化學平衡中的思想方法之二──極限思維

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中化學 來源: 高中學習網(wǎng)

一、 解決取值范圍的問題

 

例1.一定條件下,在反應2SO2 (g) +O2(g) 2SO3(g)平衡體系中:

 

n(SO2) =2.0 mol/L , n(O2) = 0.8 mol/L, n(SO3)=2.4 mol/L ,則 SO2 的起始濃度的范圍為( )。

 

A . 0.4~2.0 mol/L B. 0.4~4.4 mol/L C . 0~4 mol/L D . 無法確定

 

解:把平衡時的量看成起始量,極限地向左轉化為反應物(按SO3的量轉化),則有:(單位統(tǒng)一用物質的量濃度)

 

2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)

 

起始 2.0 0.8 2.4

 

轉化 2.4 1.2 2.4

 

極限I 4.4 2.0 0

 

極限地向右轉化為生成物(按O2的量轉化),則有:(單位統(tǒng)一用物質的量濃度)

 

2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)

 

起始 2.0 0.8 2.4

 

轉化 1.6 0.8 1.6

 

極限II 0.4 0 4

 

答案選 B

 

例2.在一密閉容器中發(fā)生以下反應:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),若最初加入等物質的量的 CO 和 H2O 各1 mol,反應達平衡時,生成0.67 mol CO2,若在相同條件下將 H2O 的物質的量改為 4 mol。反應達平衡時生成 CO2 可能為( ) mol。

 

A .1.34 B.1.0 C.0.94 D. 0.52

 

解: H2O的物質的量改為4 mol.相當于先讓1 mol CO 和1 mol H2O 反應達平衡后,再加入3 mol H2O,顯然平衡右移,所以 CO2 的物質的量應大于0.67 mol,用極限法找CO2的極大值(按CO的量轉化):

 

CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)

 

起始 1 mol 4 mol 0 0

 

轉化 1 mol 1 mol 1 mol 1mol

 

極限 0 mol 3 mol 1 mol 1 mol

 

所以CO2的極大值為1 mol(但1不能取)

 

答案選C

 

例3. 在體積固定的密閉容器中通入A ﹑C﹑D各1 mol和x mol 的B發(fā)生反應:

 

A(g)+4B(g) 2C(g)+ D(g)

 

當x在一定范圍內變化,均可通過調節(jié)反應器的溫度,使反應達平衡時保持容器中氣體總物質的量為5 mol,若使起始反應向正方向進行,則x的范圍為( )。

 

A.1﹤x﹤2 B.1﹤x﹤5 C.2﹤x﹤4 D. 2﹤x﹤5

 

解: 正反應是氣體物質的量減小的反應

 

極限① 平衡不移動氣體總物質的量為5 mol 時則B應為 2 mol,顯然要使平衡右移則B的物質的量應大于 2 mol;極限②B較多時,平衡極限的右移后氣體總物質的量為 5 mol,(不妨按A的量轉化)則

 

A(g) + 4B(g) 2C(g) + D(g)

 

起始 1 mol x 1 mol 1 mol

 

轉化 1 mol 4 mol 2 mol 1 mol

 

極限 0 mol x-4 3 mol 2 mol

 

即x - 4 + 3 +2 =5 所以x的最大值為4(注意4不可以取)

 

答案選 C

 

二、解決等效平衡的問題

 

極限思想主要用于解決等效平衡問題。

 

(1)恒溫、恒容條件下的等效平衡。

 

思路:用極限法處理后各物質的值對應相等(即一邊倒后,值相同)

 

(2)恒溫、恒壓條件下的等效平衡。

 

思路:用極限法處理后各物質間的比值對應相等(即一邊倒后,比值相同)。

 

(3)特殊情況,等體積反應(恒溫)

 

思路:用極限法處理后各物質間的比值對應相等(即一邊倒后,比值相同)。

 


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