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世纪金榜圆您梦想页(共24页)化学投稿咨询QQ:1113279516山东世纪金榜书业有限公司高中化学解题方法归纳(难点19~24)难点19平衡结果求取值通常是由起始数据求平衡结果,反其道则难度增加,若由平衡结果求取值范围,则更难。●难点磁场请试做下列题目,然后自我界定学习本篇是否需要。若273K下,某容器容积为10.0L,容器内存在如下平衡:2NO2+4SO24SO3+N2各物质起始量分别是:NO2:2.0mol、SO2:amol、SO3:4.0mol、N2:1.2mol;平衡时容器内气体的总物质的量8.0mol。只要a的取值合理,按上列数值投料平衡就不会发生移动,此时a为。●案例探究[例题]在一个容积固定的反应器(如图19—1)中,有一可左右滑动的密封隔板,两侧分别进行如图19—1所示的可逆反应。各物质的起始加入量如下:A、B和C均为4.0mol、D为6.5mol、F为2.0mol,设E为xmol。当x在一定范围内变化时,均可以通过调节反应器的温度,使两侧反应都达到平衡,并且隔板恰好处于反应器的正中位置。请填写以下空白:图19—1(1)若x=4.5,则右侧反应在起始时向(填“正反应”或“逆反应”)方向进行。欲使起始反应维持向该方向进行,则x的最大取值应小于___________。(2)若x分别为4.5和5.0,则在这两种情况下,当反应达到平衡时,A的物质的量是否相等?___________(填“相等”“不相等”或“不能确定”)。其理由是。命题意图:化学平衡移动考题,以前是求x的某一个具体数值,本题是求x的一个范围,这主要是对学生创新思维能力的考查。知识依托:勒夏特列原理。错解分析:通常平衡计算题是已知起始量求平衡结果,本题反其道而行之,已知平衡结果,求起始量的取值范围,增大了试题难度,结果:(1)不少学生不会解。(2)问答错的主要原因是忽视了左右两容器内温度相同这一客观条件。解题思路:(1)由于左侧反应为气体物质的量不变的反应,无论平衡如何移动,左侧气体总物质的量总是:4.0mol+4.0mol+4.0mol=12.0mol。当x=4.5时,反应起始时右侧气体总物质的量为:6.5mol+4.5mol+2.0mol=13.0mol。要使隔板位于反应器中间,右侧反应最终结果必须是:气体物质的总物质的量与左侧相等,即12.0mol;这样,右侧反应必须向气体物质的量缩小的方向,即该反应的正反应方向移动(评注:原题中说成:“右侧反应起始时向××方向进行”是不确切的,因为只要可逆反应一开始,就会同时向正、逆两个反应方向进行)下面求x的最大取值。方法①(列方程法):设达到平衡时,D的物质的量消耗amol,则:世纪金榜圆您梦想页(共24页)化学投稿咨询QQ:1113279516山东世纪金榜书业有限公司D(g)+2E(g)2F(g)n始6.5molxmol2.0moln平(6.5-a)mol(x-2a)mol(2.0+2a)mol(6.5-a)mol+(x-2a)mol+(2.0+2a)mol=12.0mol那么,(6.5-a)mol>0mol(x-2a)mol>0mol解得:x<7.0方法②(极限思维):由于起始时反应向正方向进行,则它的极限结果是nD=0或nE=0,二者具其一或其二,这时x可取最大值。D(g)+2E(g)2F(g)n始6.5molxmol2.0mol极限①0mol(x-13)mol15mol极限②(6.5-x/2)mol0mol(2.0+x)mol由极限①得:(x-13)mol+15mol=12.0mol,解得:x=10,此时:nE=(x-13)mol=-3mol,显然不合题意,应舍去。由极限②得:(6.5-x/2)mol+(2.0+x)mol=12.0mol,解得:x=7.0mol,可见,x的最大极限为7.0,即x<7.0,因为当x=7.0时,nE=0mol,显然不合题意。(2)只要注意题设:“x在一定范围内变化时,均可以通过调节反应器的温度..,使两侧反应都达到平衡,…。”显然,当x=4.5和5.0时,右侧反应的温度是不一样的,那么,整个反应器的温度也是不一样的,这对于左侧反应来说,是在不同的温度下建立的平衡,A的物质的量是不相等的。答案:(1)正反应7.0(2)不相等因为这两种情况是在两个不同温度下达到化学平衡的,平衡状态不同,所以A物质的量不相同●锦囊妙计由平衡结果求取值有两种方法:1.列方程法:根据反应移动的方向,设出某反应物消耗的量,然后列式求解。2.极限思维:有口诀如下:始转平、平转始,欲求范围找极值。极限思维是解此类问题的常用方法。●歼灭难点训练1.(★★★)题设同例题,求右侧平衡不移动时x的取值。2.(★★★★)题设同例题,求右侧平衡起始时向逆反应方向移动的x的取值范围。3.(★★★★)若nD=3.0mol,不论平衡如何移动,其他条件同例题,求x的取值范围。4.(★★★★★)在某条件下,容器中有如下平衡反应:A+4B2C+D(正反应放热)此时,A、B、C的物质的量均为amol,而D的物质的量为dmol。(1)改变a的取值,再通过改变反应条件,可以使反应重新达到平衡,并限定达到新的平衡时,D的物质的量只允许在d/2到2d之间变化,则a的取值范围(用a和d的关系式表示)。(2)如果要使本反应重新建立的平衡中,D的物质的量只允许在d到2d之间取值,则应该采取的措施是(从下面列出的选项中选择)。A.升高反应温度B.增大反应容器内之压强C.增大反应容器容积D.降低反应温度E.减小反应容器内之压强F.减小反应容器容积附:参考答案难点磁场世纪金榜圆您梦想页(共24页)化学投稿咨询QQ:1113279516山东世纪金榜书业有限公司提示:273K下,SO3是固体。答案:4.8mol歼灭难点训练1.解析:右侧平衡不移动,表明起始时,右侧气体总物质的量与左侧相等,为12.0mol。则:6.5mol+xmol+2.0mol=12.0molx=3.5答案:x=3.52.解析:仿照例题,本题有以下两种解法。方法①:设右侧反应向逆反应方向移动达到新的平衡时,D物质的量增大bmol。则:D(g)+2E(g)2F(g)n始6.5molxmol2.0moln平(6.5+b)mol(x+2b)mol(2.0-2b)mol由n始得:6.5mol+xmol+2.0mol<12.0mol解得x<3.5(6.5+b)mol+(x+2b)mol+(2.0-2b)mol=12.0mol由n平得:(2.0-2b)mol>0mol解得:x>2.5。可见x的取值范围是:2.5<x<3.5方法②:D(g)+2E(g)2F(g)n始6.5molxmol2.0mol极限7.5mol(x+2.0)mol0mol6.5mol+xmol+2.0mol<12.0mol由题意得:7.5mol+(x+2.0)mol+0mol>12.0mol解得:2.5<x<3.5答案:2.5<x<3.53.解析:仿照例题,本题有两种解法。方法①:设反应向右移动而达平衡时,nD减少amol,反应向左移动而达平衡时,nD增加bmol。D(g)+2E(g)2F(g)n始3.0molxmol2.0moln平①(3.0-a)mol(x-2a)mol(2.0+2a)moln平②(3.0+b)mol(x+2b)mol(2.0-2b)mol(3.0+b)mol+(x+2b)mol+(2.0-2b)mol=12.0mol由n平②得:(2.0-2b)mol>0mol解得:x>6.0世纪金榜圆您梦想页(共24页)化学投稿咨询QQ:1113279516山东世纪金榜书业有限公司可见,6.0<x<10.0方法②:D(g)+2E(g)2F(g)n始3.0molxmol2.0mol极限①0mol(x-6.0)mol8.0mol极限②(3.0-x/2)mol0mol(2.0+x)mol极限③4.0mol(x+2.0)mol0mol由极限①:(x-6.0)mol+8.0mol=12.0molx=10.0由极限②:(3.0-x/2)mol+(2.0+x)mol=12.0molx=14.0(×)由极限③:4.0mol+(x+2.0)mol=12.0molx=6.0则:6.0<x<10.0答案:6.0<x<10.04.提示:(1)A+4B2C+D(ΔH<0)已知平衡amolamolamoldmol极限①(a+d/2)mol(a+2d)mol(a-d)mold/2mol极限②(a-d)mol(a-4d)mol(a+2d)mol2dmol(横线上式子可不列出)由极限①:a-d>0;由极限②:a-4d>0,且a-d>0;则:a>4d。(2)不知道A、B、C、D聚集状态,可排除B、C、E、F选项,从而选D。答案:(1)a>4d(2)D难点20等效平衡解题模式等效平衡是指效果相同的平衡,即不论开始条件是否相同,只要平衡时各组分的质量分数相等。即可谓之等效平衡。●难点磁场请试做下列题目,然后自我界定学习本篇是否需要。在一定条件下,将2.0molSO2和1.0molO2通入下列容器中:图20—1活塞与大气相通,维持容器内温度不变,平衡时SO2的质量分数为w。则该容器内充入下列物质,相同条件下达到平衡时,SO2的质量分数也为w的是________。A.4.0molSO2和2.0molO2B.2.0molSO2、1.0molO2和3.0molSO3C.3.5molSO3D.2.2molSO2和1.8molO2E.4.5molSO2、4.5molO2和1.2molSO3●案例探究[例题]在一定温度下,把2molSO2和1molO2通入一个一定容积的密闭容器里,发生如下反应:世纪金榜圆您梦想页(共24页)化学投稿咨询QQ:1113279516山东世纪金榜书业有限公司2SO2+O22SO3当此反应进行到一定程度时,反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中,维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量(mol)。如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白:(1)若a=0,b=0,则c=___________,(2)若a=0.5,则b=___________,c=。(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(用两个方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c):________,________。命题意图:本题命题的基本意图在于以化学平衡这一重要的基本理论为出发点,来考查学生将具体事物抽象为一般规律的统摄思维的能力。而且由于规律是要求以数字来表示的,因而在一定程度上使试题的难度进一步增加。知识依托:化学平衡的概念及其特点。错解分析:本题切入容易——(1)问较易,深入难——(2)问较难、(3)问最难。试题很抽象,不能推断出第(2)问,也就不能推断出第(3)问。解题思路:解决本题有两种思维方法:归纳思维和演绎思维,都是重要的科学思维方法。方法1(归纳思维):本题对化学平衡的考查由具体到抽象。这与中学现行通用教材介绍化学平衡的主导思想相一致。问题在于考生对化学平衡理解的程度。本题设置了3个小问题,思维力度逐步提高。第(1)问最容易,它可作为解答全题的基础。对于一个建立了化学平衡的可逆反应来说,无论反应是从正反应开始还是从逆反应开始,当反应进行到一定程度时,正向反应速度将与逆向反应速度相等,这样就建立了化学平衡。此时反应混合物中各成分的质量分数都保持不变。对于平衡体系:2SO2+O22SO3来说,无论是从2molSO2和1molO2的混合物开始反应,还是从2molSO3开始反应,都将达到完全相同的化学平衡状态。按照上述分析,第(1)问的答案,显然是c=2。第(2)问则有所不同,其反应的初始态既不是2molSO2和1molO2,也不是2molSO3,而是包含了SO
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