建模法解有关“”平衡题,本文主要内容关键词为:建模论文,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。
“”作为一个特殊的化学平衡,是高考考查的重要内容之一。多年来,在全国各地高考试卷中时有出现。为什么说它是一个特殊的化学平衡呢?原因是它只有一种反应物和一种生成物,不同于其他的化学平衡。这一特殊性给同学们的理解带来了很大的困难。为了帮助同学们很好地理解和正确的解决这一问题,笔者将有关“”平衡题作出了比较全面的汇总。
一、在定容密闭容器中的有关情况
例1 一定温度下,在一个定容的密闭容器中,可逆反应,达到了平衡状态,若向该容器中再充入一定量的气体,问:
(1)化学平衡将向____方向移动。
(2)达新平衡时,混合气体的颜色将会____。 (“加深”“变浅”“不变”)
(3)达新平衡时,的转化率____。(“变大”“变小”“不变”)
(4)达新平衡时,的体积分数____。 (“变大”“变小”“不变”)
(5)达新平衡时,____。 (“变大”“变小”“不变”)
解析 (1)在充入气体的瞬间,增大,不变,所以正反应速率增大,而逆反应速率不变,平衡向正反应方向移动。
(2)根据勒夏特列原理,达新平衡时,增大,颜色加深。
(3)同学们都知道,在一般的化学平衡中,增大某反应物的浓度,另一反应物的转化率增大,而该反应物本身的转化率将减小。那么,在本题中, 的转化率是减小的吗?恰恰相反,是增大的。为什么呢?我们可以借助于下列模型来理解:
甲和乙是两个容积相同的容器,丙容器的体积是乙的2倍。若在甲中充了1mol,在乙中充了2mol(即相当于在甲达平衡后又充了1mol),在丙中也充了2mol。很显然丙中的的转化率和甲中是相等的,而乙相当于是丙加压的结果,在加压的过程中平衡向正反应方向移动,使的转化率增大了。所以乙中的的转化率比甲中的大。
(4)变小(5)变小
例2 若向上述容器中充入一定量的气体,问:
(1)化学平衡将向____方向移动。
(2)达新平衡时,混合气体的颜色将会____。 (“加深”“变浅”“不变”)
(3)这新平衡时,____。 (“变大”“变小”“不变”)
(4)达新平衡时,的体积分数____。(“变大”“变小”“不变”)
解析 (1)在充入气体的瞬间, 增大,不变,所以逆反应速率增大,而正反应速率不变,平衡向逆反应方向移动。
(2)、(3)、(4)和例1的结果是相同的。因为充入一定量的和充入一定量的是等效的。
例3 若向上述容器中充入一定量的稀有气体,问:
(1)化学平衡将向____方向移动。
(2)达新平衡时,混合气体的颜色将会____。 (“加深”“变浅”“不变”)
(3)达新平衡时,的转化率____。(“变大”“变小”“不变”)
(4)达新平衡时,的体积分数____。(“变大”“变小”“不变”)
(5)达新平衡时,____。(“变大”“变小”“不变”)
解析 因为在充入稀有气体的瞬间,不变,也不变,所以正、逆反应速率都不变,平衡不移动。因此(2)、(3)、(5)都不变。 (4)的体积分数变小。因为容器内的气体的总物质的量增多,而的物质的量不变,所以体积分数变小。
例4 若给上述容器加热使温度升高(已知正反应为放热反应),问:
(1)化学平衡将向____方向移动。
(2)达新平衡时,混合气体的颜色将会____。 (“加深”“变浅”“不变”)
(3)达新平衡时,的转化率____。(“变大”“变小”“不变”)
(4)达新平衡时,的体积分数____。 (“变大”“变小”“不变”)
(5)达新平衡时,____。 (“变大”“变小”“不变”)
解答 (1)逆反应(2)加深(3)变小(4)变大 (5)变大。
二、在容积可变的密闭容器中的有关情况
例5 一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,可逆反应达到了平衡状态,若向该容器中再充入一定量的气体,问:
(1)化学平衡将向____方向移动。
(2)达新平衡时,混合气体的颜色将会____。 (“加深”“变浅”“不变”)
(3)达新平衡时,的转化率____。(“变大”“变小”“不变”)
(4)达新平衡时,的体积分数____。 (“变大”“变小”“不变”)
(5)达新平衡时,____。 (“变大”“变小”“不变”)
解析 (1)在充入气体的瞬间,容器的体积虽然变大,但增大,而变小,所以正反应速率增大,逆反应速率变小,平衡向正反应方向移动。
(2)不变(3)不变(4)不变(5)不变。
为什么(2)、(3)、(4)、(5)都是不变的呢?我们也可以借助于模型来理解:
甲、乙都是定压的密闭容器,若向甲中充了1mol气体,而在乙中充了2mol气体,则达平衡后乙的容积必定是甲的2倍。所以甲和乙中的的浓度、转化率、体积分数等都是相等的。
例6 若向上述容器中充入一定量的气体,问:
(1)化学平衡将向____方向移动。
(2)混合气体的颜色将会____。(“加深”“变浅”“不变”)
(3)达新平衡时,的体积分数____。 (“变大”“变小”“不变”)
(4)达新平衡时,____。 (“变大”“变小”“不变”)
解答 (1)逆反应(2)不变(3)不变(4)不变。
例7 若向上述容器中充入一定量的稀有气体,问:
(1)化学平衡将向____方向移动。
(2)达新平衡时,混合气体的颜色将会____。 (“加深”“变浅”“不变”)
(3)达新平衡时,的转化率____。(“变大”“变小”“不变”)
(4)达新平衡时,的体积分数____。 (“变大”“变小”“不变”)
(5)达新平衡时,____。 (“变大”“变小”“不变”)
解析 (1)因为在充入稀有气体的瞬间, 和都在同等程度的减小,相当于给体系减小压强,所以平衡向逆反应方向移动。
(2)变浅(3)变小(4)变小(5)变小。
综上所述,要快速、准确地解决有关“”平衡题,不能死记一般的化学平衡题的结论,要借助于模型来转换建立平衡的途径并灵活地运用化学平衡移动原理,这样,会得到事半功倍的效果。