说法中正确的是A．若甲、乙两容器均为恒容容器，则 x必等于 2 B．若甲、乙两容器均为恒压容器，则 x必等于 3 C．若甲为恒压容器、乙为恒容容器，且 x≠3，则 n1必大于 n2 D．若甲为恒容容器、乙为恒压容器，且 x= 3，则 n1必大于 n2 妙法点拨：选项中x有两个值2和3，分别代入考虑。恒温恒压下，对x为任何值，两者均为等效平衡，达到平衡时，C的体积分数均相等，B选项错误；x=2甲、乙两容器均为恒容时，平衡混合气中C的体积分数相等，乙容器中充入起始A和B物质的量必须是2 mol、1 mol，0.6 molC转化到左侧，1.4 molA+0.6 molA=2 molA，0.7 molB+0.3molB=1 mol B，x＝3反应前后化学计量数相等，压强对反应没有影响，只要投料A、B物质的量之比符合1:2就满足C的体积分数均相等，（1.4 molA+1.2mol/3A）：（0.7 molB+0.6 mol/3 molB）=2:1，A选项错误；x≠3，甲、乙两容器一个保持等压、一个保持等容（不考虑温度变化），假设x=2，反应后化学计量数减小，甲和乙投料相同但甲为保持压强不变，相当于乙的加压过程，平衡移动，C的体积分数不可能相同，与题干矛盾；D选项x= 3反应前后化学计量数相等，0.6 molC转化到左侧，相当于1.8molA 、0.9molB，甲乙容器物质的量成正比，n1必大于 n2；答案（D）。 (责任编辑：admin) |
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