用假设法巧解化学平衡题论文_姜莉萍

用假设法巧解化学平衡题论文_姜莉萍

◆ 姜莉萍 山东省淄博市临淄区临淄一中 255400;邢立鹏 山东省淄博市临淄区临淄中学 255400

化学平衡是中学化学基础理论之一,内容抽象,理解困难,在教学及练习中发现采用假设法常使问题变得简单易学。本文结合平时教学中学生易错的实例,谈谈假设法在解化学平衡问题中的应用。

一、极端假设。所谓极端假设即极限法,就是把研究的对象或变化过程通过假设,推到理想的极限值,使因果关系变得非常明显,从而得出正确的判断。

例1.一定条件下,将A、B、C三种气体物质各1mol通入一个密闭容器中发生反应:2A(g)+B(g)2C(g)。达到平衡时,B的物质的量可能是:

A. 1.5molB. 1molC. 0.5molD. 0

方法与技巧:假设反应向正反应方向且完全进行到底时,物质B过量,A完全反应,此时反应消耗B物质的量为0.5mol(极限值),但该反应为可逆反应,不可能完全进行到底,所以B的物质的量应大于0.5mol;又假设反应向逆方向且完全进行到底时,C完全转化为A和B,此时B的物质的量为1.5mol,但该反应为可逆反应,不可能完全进行到底,所以B的物质的量应小于1.5mol。综上所述得:平衡时0.5mol<n(B)<1.5mol,答案为B。

二、等效假设。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆即先假设新平衡与原平衡等效,依据等效平衡建立的条件及等效平衡的特征(对应物质百分含量相等)进行对比,将问题简单化。常见的等效假设有四种:

1.起始投料量假设:即把开始加入物质的量假设为多步加入,第一步按建立等效平衡的量加入,第二步恢复起始加入量,然后与等效平衡状态对比,分析平衡移动及移动结果得出答案。

例2.(江苏)一定温度下,在恒容密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)3C(g)。若反应开始时充入2mol的A和2mol的B,达平衡后A的体积分数为a%。其他条件不变时,若起始时加入物质的量为2mol的A和1mol的B,则平衡后A的体积分数______a%(填大于、等于)。

方法与技巧:恒温恒容建立等效平衡的条件是起始加入量相等,先假设开始加入2mol的A和2mol的B,与原平衡等效,此时A的体积分数为a%,恢复起始加入量,相当于减少1mol的B,则平衡向左移动,A的体积分数小于a%。

2.过程假设:即把实际较为复杂的变化过程假设为若干简单理想的中间过程并以其为参照与原起始条件对比,使问题变得简捷明了。

例3.在一定温度下往一容积为V升的密闭容器中加入2mol的SO2和1mol的O2,发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),平衡时SO3的百分含量为a%。若开始加入4mol的SO2和2mol的O2,保持温度容积不变,达平衡时SO3的百分含量为______a%(填大于、等于、小于)。

方法与技巧:假设把4mol的SO2和2mol的O2先加入到容积为2V升的容器中,维持温度容积不变(建立等效平衡),达到平衡时SO3的百分含量为a%。现将2V升容器加压,使容积减小到V升,因平衡向正向移动,达新平衡时SO3的百分含量必大于a%。

3.起始状态假设:即将反应物与产物按化学计量数用“一边倒”的方法进行等效转化,与原平衡的起始条件相对比,分析是否满足了等效平衡的条件。

例4.在1L密闭容器中通入2mol的NH3,在一定温度下发生反应2NH3(g)3H2(g) +N2(g),△H<0,达平衡时N2物质的量分数为a%。如果维持容器体积和温度不变,分别通入下列几组物质,达到平衡时容器内N2的物质量分数仍为a%的是( )。

A.2.85mol的H2、0.1mol的NH3、0.95mol的N2

B.3mol的H2和2mol的N2

C.2mol的NH3和1mol的N2

方法与技巧:以A选项为例,将A项中H2和N2按化学方程式换算成NH3,2.85mol的H2和0.95mol的N2正好转换为1.9mol的NH3,则相当于不加产物,只加NH3,共1.9mol+0.1mol=2mol,恰与原平衡的起始状态相同,则A项符合题意。

4.外界条件假设:即改变反应的外界条件,假设反应在恒温恒容或恒温恒压容器中进行,先建立等效平衡,再恢复原条件作对比。

例5.体积相同的甲乙两容器,分别都充有等物质的量的SO2和O2,在相同温度下发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)并达到平衡,在反应过程中乙保持体积不变,甲保持压强不变。若甲中SO2转化率为p%,则乙中SO2转化率为:

A.等于p% B.大于p% C.小于p% D.无法判断

方法与技巧:假设乙反应过程也为恒压,则两者建立等效平衡。因为反应过程中发生体积减小的反应,所以容器体积会减小,要恢复原条件,则需要增大体积即减小压强,减压过程平衡向逆反应方向移动,SO2转化率减小,所以结论是C。

三、结果假设。即把结果简单化,以其为参照分析变化方向。

例6.一定温度时,某密闭容器中发生反应mA(g)+nB(g)pC(g)。达平衡后,若将气体体积压缩到原来的1/2,当再达平衡时C的浓度是原来的1.9倍,则下列叙述正确的是( )。

A.平衡向正反应方向移动 B.C气体的质量分数增大

C.气体A的转化率降低D.m+n>p

方法与技巧:先假设平衡不移动,则体积压缩后A、B、C浓度均为原来的2倍,而实际C的浓度是原来的1.9倍,浓度减小,所以气体A的转化率降低,所以平衡向逆反应方向移动。据平衡移动原理知,逆反应是体积减小的反应,即m+n<p。

论文作者:姜莉萍

论文发表刊物:《教育学文摘》2014年2月总第112期供稿

论文发表时间:2014-4-17

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