《化學(xué)平衡》一章是高中化學(xué)的難點(diǎn),許多同學(xué)對(duì)本章習(xí)題一籌莫展,本文從思維方法上加以闡述,其中包括三部分內(nèi)容：一、列“三步曲”的思想；二、極限思維；三、等效平衡的思想運(yùn)用于解不等效平衡。以下是依照三種方法的一些解題思路，和各位探討。
一、列“三步曲”的思想
轉(zhuǎn)化的量(或反應(yīng)速率)之比等于方程式的系數(shù)比,由此結(jié)合“三步曲”解題。(“三步曲”中的各個(gè)量都必須使用同一單位)
說明:列“三步曲”是解化學(xué)平衡的基礎(chǔ),是高考的重點(diǎn),筆者認(rèn)為2007年高考中如《化學(xué)平衡》一章出現(xiàn)大題,一定要考如何列“三步曲”。
例1.在2 L的密閉容器中發(fā)生以下反應(yīng)：
2A(g)+B(g) 2C(g)+D(g)
若最初加入的A和B都是4 mol,在前10 S 內(nèi),A的平均反應(yīng)速率為0.12 mol/(L?s),則10 s 時(shí)容器中B的物質(zhì)的量為( )。
A 3.4 mol B 2.8 mol C 2.4 mol D 1.2 mol
解:轉(zhuǎn)化的A的物質(zhì)的量為0.12 mol/(L?s)×10 s×2 L= 2.4 mol，因轉(zhuǎn)化的量與系數(shù)成正比,所以B轉(zhuǎn)化1.2 mol, C轉(zhuǎn)化2.4 mol,D轉(zhuǎn)化1.2 mol,由此有:(單位統(tǒng)一用物質(zhì)的量)
2A(g) + B(g) 2C(g) + D(g)
起始 4 mol 4 mol 0 0
轉(zhuǎn)化 2.4 mol 1.2 mol 2.4 mol 1.2 mol
1S末 1.6 mol 2.8 mol 2.4 mol 1.2 mol
答案選 B
例2.在2 L的密閉容器中發(fā)生以下反應(yīng)：3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)若最初加入的A為3 mol,B為2.5 mol,5 min 后反應(yīng)達(dá)平衡,測(cè)得C的平均反應(yīng)速率為0.1 mol/(L?min),生成1 molD,則以下結(jié)論錯(cuò)誤的是( )。
A.x=2 B. A的平均反應(yīng)速率為0.15 mol/(L?min)
C.B的轉(zhuǎn)化率為20% D. 平衡時(shí)B的濃度為0.5 mol/L
解:轉(zhuǎn)化的C的物質(zhì)的量為0.1 mol/(L?min)×5 min×2 L=1 mol,因反應(yīng)只加了A和B,所以生成的1 mol D 就是D的轉(zhuǎn)化的量,因轉(zhuǎn)化的量與系數(shù)成正比,所以 B 轉(zhuǎn)化0.5 mol, A轉(zhuǎn)化1.5 mol,且可解出x=2,由此有:(單位統(tǒng)一用物質(zhì)的量)
3A(g) + B(g) xC(g) + 2D(g)
起始 3 mol 2.5 mol 0 0
轉(zhuǎn)化 1.5 mol 0.5 mol 1 mol 1 mol
10S末 1.5 mol 2 mol 1 mol 1 mol
因速率之比等于系數(shù)比,所以A的平均反應(yīng)速率為0.15 mol/(L?min)，B的轉(zhuǎn)化率為0.5/2.5×100%=20% ,平衡時(shí)B的濃度為2 mol/2L=1 mol/L
答案選 D
例3.在一密閉容器中發(fā)生以下反應(yīng)A(g)+2B(g) 2C(g),若最初加入等物質(zhì)的量的A和B,反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),若混合氣體中A和B的物質(zhì)的量之和等于C的物質(zhì)的量,則A的轉(zhuǎn)化率為( )。
A.40 % B.50 % C. 60 % D.70 %
解:不妨設(shè)A和 B起始量各為1 mol, A的轉(zhuǎn)化量為x,則B的轉(zhuǎn)化量為2x, C的轉(zhuǎn)化量為2x,由此有:(單位統(tǒng)一用物質(zhì)的量)
A(g) + 2B(g) 2C(g)
起始 1 mol 1 mol 0
轉(zhuǎn)化 x 2x 2x
平衡時(shí) 1-x 1-2x 2x
即1-x+1-2x =2x, 所以x=0.4
所以A的轉(zhuǎn)化率為0.4/1×100%=40%
答案選 A
例4.一定溫度下反應(yīng)2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g)達(dá)平衡時(shí),n(SO2)：n(O2)：n(SO3)=2：3：4,縮小容器的體積,反應(yīng)再次達(dá)到平衡時(shí), n(O2) = 0.8 mol, n(SO3)=1.4 mol,則n(SO2)為( )。
A.0.4 mol B.0.6 mol C. 0.8 mol D. 1.2 mol
解:不妨設(shè)第一次達(dá)平衡時(shí)各物質(zhì)的量分別為n(SO2)=2x ; n(O2)=3x ; n(SO3)=4x,縮小容器體積,平衡右移,設(shè)O2的轉(zhuǎn)化量為y則有:(單位統(tǒng)一用物質(zhì)的量)
2 SO2 (g) + O2(g) 2SO3(g)
起始 2x 3x 4x
轉(zhuǎn)化 2y y 2y
平衡時(shí) 2x-2y 3x-y 4x+2y
所以有3x-y=0.8; 4x+2y=1.4 解之: x=0.3;
y=0.1， n(SO2)=2x-2y=0.4
答案選 A
例5.某溫度下，C(s)和H2O(g)在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),測(cè)得H2和CO的濃度分別為1.9 mol/L, 0.1 mol/L,則 CO2 的濃度為( ) 。
A.0.1 mol/L B.0.9 mol/L C.1.8 mol/L D.1.9 mol/L
解:處理連鎖反應(yīng)時(shí),如某物質(zhì)在兩個(gè)反應(yīng)中均出現(xiàn),則把第一個(gè)反應(yīng)的平衡量(叫暫時(shí)平衡量),看成第二個(gè)反應(yīng)的起始量,列多個(gè)“三步曲”解決問題;不妨設(shè)第一個(gè)反應(yīng) H2O(g) 的起始濃度為a mol/L,轉(zhuǎn)化濃度為 x mol/L ,則
C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)
起始 a mol/L 0 0
轉(zhuǎn)化 x mol/L x mol/L x mol/L
平衡I a-x mol/L x mol/L x mol/L
認(rèn)為第一個(gè)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)I中 H2 和 CO 的平衡濃度x為第二個(gè)反應(yīng)中 H2 和 CO 的起始濃度,且設(shè)第二個(gè)反應(yīng)中 CO 的轉(zhuǎn)化濃度為y mol/L,則：
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
起始 x mol//L a-x mol/L 0 mol/L x mol/L
轉(zhuǎn)化 y mol/L y mol/L y mol/L ymol/L
平衡II x-y mol/L a-x-y mol/L y mol/L x+y mol/L
(注意: x mol/L 為 CO 的暫時(shí)平衡濃度,其中x-y mol/L 才是 CO 的真實(shí)平衡濃度)所以x-y=0.1，x+y=1.9，解之:x= 1;y=0.9
答案選B
習(xí)題:
1. 在恒溫.恒容(容積為2L)的密閉容器中發(fā)生以下反應(yīng)：
2A(g)+B(g) xC(g)+2D(S) 若最初加入的A為 2 mol,B為2 mol,2 min 后反應(yīng)達(dá)平衡,測(cè)得C的濃度為 1.2 mol/L,此時(shí)B剩余1.2 mol。
(1) 從開始反應(yīng)至達(dá)到平衡狀態(tài).C的平均反應(yīng)速率為
(2)x=
(3)A的轉(zhuǎn)化率與B的轉(zhuǎn)化率之比為
(4)A的平衡濃度為
2.1 mol A氣體與n mol B氣體按下式反應(yīng)生成C，A(g) + n B(g) mC(g) ,反應(yīng)一段時(shí)間后,測(cè)得A的轉(zhuǎn)化率是50%,此時(shí)氣體的密度是反應(yīng)前(同溫同壓)的4/3,則n 和 m的數(shù)值可能是( )。
A. n=1 m=1 B. n=3 m=3 C. n=2 m=3 D. n=3 m=2
3.在2 L的密閉容器中發(fā)生以下反應(yīng)：
2A(g)+B(g) 2C(g)若最初加入的A和B各為4 mol 和2 mol
在2 s后,測(cè)得C的濃度為0.6 mol/L,現(xiàn)有下列幾種說話,其中正確的是( )。
�、儆梦镔|(zhì)A表示的反應(yīng)平均速率為0.3 mol/(L?s)
�、谟梦镔|(zhì)B表示的反應(yīng)平均速率為0.6 mol/(L?s)
③2 s時(shí)物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70%
�、�2 s時(shí)物質(zhì)B的濃度為0.7 mol/L
其中正確的是 ( )。
A ①③ B ①④ C ②③ D ③④
4.把0.6 mol 氣體 x 和0.4 mol 氣體 y 混合于2.0 L 的密閉容器中。發(fā)生反應(yīng):
3x(g) + y(g) nz(g)+2w(g)
測(cè)得5 min 末已生成0.2 mol w,又知以z表示的平均反應(yīng)速率為0.01 mol/(L?min),則n為( )。
A .1 B. 2 C . 3 D. 4
5.加熱 N2O5 時(shí)發(fā)生以下兩個(gè)分解反應(yīng):N2O5(g)N2O3(g)+O2(g);N2O3(g)N2O(g)+O2(g).在1L密閉容器中加熱 4 mol N2O5,達(dá)平衡時(shí)O2的濃度為 4.5 mol/L, N2O3 的濃度為1.62 mol/L.則在該溫度下,各物質(zhì)平衡濃度正確的是( )。
A . N2O5 的濃度為1.44 mol/L B. N2O5 的濃度為0.94 mol/L
C. N2O 的濃度為1.44 mol/L D. N2O 的濃度為3.48 mol/L
參考答案:
1．0.6 mol/(L?min) 3 2:1 0.2 mol/L
2．AD
3．B
4．A
5．提示該題為連鎖反應(yīng),按連鎖反應(yīng)處理方法列二個(gè)“三步曲”答案選 BC
來源：學(xué)習(xí)方法網(wǎng)
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/287634.html
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