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1、最新教学资料高考化学高考化学最有效的解题方法难点8.虚拟法所谓虚拟法,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。难点磁场来源:数理化网请试做下列题目,然后自我界定学习本篇是否需要。A、B、C、D为四种易溶物质,它们在稀溶液中建立如下平衡:A2BH2OCD来源:当加水稀释时,平衡向_(填“正”或“逆”)反应方向移动,理由是 。案例探究例题600 K时,在容积可变的透明容器内,反应2HI(g)I2(g)H2(g)达到平衡状态A。保持温度不变,将容器的容积压缩成原容积的一半,达到平衡状态B。来源:图81(1)按图81所示的虚线方向观
2、察,能否看出两次平衡容器内颜色深浅的变化?并请说明理由。来源:数理化网答: 来源:(2)按图81所示的实线方向观察(活塞无色透明),能否看出两次平衡容器内颜色深浅的变化?并请说明理由。答: 命题意图:考查学生对平衡移动及有色气体浓度被等知识的认识。知识依托:勒夏特列原理。错解分析:从实线方向观察,根据 A、B 两状态下的 I2 的浓度关系:cB(I2)=2cA(I2)误以为能观察到容器内颜色的变化。解题思路:状态A与状态B的不同点是:pB2pA,但题设反应是气体物质的量不变的反应,即由状态A到状态B,虽然压强增大到原来的2倍,但是平衡并未发生移动,所以对体系内的任何一种气体特别是 I2(g)
3、而言,下式是成立的:cBI2(g)=2cAI2(g)。对第(2)小问,可将有色气体 I2(g) 沿视线方向全部虚拟到活塞平面上犹如夜晚看碧空里的星星,都在同一平面上。则视线方向上的 I2 分子多,气体颜色就深;反之,则浅。答案:(1)可以观察到颜色深浅的变化。由于方程式两边气体物质的物质的量相等,容积减半,压强增大到2倍时,I2()及其他物质的物质的量均不变,但浓度却增大到原来的2倍,故可以看到I2()紫色加深。(2)不能观察到颜色深浅的变化。因为由状态A到状态B,平衡并未发生移动,尽管 cBI2(g)=2cAI2(g),但 vBI2(g)=vAI2(g),即视线方向上可观察到的 I2(g)
4、分子数是相同的,故不能观察颜色深浅的变化。来源:锦囊妙计化学中,虚拟法的应用是广泛的,除可虚拟物质状态外,还有很多可用虚拟法解决的问题,如配平复杂氧化还原反应时,可将复杂化合物中各元素的化合价皆虚拟为零;虚拟出某些混合物的“化学式”;虚拟出某些解题时用到的数据;虚拟出解题需要的某些条件;虚拟反应过程;虚拟反应结果等等。歼灭难点训练1.()在一密闭容器中发生如下反应:aA(g)bB(g)达平衡后,保持温度不变,将容器容积增加一倍,新平衡建立时,cB 是原来的 60%,则( )来源:A.平衡向正反应方向发生了移动B.A 物质的转化率变小了C.B 物质的质量分数增大了D.ab2.()在常温常压下,向
5、5 mL 0.01 molL1FeCl3(aq)中滴入0.5 mL 0.01 molL1的NH4SCN(aq),发生如下反应:FeCl33NH4SCNFe(SCN)33NH4Cl ( )所得溶液显红色,改变下列条件,能使溶液颜色变浅的是A.向溶液中加入少量KCl晶体B.向溶液中加入少量的水C.向溶液中加入少量无水硫酸铜,变蓝后立即取出D.向溶液中滴加2滴1 molL1的FeCl3(aq)3.()在一定温度和压强下,某容器内存在如下平衡(平衡 A):2NH3(g)CO2(g)CO(NH2)2(s)H2O(g)这是工业合成尿素的反应。如果将容器的容积缩小为原来的 1/3,则达到平衡时(平衡 B)下
6、列说法一定正确的是( )A.气体的平均式量比原来大B.气体的平均式量比原来小来源:数理化网C.气体的平均式量与原来相等D.依据题给条件无法确定4.()CuCl2(aq) 因浓度不同,颜色往往不同。有的是黄色,有的是绿色,还有的是蓝色。已知 CuCl2(aq) 中存在如下平衡:Cu(H2O)424ClCuCl424H2O蓝色黄色来源:试回答下列问题:(1)欲使溶液由黄色变为蓝色,可采取的两种方法为: ; 。来源:(2)欲使溶液由蓝色变为绿色,可采取的两种方法为: ; 。附:参考答案难点磁场解析:可将水虚拟为容器,将 A、B、C、D 四种易溶物质虚拟为盛在“水容器”中的气体物质。那么,加水稀释,“
7、气体”的体积扩大,压强减小,根据勒夏特列原理,平衡向气体体积增大的方向,即上列平衡的逆反应方向移动。由此,可以得出结论:溶液稀释时,平衡向溶质粒子数增加的方向移动。答案:逆 因为稀释后,单位体积内溶质的粒子总数(或总浓度)减小,根据勒夏特列原理,平衡向单位体积内溶质的粒子总数(或总浓度)增加的方向移动。歼灭难点训练1.提示:虚拟一种中间状态,假设平衡不移动,则新平衡建立时:cB 是原来的 50%,而事实上 cB 是原来的 60%,这表明扩大容积平衡向生成 B 的方向正反应方向发生了移动。答案:AC2.解析:从反应实质来看,溶液中存在的化学平衡是:Fe33SCNFe(SCN)3等系列反应。可见加
8、入 KCl 晶体,对此平衡无影响;但加入 2 滴 1 molL1 的 FeCl3(aq),使溶液中 Fe3 浓度增大,平衡则向正反应方向移动,溶液颜色变深。A、D 项皆不可选。对于 B、C 选项,因平衡体系中的水量发生了改变,导致溶液中所有溶质的浓度或同等程度地增大,或同等程度地减小;若要判断平衡移动的方向,从浓度的改变来看,似无从下手。如果我们变换一下思路,将上列平衡体系中的 Fe3、SCN 和 Fe(SCN)3 均虚拟为气态物质(虚拟其状态),则向平衡体系中加水,可认为增大了容器的容积,即减小了气体反应物的压强(或浓度),平衡就向气体体积扩大的方向(即上列反应的逆反应方向)移动,这样液体颜
9、色就会变浅。可见 B 项可选而 C 项不可选。若采用极限思维,对于 B 选项,可作如下设想:加入的水不是很少而是很多,这样上列平衡体系中,Fe3与 SCN 相互碰撞结合成 Fe(SCN)3 分子的机会越稀越少,而 Fe(SCN)3 分子电离成 Fe3 和 SCN 的机会则越来越多,无疑是加水的结果,平衡是向逆反应方向移动的,故而溶液颜色变浅。答案:B3.解析:容器容积缩小,反应气体压强增大,合成尿素CO(NH2)2的反应向正反应方向移动,由反应方程式知,气体物质的量每减少 2 mol,就有 60 g 尿素生成固体质量增加60 g,气体质量减少60 g。那么,可将平衡向右移动的结果虚拟为:将 3
10、0 gmol1的气体从反应容器中移出。由于原混合气体平均式量 r(A)介于Mr(NH3)、Mr(CO2)、Mr(H2O)中最大者(44)与最小者(17)之间,故有以下讨论:(1)若 r(A)30,则移走 Mr=30的气体后,剩余气体平均式量增大,故有r(B)r(A)(2)若r(A)=30,则r(B)= r(A),(3)若r(A)30,则r(B)r(A)因为原混合气体的平均式量在题设条件下无法确定,所以新平衡建立后气体平均式量数值的变化无法确定。答案:D评注:若将“一定”改为:可能,则 A、B、C、D 四备选项都可选。4.解析:(1)加入 Ag 降低 Cl 浓度,可使平衡向左移动。将水虚拟为容器,将离子虚拟为气体,则加“水容器”容积扩大,平衡向气体体积扩大的方向,即本反应的逆反应方向移动。(2)由美学知识可知,蓝黄相混可得绿色。这样 ,平衡向右移动,可使溶液由蓝变绿。由(1)知,加水 CuCl2 浓度降低,平衡向左移动;则增大 CuCl2 的浓度(或 Cu2 的浓度,或 Cl 的浓度)平衡向右移动。答案:(1)加水加 AgNO3(s)或 AgNO3(aq)(2)加 CuCl2(s)或浓 CuCl2(aq)加NaCl(s)或浓 NaCl(aq)等