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化学平衡题的解题思想

来源:作者:刘玉林 点击:所属专题: 化学平衡解题思维
化学平衡这部分内容是高中基础理论知识中最难理解的一部分,学生在学习中感到特别的困难。在平时的教学中,如若让学生形成一般思路可达到事半功倍的效果。解题中常用的解题思想有以下 5 种,现总结如下供同学们学习时参

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化学平衡这部分内容是高中基础理论知识中最难理解的一部分,学生在学习中感到特别的困难。在平时的教学中,如若让学生形成一般思路可达到事半功倍的效果。解题中常用的解题思想有以下5种,现总结如下供同学们学习时参考:

(1)极端地分析化学平衡

化学平衡研究的是不能进行到底的可逆反应,为解决问题的方便,可以反其道而行之,假设反应能向某个方向进行到底,从而可以找到某量的最大、最小极限值,以此解决问题。

例1:在一定条件下,将A、B、C三种物质各1mol通入一个密闭容器中发生反应: 2A+B 化学平衡题的解题思想   2C,达到平衡时,B的物质的量可能是

A.1.5mol             B.1mol         C.0.5mol             D.0

分析:现平衡往哪个方向进行不清楚,但可逆反应不能进行到底,故反其道而行之,假设反应能进行到底,从而找到B的物质的量的范围。

2A  +  B 化学平衡题的解题思想     2C

起始:1mol  1mol    1mol

正向(到底): 0       0.5mol   2mol

逆向(到底): 2mol  1.5mol              0

因此B的物质的量在0.5mol~1.5mol之间,故应选B项。

(2)粗略到估算化学平衡

有些化学平衡题,可不必准确计算而推知答案。可以从平衡移动等方面判断某些量的关系,以此快速解答。

例2:在一个aL的密闭容器中,放入2LA气体和1LB气体,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g) 化学平衡题的解题思想  nC(g)+2D(g),反应达平衡后,A的浓度减少到原来的1/2,混合气体的平均相对分子质量增大了1/8倍,则反应式中的n值为(   )

A.1              B.2              C.3              D.4

分析:若按部就班地按常规方法解非常繁琐。若不准确计算,而从起始只加入了A和B,反应向正向进行,而最终相对分子质量增大了1/8倍,可知正反应方向是气体分子数增多的方向,故有3+1>n+2,得2>n,因此应选A项。

(3)适当地分割化学平衡

当一个密闭容器中存在2个或多个可逆反应时,可以单独研究每个可逆反应建立化学平衡,然后推出共同物质的量的关系而解决问题。

例3:一定条件下,在容积为2L的密闭容器里加入一定物质的量的A,发生如下反应并建立平衡:A(气)化学平衡题的解题思想   2B(气),2B(气) 化学平衡题的解题思想  C(气)+3D(气)。测得平衡时各物质的浓度是:c(A)=0.3mol/L,c(B)=0.2mol/L,c(C)=0.05mol/L。最初向容器里加入A的物质的量是(    )

A.0.5mol             B.0.8mol             C.0.9mol             D.1.2mol

分析:此题有两个平衡同时存在且相互影响,可利用起始浓度与平衡的关系,将第二平衡的起始浓度当作第一平衡的平衡浓度,将两个可逆反应单独研究即可解决问题。

化学平衡题的解题思想

∴n(A)=0.45mol/L×2L=0.9。故选C。

(4)灵活地变换化学平衡

2个加入的物质及量完全相同的平衡,要比较2个平衡中的某个量的关系,可在不同的条件下进行思考,使一个平衡在改变该条件时变换为另一个平衡,根据平衡移动确定需研究的量的关系。

例4:体积相同的甲、乙两个容器中,分别都充有相同物质的量的SO2和O2,在相同温度下发生反应:2SO2(g)+O2(g)化学平衡题的解题思想   2SO2(g)并达到平衡。在这过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中SO2的转化率为p%,则乙容器中SO2的转化率为(    )

A.等于p%          B.大于p%          C.小于p%          D.无法判断

分析:要比较这两个不同体系中SO2的转化率。这两个体系是加入的物质及量完全相同的平衡,先选取某平衡状态为标准平衡状态(参照标准),然后分析另一转变标准平衡状态的条件变化而引起平衡移动的结果,进行比较判定。

 起始 甲





  平衡 甲 

化学平衡题的解题思想

起始乙







平衡乙

甲、乙起始完全相同,反应中甲体积不变,故压强减小;而乙压强不变,故体积减小。因此,乙平衡的结果与甲平衡后再加压的结果是相同的。故乙向正向进行程度比甲的程度大,故SO2转化率大于甲中SO2转化率,即应选B。

(5)巧妙地设计化学平衡

2个平衡中加入的物质相同,而与初始量是倍数关系时,可把量多者设计为2个或多个量少者等同的平衡,然后变换条件,得到符合条件的量多者的平衡,以此推知某些关系。

例5:把晶体N2O4放入一固定容积的密闭容器中气化并建立N2O4(g) 化学平衡题的解题思想   2NO2(g)平衡后,保持温度不变,再通入与起始时等量的N2O4气体,反应再次达平衡,则新平衡时c(NO2)/c(N2O4)与原平衡比,其比值(     )

A.变大        B.变小         C.不变        D.无法确定

化学平衡题的解题思想

I

N2O4 xmol


化学平衡题的解题思想

II

N2O4 2xmol

化学平衡题的解题思想


化学平衡题的解题思想


化学平衡题的解题思想


分析:加入的物质相同,而且是初始量是2倍,可把量多者设计为2个量少者等同的平衡体系(作参照标准)。若原体系加入N2O4物质的量为x(I图),则再通入后物质的量可看成是2x(II图),则可设计为III图。

可见,I图与III图中达平衡时,各组分的浓度、含量相同,但物质的量III是I中的2倍;比较I与II中关系,就变成了比较II与III中的关系了。只要将III加压体积缩小到V即可,加压的瞬间各组分浓度变成原来的2倍,但平衡再向逆向移动,使c(NO2)比原平衡时的浓度的2倍要小,而c(N2O4)比原平衡时的浓度的2倍要大,故比值变小。正确选项为B。

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