等效平衡解题中的极限方法与运用技巧

1、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)一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;

2、(3)0.5molA+1molB+0.5molC(4)0.25molA+0.5molB+0.75molG等等.总结为同起点，同终八、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?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

3、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)一2P(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()A.X为0.15molB.Y为0.9molC.P为0.3molD.Q

4、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/mol0.10.40.20.3000.40.6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/mol0.10.40.20.30.20.8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

5、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

6、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X1.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尸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XV逆，X的取值范围是1X2.2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

7、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.保持温度不变，再充入A,B,C的物质的量分别为2mol,2mol,和1mol,则()A,平衡向逆方向移动B,平衡不发生移动C,A的转化率提高D,C的体积分数减小方法和技巧：此类问题一般是先构建一个虚拟的同温，同压的等效平衡，再依据题意进行放缩，根据勒夏特列原理进一步做出判断.互为等效2molA2molB.1molC2molA2molB1molC2mloA2molB1mo

8、lC112如图，同温同压下，容器1与虚拟容器2的左，右两部分完全相同，平衡时互为等效.当把容器2中假想的隔板抽出，容器1与虚拟容器2的平衡依然等效.依题意，此时我们推动假想的活塞左移，使容器2的体积与容器1的相同，即相当于在原实验条件不变的情况下，向原容器中再充入物质的量分别为2mol,2mol和1mol的A,B,C.根据勒夏特列原理，平衡将向着气体体积减小的方向即正反应方向移动，随之A的转化率提高,C的体积分数增大，故本题正确选项为C.例4某温度下，在一容积可变的容积中,反应2A(g)+B(g)-2c(g)达到平衡时,A,B和C的物质的量分别为4mol,2mol和4mol.保持温度和压强不变

9、，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡向右移动的是()A,均减半B,均加倍C,均增加1molD,均减小1mol方法与技巧：由于反应过程中容积可变即压强不变，同时又有温度也不变，因此，选项A,B中当三者的物质的量均减半或加倍变化时，容器的体积也相应地缩小为原来的1/2或增大为原来的2倍，各组分的浓度不变，此时与原平衡互为等效，反应继续维持原平衡状态，平衡不发生移动.即在恒温恒压下，当加入或减少反应物的物质的量之比等于原始物料之比(本题为2:1:2),平衡时，二者即互为等效平衡。因此，选项C中当三者的物质的量均增加1mol时，可设想为两步加入，即第一次加入A,B,C各1mol,0.5mol,1mol,因同温同压下，加入物料的物质的量之比等于原始物料之比，平衡时互为等效，此时平衡不发生移动,第二次再加入0.5molB,增大了反应物的浓度,则平衡向右移动.选项D中三者物质的量