等效平衡解题中的极限方法与运用技巧.doc

用极限假设法解决等效平衡问题
河南上省蔡县蔡沟初中马卫群463800
极限假设是科学研究中常见的一种思维方式，也是化学解题中常用的技巧和策略。在高考化学试题中，与等效平衡有关的试题尽管经常出现，尽管等效平衡的知识学生掌握得很好，可是遇到此类问题仍有很多学生束手无策造成失分。在教学中教会学生极限假设方法，可以从根本上解决这一问题。本文兹举几例谈谈化学解题中的最基本，最重要的极限假设方法与应用。一三类等效平衡简介
1恒温恒容条件下的等效平衡
对于在恒温恒容条件下进行的可逆反应:Ａ（g)+2B(g)→C(g)开始时按下列物质的配比进行，建立的平衡是等效的（１）1molA+2molB；(２)1molC；（３）0.5molA+1molB+0.5molC(４)0.25molA+0.5molB+0.75molC，等等．总结为“同起点，同终点”．
2恒温恒压条件下的等效平衡
对于在恒温恒压条件下进行的可逆反应：A(g)+2B(g)→C(g)开始时按下列物质的配比进行，建立的平衡是等效的．（１）1molA+2Bmol；（２）2molA+4molB；（３）nmolA+2nmolB；（４）nmolC［（３）,（４）n中为任意实数］．总结为“成比例，同终点”．
３等体积变化的等效平衡
不论是恒温恒容还是恒温恒压条件下进行的可逆反应:A(g)+2B(g)→C(g)(上述反应前后体积不变,称之为等体积变化),开始时按下列物质的配比进行，建立的平衡是等效的．(1)lmolA+1Bmol；（２）2molA+2molB；（３）nmolA+nmolB；（４）nmolC[(3),(4)中n为任意实数].总结为”成比例,同终点”
二极限假设法法的应用分析
就是把研究的对象或过程变化通过假设并推测理想的极限值,使因果关系变得非常明显,从而得出正确判段.
例1在密闭容器中进行的反应:X(g)+4Y(g)→2P(g)+3Q(g),XYPQ初始的物质的量分别为:0.1mol,0.4mol,0.2mol,0.3mol,.在一定条件下,当反应达到平衡后,各物质的物质的量不可能的是()
X为0.15molB.Y为0.9molC.P为0.3molD.Q为0.55mol
方法与技巧:通过讨论正,逆反应的两个极端结果,判断各物质物质的量的变化范围,进而做出正确的判断.
假设反应向正反应方向完全进行到底,则X(g)+4Y(g)→2P(g)+3Q(g)
起始量/mol0.10.40.20.3
极限量/mol000.40.6
假设反应向逆反应方向完全进行到底,则X(g)+4Y(g)→2P(g)+3Q(g)
起始量/mol0.10.40.20.3
极限量/mol0.20.800
由于反应的可逆性,反应完全进行到底是不可能的.因此,上述各物质的量的变化范围是:0故本题的正确选项为B.
例2.在一个容积固定的反应容器中,有一个左右无摩擦可自由滑动的隔板,两侧分别进行如图所示的可逆反应,各物质的起始加入量如下:M为2.5mol,N为3.0mol,P为0;A,C,D各为0.5mol,B为Xmol.当X在一定范围内变化时,均可通过调节反应器的温度,使两侧反应都达到平衡,并且使隔板恰好处于反应器的正中位置,
2M(g)+3N(s)→2P(g)A(g)+4B(g)→2C(g)+D(g)
若达到平衡后,测得M的转化率为75％,欲使右室反应开始时v正＞v逆,X的取值范围是＿＿＿＿
方法与技巧:左室进行的反应:2M(g)+3N(s)→2P(g),因N为固态物质,所以该反应是一个反应前后气体体积不变的反应,因此无论M的转化率如何,左室中气体的物质的量总为2.5mol.当两侧反应都达到平衡后,若使隔板恰好处于反应器正中位置,右室气体的总物质的量也必须是2.5mol.因此,欲使右室反应开始V正＞V逆,反应向正反应即气体体积缩小的方向进行,则右室反应开始时A,B,C,D的总物质的量应大于2.5mol.因此A,C,D各为0.5mol,一定有B的物质的量X＞1.
假设反应向正反应方向完全进行到底,则B应完全转化,A可能不一定完全转化,有:
A(g)+4B(g)==2C(g)+D(g)
起始量/mol0.5X0.50.5
极限量/mol0.5-00.5+0.5+
(0.5-(0.5+)+(0.5+)=2.5解得X=2
由于反应的可逆性,反应完全进行到底是不可能的,故X＜2.因此,欲使右室反应开始时V正＞V逆,X的取值范围是1＜X＜2.
2过程假设
过程假设即把实际较为复杂的变化过程假设为若干个简单,理想的过程,并以其为参照,使问题化难为易,避繁就简,并得以解决.
例3某温度下,在固定容积的密闭容器中,可逆反应A(g)+3B(g)==2C(g)达到平衡时,A,B,C各物质的物质的量分别是2mol,2molh和1mol.保持