一`可逆思维法

《一`可逆思维法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一`可逆思维法（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、山东邹城市实验中学 曹广雪 273500“化学平衡”问题具有较强的理论性，对中学生来说比较抽象，因而解答这方面的问题要求学生具备抽象逻辑思维能力。但在实际中，往往是老师讲得头头是道，学生听起来似懂非懂，做起题目来困难重重。为了使学生更好、更快地解答这方面的问题，下面介绍几种常用的解题方法。一、可逆思维法一、可逆思维法 在解答化学平衡习题时，抓住“可逆反应”中的“可逆”特征，即达到化学平 衡时，虽然各组分的含量不再改变，反应仍在进行，是一动态平衡。题目便迎 刃而解。 【例例 1 1】当 2SO2+O2 2SO3这一化学反应已达到平衡时，充入少量18O2，经过一段时间测定18O 应存在于（ ）AO

2、2中 BO2和 SO2中 CO2和 SO3中 DSO2、O2和 SO3中 【解析解析】由于三种物质中均含有氧元素，该反应又是可逆反应，并且反应物和生成物 同时存在，故18O 存在于三种物质中。【答案答案】D 二、极限思维法（极端假设法）二、极限思维法（极端假设法） 极限思维法包括极端假设、过程假设、赋值假设等。其中极端假设思想运用较多，这 种方法就是从问题的极端去思考, 采取极端假设可把问题或过程推向极限，使复杂的问题 变得单一化、极端化和简单化，求出极值后确定某一区间,利用这一区间去推理、判断，使 问题得到解决。可 逆反应可以看成是处于完全反应和完全不反应的中间状态，那么在解题 时，可以利用

3、完全反应与完全不反应这两个极端点，求出可逆反应达到某一平衡状态时的 取值 范围或取值。【例例 2 2】在密闭容器中进行 X2(g)3Y2(g) 2Z(g)的反应，其中 X2、Y2、Z 的起始浓度依次为 0. .1 molL1、0. .3 molL1、0. .2 molL1，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能的是（ ）Ac(Z)0. .5 molL1Bc(Y2)0. .5 molL1或c(Z)0. .1 molL1Cc(X2)0. .2 molL1或c(Y2)0. .6 molL1Dc(Z)0. .4 molL1【解析解析】假设反应向正方向进行完全，则生成物 Z 的浓度为：c(Z)0.4 mo

4、lL1，但该反应为可逆反应，故备选项 A、D 中，c(Z)0.4 molL1不合题意。假设反应逆向进行到底，则 c(X2)0.2 molL1，c(Y2)0.6 molL1，显然 C 也不合题意。【答案答案】B【例例 3 3】用注射器吸入少量 NO和 N的混合气体，发生如下反应(如图所示)2NO（） 4（g)(1)当活塞迅速向外拉时，气体的颜色先变_，后变_；最终和最初相比，_更深。(2)当活塞迅速向里推时，气体的颜色先变_，后变_；最终和最初相比，_更深。【解析解析】(1)迅速向外拉的瞬间，平衡尚未发生移动，这时单位体积内的NO2分子数目减小，所以气体颜色变浅；容积扩大，气体压强减小，平衡向逆

5、反应方向(生成 NO2的方向)移动，单位体积内的 NO2分子数增多，气体颜色变深；这时容器内 NO2分子总数虽多，但浓度不及初始时大，故颜色不及初始时深。(2)迅速向里推的瞬间，平衡尚未发生移动，这时，单位体积内的 NO分子数目增多，气体颜色变深；容积变小，气体压强增大，平衡向正反应方向(生成N4的方向)移动，NO2分子数目减少，气体颜色变浅，但比初始时要深。【答案答案】(1)浅 深 最初 (2)深 浅 最终三、虚拟法（借助中间容器法）三、虚拟法（借助中间容器法）所谓虚拟法,就是在分析或解决问题时,根据需要和可能,虚拟出能方便解题的对象,并以此为中介,实现由条件向结论转化的思维方法.即把一种状

6、态与另一种状态平衡时的情况（如转化率、物质的量浓度及含量等）进行比较，可以假设一个中间转化过程，便于比较。【例例 4 4】一定量的混合气体在密闭容器中发生反应：mA(g)nB(g) pC(g)达到平衡时，维持温度不变，将气体体积缩小到原来的 1/2，当达到新的平衡时，气体 C 的浓度变为原平衡时的 19 倍，则下列说法正确的是（ ）Amnp BmnpC平衡向逆反应方向移动 DC 的质量分数增加【解析解析】当气体体积缩小到原来的 1/2，假设平衡未发生移动（虚拟出一种中间状态），则 C 的浓度为原平衡时的 2 倍，而事实上平衡发生了移动，平衡移动的结果是 C 的浓度为原平衡时的 1.9 倍，则可

7、认为由虚拟中间状态向逆反应方向发生了移动。即增大。【答案答案】BC【例例 5 5】一容积固定真空密闭容器中，盛有 1 mol PCl5，加热到 200时发生反应：PCl5(g) PCl3(g)Cl2(g)反应达到平衡时，PCl5所占体积分数为 a%，若在同一温度和同一容器中，最初投入的是 2 mol PCl5，反应平衡时，PCl5所占体积分数为 b%，则 a 和 b 的关系是（ ）Aab Bab Cab D无法比较【解析解析】（虚拟法）题目给出了状态 1 和状态 2，为解决问题虚拟出状态3，状态 3 容器容积是状态 1（或状态 2）的 2 倍。显然由状态 3 变到状态 2 只须将容器容积缩小到

8、它的 1/2 即可。该过程是一个加压过程，对于题给反应，加压平衡向逆反应方向移动，PCl5物质的量及其百分含量都增大，故 b%a%。【答案答案】B四、三段思维法四、三段思维法在化学平衡计算中，常常列出“起始”“变化”“平衡”时三段各物质的物质的量（或体积、浓度），然后再求转化率、平衡时某物质的百分含量或混合气体的平均相对分子质量等。这种计算方法使人看起来一目了然，又称为“三段式法”。【例例 6 6】有 A、B 两种气体，按 12 体积比混合，在 300 个标准大气压下，通入一密闭容器中反应：A(g)B(g) 2C(g)达平衡时反应物物质的量与生成物物质的量相等，若温度t与 A 的转化率 关系如

9、图，求：(1)平衡时 A 的转化率；(2)平衡时的温度。【解析解析】（1）为方便计算，假定起始时：n（A）1 mol，n（B）2 mol；设达到平衡时，n（C）2x，则：由题意得：（1 molx）（2 molx）2x解得：x0. .75 molA 的转化率为： 100%75%（2）设平衡时温度为 t由图可知：60%30075%t解得：t375【答案答案】（1）75% （2）375五、等效思维法五、等效思维法通过变换思维角度，对题目作适当假设，或者代换，或者转化，使问题得以简化，以找出解题题途径的思维方法。它是数学上等价转化思想在化学解题中的应用。由于化学平衡存在等效性即某可逆反应在一定条件下达

10、到化学平衡后，采用不同的方法改变外界条件，会导致平衡移动过程中某些方面的等效性，以此推出在其它方面也有等效性，从而将思维从陌生转换到熟悉，这样处理不仅思路清晰，还有助于培养学生以此及彼的联想思维能力。【例例 7 7】在一恒温恒容的密闭容器中，发生如下反应：2A（g）+B（g） nC（g）、若在容器中充入 2molA 和 1molB 作为起始物质，达平衡后 C 的体积分数为 X 、若在达到平衡后,再在容器中充入 2molA 和 1molB，平衡向_移动,达到新平衡后 C 的体积分数为 Y, 则：（1）当 n3 时 X Y（比较大小）（2）当 n3 时 X Y（3）当 n3 时 X Y【解析解析】

11、比较两个化学平衡可知：分两次共加入 4molA 和 2molB,即起始浓度恰好为的两倍，根据勒夏特列原理，增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动，则达新平衡后 C 物质的量增大，但混合气体总物质的 量也增大，因而达新平衡后 C如何改变一时难以确定。思维转换 平衡A、B 起始浓度均为平衡的 2 倍；若仍以中 2molA 和 1molB 作为起始物质，只需将容器体积压缩至原来的一半，A、B 浓度同样增大到原来的两 倍，从而将浓度的变化转换为压强的变化，根据勒夏特列原理：（1）当 n3 时 增大压强 ，平衡向逆反应方向移动则 XY（2）当 n3 时 增大压强 ，平衡不移动 XY（3）当 n3 时 增大

12、压强 ，平衡向正反应方向移动则 XY【答案答案】见解析六、图解法六、图解法化学平衡上有一类题目的已知条件或所求内容是以图像的形式表述的，解这类题的方法统称图解法。图解法既可用于解决定性判断方面的问题，也可以用于解决定量计算中的问题。运用图解法的核心问题是识图。解答化学平衡图像题的方法思路是：先看懂图像，然后由方程式依据化学平衡的变化规律进行综合分析推理判断。（也可结合方程式将选项和图像进行逐一对照得解）（一）定性判断中的图解法【例 8】如图表示外界条件（温度、压强）的变化对下列反应的影响 L（固） G（气） 2R（气）Q，在图中，Y 轴是指（ ）。 A衡混合气中 R 的体积分数 B平衡混合气中

13、 G 的体积分数 CG 的转化率 DL 的转化率 【解析解析】本例是平衡移动原理应用的逆向思维题，解题时首先要译出曲线 中有关量的变化规律或化学含义，然后结合化学反应方程式运用平衡移动理论 分析判断。该题曲线反映的是温度、压强与 Y 之间的关系，图中三条曲线均为 等压线。由题给图像可归纳出：温度升高时，Y 值减少，压强增大时，Y 值 增大。本题给出的反应是一个气体体积增大的吸热反 应，因此，当温度升高时， 平衡向右移动，G 和 L 的转化率均增大，R 的体积分数增大，G 的体积分数减少； 而当压强增大时，平衡向左移动，G 和 L 的转化率均减 小，R 的体积分数减小， G 的体积分数增大。对照

14、曲线中反映的规律（归纳的结论），即可发现，Y 值与 混合气中 G 的体积分数变化规律一致，从而确定正确答案为 B。 【答案答案】B（二）定量计算中的图解法 这类问题要求解题者根据文字叙述及图象提供的信息，通过计算求某些量的数值或某些量的相互关系。解这类题的要求在于必须抓住图像中的关键“点”，如转折点、最大值点、最小值点等，以关键点为突破口，找出等量关系或列出比例式进而求解。【例 9】某温度时，在 2 升容器中 X、Y、Z 三种 物质的物质的量随时间变化曲线如图所示，根据图 中数据分析，该反应的化学方程式为：_ _。反应开始至 2 分钟，Z 的平均反应速率为: _。 【解析解析】由数据可知 X

15、和 Y 都是反应物,Z 是生 成物。平衡时 X 减少 0.3、Y 减少 0.1、而 Z 则增加 0.2 ，那么化学方程式应该为 3X + Y = 2Z, 而 Z 的平均反应速率为：0.05 摩/升分 【答案答案】3X + Y 2Z；0.05 摩/升分七、综合法七、综合法【例例 1010】在一个 6 L 的密闭容器中放入 3 L X(g)和 2 L Y(g)，在一定条件下发生下列反应：(g)(g) (g)(g)，达到平衡后，容器内温度不变，混合气体的压强比原来增加 5%，X 的浓度减少 1/3，则该反应方程式中的n值为（ ）A3 B4 C5 D6【解析解析】本题有以下两种解法。方法 1：（常规解法）由于平衡后气体 X 的浓度减小 1/3，容器是定体积的，可判断出容器内 X 的物质的量也比平衡前减少