优化方案高考化学总复习 必修部分 突破全国卷专题讲座（五）化学平衡问题中常用的学科思想 苏教版-苏教版高三必修化学试题.doc

突破全国卷专题讲座(五)化学平衡问题中常用的学科思想[学生用书P137]在化学平衡问题中，运用某些学科思想能够很好地解决问题，其中比较常用的学科思想有：极值思想、虚拟思想和转化思想(等效思维法)。一、极值思想可逆性是化学平衡的前提，反应达到平衡状态时应是反应物和生成物共存的状态，每种物质的量不为0(可逆反应“不为0”原则)。但在处理化学平衡问题时，特别是在确定某些范围或在范围中选择合适的量时，往往可用极限分析法推断，即假设反应不可逆，则最多生成产物多少，有无反应物剩余。虽然这样的极值点是不可能达到的，却可以帮助我们确定某些数值的范围。该方法常用来判断混合物的组成，平衡混合物中各组分含量的范围等。解题的关键是将问题合理假设成某种“极值状态”，从而进行极端分析。一般来说，对于混合物成分的确定，常把混合物看作某单一组分进行讨论；对于化学平衡来说，常假设可逆反应向某一反应方向进行到底，再进行讨论。将1molCO和1molH2O(g)充入某固定容积的反应器中，在某条件下达到平衡：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，此时有eq\f(2,3)的CO转化为CO2，在相同条件下，若将1molCO2、1molH2和1molH2O(g)充入同一反应器中，当达到平衡后，混合气体中CO2的体积分数可能为()A．22.2%B．27.5%C．33.3%D．36.8%[解析]CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始时1mol1mol00平衡时eq\f(1,3)moleq\f(1,3)moleq\f(2,3)moleq\f(2,3)mol反应达到平衡时CO2的体积分数为eq\f(\f(2,3)mol,1mol＋1mol)×100%＝33.3%。当加入1molCO2、1molH2和1molH2O(g)时体现的关系为CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始时01mol1mol1mol转化后1mol2mol00与前一种情况相比，由于H2O(g)量的增加，达到平衡时CO的反应量应大于eq\f(2,3)mol，但小于1mol，CO2的生成量应大于eq\f(2,3)mol，小于1mol，因此平衡时CO2的体积分数应大于eq\f(\f(2,3)mol,3mol)×100%＝22.2%，而小于eq\f(1mol,3mol)×100%＝33.3%，故正确答案为B。[答案]B二、虚拟思想所谓虚拟思想，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。即把一种状态与另一种状态平衡时的情况(如转化率、物质的量浓度及含量等)进行比较，可以假设一个中间转化过程，便于比较。一定量的混合气体在密闭容器中发生反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)，达到平衡时，维持温度不变，将气体体积缩小到原来的1/2，当达到新的平衡时，气体C的浓度变为原平衡时的1.9倍，则下列说法正确的是()①m＋n>p②m＋n<p③平衡向逆反应方向移动④C的质量分数增加A．①③B．②③C．③④D．①④[解析]当气体体积缩小到原来的1/2，假设平衡未发生移动(虚拟出一种中间状态)，则C的浓度为原平衡时的2倍，而事实上平衡发生了移动，平衡移动的结果是C的浓度为原平衡时的1.9倍，则可认为由虚拟中间状态向逆反应方向发生了移动。[答案]B三、转化思想(等效思维法)通过变换思维角度，对题目作适当假设、代换或转化，使问题得以简化，以找出解题途径的思维方法。它是数学上等价转化思想在化学解题中的应用。由于化学平衡存在等效法——即某可逆反应在一定条件下达到化学平衡后，采用不同的方法改变外界条件，会导致平衡移动过程中某些方面的等效性，以此推出在其他方面也有等效法，从而将思维从陌生转换到熟悉，这样处理不仅思路清晰，还有助于培养学生由此及彼的联想思维能力。在一恒温恒容的密闭容器中，发生如下反应：2A(g)＋B(g)nC(g)。Ⅰ.若在容器中充入2molA和1molB作为起始物质，达平衡后C的体积分数为x%。Ⅱ.若在Ⅰ达到平衡后，再在容器中充入2molA和1molB，平衡向________反应方向移动，达到新平衡后C的体积分数为y%，则(填“>”“<”或“＝”)：(1)当n>3时，x%________y%；(2)当n＝3时，x%________y%；(3)当n<3时，x%________y%。[解析]比较两个化学平衡可知：Ⅱ分两次共加入4molA和2molB，即起始浓度Ⅱ恰好为Ⅰ的2倍，根据勒夏特列原理，增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动，则达新平衡后C的物质的量增大，但混合气体总物质的量也增大，因而达新平衡后C的体积分数如何改变一时难以确定。思维转换：平衡Ⅱ中A、B起始浓度均为平衡Ⅰ的2倍