例谈化学平衡习题隐含条件的挖掘,本文主要内容关键词为:化学平衡论文,习题论文,条件论文,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。
解题重在审题,若能挖掘出题中的隐含条件,则不仅会提高解题的准确性,还会大大提高解题速度.现举数例有关化学平衡的习题,就其隐含条件的挖掘给予浅析,供参考.
1 隐含化学反应速率的特点
例1 在2L的密闭容器中,充有2molS和一定量的,发生反应:2S+2S,当反应进行到4min时,测得S为0.4mol,若反应进行到2min时,容器中S的物质的量为( ).
A 1.6mol;B 1.2mol;
C >1.6mol; D <1.2mol
解析 本题中反应进行到4min时,消耗S为(2—0.4)mol=1.6mol,即平均每min消耗0.4molS,有的同学会认为反应进行到2min时,消耗S为0.8mol,故剩余S为1.2mol,因而错选B.实际上,这是忽略了隐含条件:化学反应速率为一段时间内的平均速率,且随着反应的进行,S浓度变小,故反应速率先快后慢,则在前2min内消耗S会多于0.8mol,故此时剩余S会小于1.2mol,应选择D.
2 隐含可逆反应的特点
例2 已知在一密闭容器内充入1molC和3mol,在850℃时,气体混合物达到平衡:C(g)+(g)CO(g)+O(g),已知达平衡时生成0.75molCO,则当改为9mol,在上述条件下重新达平衡时,生成CO和水蒸气物质的量之和可能为( ).
A 2.0mol;B 1.5mol;
C 1.8mol;D 2.5mol
解析原平衡时,n(O)=n(CO)=0.75mol,故CO与水蒸气共有1.5mol.当增加的量时,平衡向正反应方向移动,但要考虑到隐含条件,即这是一个可逆反应,反应物不能全部消耗.因此,1molC有余,则达到新平衡时,CO和水蒸气物质的量之和应小于2mol,故答案应在1.5~2.0mol之间,即选择C.
3 隐含主要因素对平衡移动的影响
例3 温度一定时,在密闭容器(容积固定)中,可逆反应2N达平衡后,若增大浓度,则新平衡时的([N]/[]与原平衡比较,其比值( ).
A 减小;B 增大;
C 不变;D 无法确定
解析 多数同学认为增大了的浓度,平衡一定向正反应方向移动,故[N]增大,即[N]/[]变大,从而选B.然而这样考虑是片面的,因为要考虑到隐含条件,即加入后,体系压强增大是主要的,故平衡是向逆反应方向移动,因此所求比值变小,即正确答案为A.这可以用等效假设法来证明:假设原平衡建立时是在xL的密闭容器中加入amol,这与同温下在2xL的容器中加入2amol时等效.当把此2xL容器压缩成xL时,这相当于向原xL容器中的平衡反应中又增加了amol,而加压后平衡是向逆反应方向移动的.
4 隐含混合气平均相对分子质量的变化
例4 在一个aL的密闭容器中,放入2molX气体和1molY气体,在一定条件下发生反应:3X(g)+Y(g)nW(g)+2Z(g),达平衡后,X的浓度减少到原来的1/2,混合气的平均相对分子质量增大了1/8,则反应式中的n值为( ).
A 1;B 2;
C 3;D 4;
解析 本题若按常规解法求解,则显得烦琐,解题关键是要深入分析,挖掘隐含,即从正反应开始建立平衡后,混合气体总质量未变,而平均相对分子质量增大,这说明反应后,气体的物质的量减少了,即存在关系式n+2<3+1,则有n<2,故选择A.
5 隐含等效平衡
例5 在一固定容积的密闭容器中,充入2molX气体和1molY气体,发生反应:2X(g)+Y(g)aW(g),达平衡后W的体积分数为,若维持容器容积和温度不变,按0.6molX、0.3molY和1.4molW为起始配比投入,若达平衡后,W的体积分数也为,则a的值为( )。
A 1;B 2;
C 3;D 4
解析 多数同学认为这是“恒温恒容”条件下的等效平衡问题,常用极端假设法,即将1.4molW完全推算到X、Y这2种反应物一端,即有0.6+1.4×2/a=2,或0.3+1.4/a=1,得a=2,即选B.然而,还应考虑到等效平衡的另一种情况,即定温定容条件下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,只要反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡相同,则两平衡等效.即当a=3时的情况.因此答案应为B、C.
6 隐含前提条件的不确定性
例6 在一密闭容器中进行以下反应:C(s)+O(g)CO(g)+(g),达平衡后,当温度不变、增大压强时,混合气的平均相对分子质量的变化趋势是( ).
A 增大;B 减小;
C 不变;D 无法确定
解析 多数同学认为CO与平均相对分子质量=15,加压使该平衡向逆反应方向移动,而O(g)的M[,2]=18,故增大,即选择A.但这样考虑是片面的,因为CO和的=15仅是反应从正方向开始建立平衡或起始时CO与的物质的量之比为1∶1的特殊情况.针对前提条件的不确定性,本题宜采用差量法,即加压后,平衡向逆反应方向移动,气体每减少1mol,质量减少12g,分以下3种情况讨论:
①若加压前混合气体的=12,则加压后每减少1mol气体,气体总质量也减少12g,而不变;
②若加压前混合气体的>12,而加压后平衡向逆反应方向移动时,气体每减少1mol,气体质量减少12g,小于混合气的故变大;
③若加压前混合气体的<12,则加压后平衡向逆方向移动时,气体每减少1mol,气体质量减少12g,大于混合气的,故变小.
综上分析,所以本题答案为D.