等价思维在化学平衡问题求解中的应用_化学平衡论文

等效思维在求解化学平衡题中的应用,本文主要内容关键词为:化学平衡论文,思维论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

所谓等效思维,就是在效果相同的前提下,把实际的、难于理解的问题变成理想的、易于思考的问题.它是数学上“等价转化思想”在化学解题中的应用,是一种常用的有效的科学思维方法。它常常是通过变换思维角度,对题目作适当假设或者代换,或者转化,或者变化途径。等效思维的关键在于其思维的等效性,即你的假设、代换都必须符合原始题意。化学平衡是教学中的重点,也是各类考试的热点,学生学习的难点。如果能根据化学平衡的特点,挖掘化学平衡的等效性,巧妙地应用等效思维进行思维转换,往往能达到柳暗花明的效果。

一、应用等效思维判断含量或转化率的变化

例1 在固定容积的密闭容器中,充入一定量A,发生反应,达平衡后,在温度不变的情况下,再充入一定量的A物质,下列判断正确的是

A.若a=B+c,B的体积分数增大

B.若a>b+c,A的转化率变小

C.若a=b6+c,B的体积分数不变

D.若a<6+c,A的转化率变大

思维转换 当a=b+c时,再充入A物质后,相当于在原平衡基础上增大压强,重新达到平衡后A的转化率及A、B、C的体积分数都不会改变;当a>b+c时,原平衡向正反应方向移动,A的转化率变大;当a<b+c时,原平衡逆向移动,A的转化率变小,答案为C。

解析 在恒温恒容条件下,再充入一定量的A物质,平衡向正反应方向移动,但是该反应物A的转化率、体积分数与气体物质的化学计量数有关。应用等效思维法判断含量或转化率的变化:恒温恒容条件下,若反应物只有一种,增大(或减小)此物质的量,即可通过等效思维转换为压强的增大(或减小)来判断;若反应物不止一种,只要同等倍数地增大(或减小)各反应物的物质的量,同样可通过等效思维转换为压强的增大(或减小)来判断。

二、应用等效思维解决等效平衡问题

在一定条件下,同一可逆反应从两种不同的起始状态开始反应,达到平衡时若两平衡中相同组分的物质的量分数(或气体的体积分数)均相等,则两平衡互为等效平衡。

综上所述答案为B。

三、等效思维解题方法归类

1.恒温恒容时(容积不变):此时各不同的起始状态,可以把一边“归零”,通过可逆反应化学计量数比换算成同一半边物质的物质的量,①若反应前后气体分子数不等的可逆反应,如果两初始状态物质的量相同,则两平衡等效;②若反应前后气体分子数相等的可逆反应,如果两初始的物质的量比相同,则两平衡等效。

2.恒温恒压时(体积可变);此时各不相同的起始状态,也可以把一边“归零”换算成同一半边物质的物质的量,只要各物质的物质的量之比相同,则两平衡等效。

3.引起容器内气体压强变化一般可分为三种情况:

(1)在其他条件不变时,外界压强变化导致容器体积变化,该变化使反应体系中各气体的浓度同时且同等程度变化,此种情况可用勒夏特列原理判断平衡移动。

(2)通入与反应体系无关的气体,应注意在恒温恒容与恒温恒压时,对平衡移动的影响不同。

(3)通入与反应体系有关的气体,一般可参考物质浓度的改变来判断平衡移动的方向。

等效思维在化学平衡的解题中是一种实用的解题技巧,在化学平衡的教学过程中,应该以化学知识为载体,对学生进行思维训练,善抓本质,培养其思维的深刻性,它是一切思维品质的基石。在解化学平衡问题中,巧用等效思维可以拓宽思路,开阔视野,最终达到提升思维品质之目的。

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