化学平衡中的思想方法.docx
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化学平衡中的思想方法
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《化学平衡》一章是高中化学的难点,许多同学对本章习题一筹莫展,本文从思维方法上加以阐述,其中包括三部分内容:
一、列“三步曲”的思想;二、极限思维;三、等效平衡的思想运用于解不等效平衡。
以下是依照三种方法的一些解题思路,和各位探讨。
一、列“三步曲”的思想
转化的量(或反应速率)之比等于方程式的系数比,由此结合“三步曲”解题。
(“三步曲”中的各个量都必须使用同一单位)
说明:
列“三步曲”是解化学平衡的基础,是高考的重点,笔者认为2007年高考中如《化学平衡》一章出现大题,一定要考如何列“三步曲”。
例1.在2L的密闭容器中发生以下反应:
2A(g)+B(g)2C(g)+D(g)
若最初加入的A和B都是4mol,在前10S内,A的平均反应速率为0.12mol/(L·s),则10s时容器中B的物质的量为()。
A3.4molB2.8molC2.4molD1.2mol
解:
转化的A的物质的量为0.12mol/(L·s)×10s×2L=2.4mol,因转化的量与系数成正比,所以B转化1.2mol,C转化2.4mol,D转化1.2mol,由此有:
(单位统一用物质的量)
2A(g)+B(g)2C(g)+D(g)
起始4mol4mol00
转化2.4mol1.2mol2.4mol1.2mol
1S末1.6mol2.8mol2.4mol1.2mol
答案选B
例2.在2L的密闭容器中发生以下反应:
3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)若最初加入的A为3mol,B为2.5mol,5min后反应达平衡,测得C的平均反应速率为0.1mol/(L·min),生成1molD,则以下结论错误的是()。
A.x=2B.A的平均反应速率为0.15mol/(L·min)
C.B的转化率为20%D.平衡时B的浓度为0.5mol/L
解:
转化的C的物质的量为0.1mol/(L·min)×5min×2L=1mol,因反应只加了A和B,所以生成的1molD就是D的转化的量,因转化的量与系数成正比,所以B转化0.5mol,A转化1.5mol,且可解出x=2,由此有:
(单位统一用物质的量)
3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)
起始3mol2.5mol00
转化1.5mol0.5mol1mol1mol
10S末1.5mol2mol1mol1mol
因速率之比等于系数比,所以A的平均反应速率为0.15mol/(L·min),B的转化率为0.5/2.5×100%=20%,平衡时B的浓度为2mol/2L=1mol/L
答案选D
例3.在一密闭容器中发生以下反应A(g)+2B(g)2C(g),若最初加入等物质的量的A和B,反应达平衡时,若混合气体中A和B的物质的量之和等于C的物质的量,则A的转化率为()。
A.40%B.50%C.60%D.70%
解:
不妨设A和B起始量各为1mol,A的转化量为x,则B的转化量为2x,C的转化量为2x,由此有:
(单位统一用物质的量)
A(g)+2B(g)2C(g)
起始1mol1mol0
转化x2x2x
平衡时1-x1-2x2x
即1-x+1-2x=2x,所以x=0.4
所以A的转化率为0.4/1×100%=40%
答案选A
例4.一定温度下反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)达平衡时,n(SO2):
n(O2):
n(SO3)=2:
3:
4,缩小容器的体积,反应再次达到平衡时,n(O2)=0.8mol,n(SO3)=1.4mol,则n(SO2)为()。
A.0.4molB.0.6molC.0.8molD.1.2mol
解:
不妨设第一次达平衡时各物质的量分别为n(SO2)=2x;n(O2)=3x;n(SO3)=4x,缩小容器体积,平衡右移,设O2的转化量为y则有:
(单位统一用物质的量)
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
起始2x3x4x
转化2yy2y
平衡时2x-2y3x-y4x+2y
所以有3x-y=0.8;4x+2y=1.4解之:
x=0.3;
y=0.1,n(SO2)=2x-2y=0.4
答案选A
例5.某温度下,C(s)和H2O(g)在密闭容器中发生反应
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
当反应达平衡时,测得H2和CO的浓度分别为1.9mol/L,0.1mol/L,则CO2的浓度为()。
A.0.1mol/LB.0.9mol/LC.1.8mol/LD.1.9mol/L
解:
处理连锁反应时,如某物质在两个反应中均出现,则把第一个反应的平衡量(叫暂时平衡量),看成第二个反应的起始量,列多个“三步曲”解决问题;不妨设第一个反应H2O(g)的起始浓度为amol/L,转化浓度为xmol/L,则
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
起始amol/L00
转化xmol/Lxmol/Lxmol/L
平衡Ia-xmol/Lxmol/Lxmol/L
认为第一个反应达平衡时I中H2和CO的平衡浓度x为第二个反应中H2和CO的起始浓度,且设第二个反应中CO的转化浓度为ymol/L,则:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
起始xmol//La-xmol/L0mol/Lxmol/L
转化ymol/Lymol/Lymol/Lymol/L
平衡IIx-ymol/La-x-ymol/Lymol/Lx+ymol/L
(注意:
xmol/L为CO的暂时平衡浓度,其中x-ymol/L才是CO的真实平衡浓度)所以x-y=0.1,x+y=1.9,解之:
x=1;y=0.9
答案选B
习题:
1.在恒温.恒容(容积为2L)的密闭容器中发生以下反应:
2A(g)+B(g)xC(g)+2D(S)若最初加入的A为2mol,B为2mol,2min后反应达平衡,测得C的浓度为1.2mol/L,此时B剩余1.2mol。
(1)从开始反应至达到平衡状态.C的平均反应速率为
(2)x=
(3)A的转化率与B的转化率之比为
(4)A的平衡浓度为
2.1molA气体与nmolB气体按下式反应生成C,A(g)+nB(g)mC(g),反应一段时间后,测得A的转化率是50%,此时气体的密度是反应前(同温同压)的4/3,则n和m的数值可能是()。
A.n=1m=1B.n=3m=3C.n=2m=3D.n=3m=2
3.在2L的密闭容器中发生以下反应:
2A(g)+B(g)2C(g)若最初加入的A和B各为4mol和2mol
在2s后,测得C的浓度为0.6mol/L,现有下列几种说话,其中正确的是()。
①用物质A表示的反应平均速率为0.3mol/(L·s)
②用物质B表示的反应平均速率为0.6mol/(L·s)
③2s时物质A的转化率为70%
④2s时物质B的浓度为0.7mol/L
其中正确的是()。
A①③B①④C②③D③④
4.把0.6mol气体x和0.4mol气体y混合于2.0L的密闭容器中。
发生反应:
3x(g)+y(g)nz(g)+2w(g)
测得5min末已生成0.2molw,又知以z表示的平均反应速率为0.01mol/(L·min),则n为()。
A.1B.2C.3D.4
5.加热N2O5时发生以下两个分解反应:
N2O5(g)N2O3(g)+O2(g);N2O3(g)N2O(g)+O2(g).在1L密闭容器中加热4molN2O5,达平衡时O2的浓度为4.5mol/L,N2O3的浓度为1.62mol/L.则在该温度下,各物质平衡浓度正确的是()。
A.N2O5的浓度为1.44mol/LB.N2O5的浓度为0.94mol/L
C.N2O的浓度为1.44mol/LD.N2O的浓度为3.48mol/L
参考答案:
1.0.6mol/(L·min)32:
10.2mol/L
2.AD
3.B
4.A
5.提示该题为连锁反应,按连锁反应处理方法列二个“三步曲”答案选BC
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