精修版高考化學(xué)最有效的解題方法難點(diǎn)【20】等效平衡解題模式含答案

1、精品文檔高考化學(xué)高考化學(xué)最有效的解題方法難點(diǎn)20等效平衡解題模式等效平衡是指效果相同的平衡，即不論開(kāi)始條件是否相同，只要平衡時(shí)各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等。即可謂之等效平衡。難點(diǎn)磁場(chǎng)請(qǐng)?jiān)囎鱿铝蓄}目，然后自我界定學(xué)習(xí)本篇是否需要。在一定條件下，將2.0 mol so2和1.0 mol o2通入下列容器中：圖201來(lái)源:活塞與大氣相通，維持容器內(nèi)溫度不變，平衡時(shí)so2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w。則該容器內(nèi)充入下列物質(zhì)，相同條件下達(dá)到平衡時(shí)，so2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也為w的是_。a.4.0 mol so2和2.0 mol o2b.2.0 mol so2、1.0 mol o2和3.0 mol so3c.3.5 mol so3d.

2、2.2 mol so2和1.8 mol o2e.4.5 mol so2、4.5 mol o2和1.2 mol so3案例探究例題在一定溫度下，把2 mol so2和1 mol o2通入一個(gè)一定容積的密閉容器里，發(fā)生如下反應(yīng)：催化劑2so2o2 2so3當(dāng)此反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，反應(yīng)混合物就處于化學(xué)平衡狀態(tài)?，F(xiàn)在該容器中，維持溫度不變，令a、b、c分別代表初始加入的so2、o2和so3的物質(zhì)的量(mol)。如果a、b、c取不同的數(shù)值，它們必須滿足一定的相互關(guān)系，才能保證達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡時(shí)的完全相同。請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白：(1)若a=0，b=0，則c=_，(2)若a=

3、0.5，則b=_，c= 。(3)a、b、c取值必須滿足的一般條件是(用兩個(gè)方程式表示，其中一個(gè)只含a和c，另一個(gè)只含b和c)：_，_。來(lái)源:命題意圖：本題命題的基本意圖在于以化學(xué)平衡這一重要的基本理論為出發(fā)點(diǎn)，來(lái)考查學(xué)生將具體事物抽象為一般規(guī)律的統(tǒng)攝思維的能力。而且由于規(guī)律是要求以數(shù)字來(lái)表示的，因而在一定程度上使試題的難度進(jìn)一步增加。知識(shí)依托：化學(xué)平衡的概念及其特點(diǎn)。錯(cuò)解分析：本題切入容易(1)問(wèn)較易，深入難(2)問(wèn)較難、(3)問(wèn)最難。試題很抽象，不能推斷出第(2)問(wèn)，也就不能推斷出第(3)問(wèn)。解題思路：解決本題有兩種思維方法：歸納思維和演繹思維，都是重要的科學(xué)思維方法。方法1(歸納思維)：本

4、題對(duì)化學(xué)平衡的考查由具體到抽象。這與中學(xué)現(xiàn)行通用教材介紹化學(xué)平衡的主導(dǎo)思想相一致。問(wèn)題在于考生對(duì)化學(xué)平衡理解的程度。本題設(shè)置了3個(gè)小問(wèn)題，思維力度逐步提高。第(1)問(wèn)最容易，它可作為解答全題的基礎(chǔ)。對(duì)于一個(gè)建立了化學(xué)平衡的可逆反應(yīng)來(lái)說(shuō)，無(wú)論反應(yīng)是從正反應(yīng)開(kāi)始還是從逆反應(yīng)開(kāi)始，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，正向反應(yīng)速度將與逆向反應(yīng)速度相等，這樣就建立了化學(xué)平衡。此時(shí)反應(yīng)混合物中各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都保持不變。對(duì)于平衡體系：2so2o2 2so3來(lái)說(shuō)，無(wú)論是從2 mol so2和1 mol o2的混合物開(kāi)始反應(yīng)，還是從2 mol so3開(kāi)始反應(yīng)，都將達(dá)到完全相同的化學(xué)平衡狀態(tài)。按照上述分析，第(1)問(wèn)的答案

5、，顯然是c=2。第(2)問(wèn)則有所不同，其反應(yīng)的初始態(tài)既不是2 mol so2和1 mol o2，也不是2 mol so3，而是包含了so2、o2、so3三種氣體物質(zhì)，且已指定so2為0.5 mol。解這個(gè)問(wèn)題的基本思路是：如果能夠把加入的各初始物質(zhì)的物質(zhì)的量轉(zhuǎn)換為等價(jià)于a=2、b=1、c=0時(shí)，就一定會(huì)使反應(yīng)達(dá)到與題設(shè)相同的化學(xué)平衡狀態(tài)，這樣就實(shí)現(xiàn)了題目所提出的要求?，F(xiàn)在題目設(shè)定a=0.5，那么對(duì)于b，符合邏輯的推斷當(dāng)然應(yīng)該是b=0.25接著，要判斷c的值，與a=2、b=1、c=0的初始狀態(tài)相比較。a、b的差值分別是a=20.5=1.5b=10.25=0.75從化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系可知c

6、=1.5由于題設(shè)的初始狀態(tài)時(shí)c=0，此處c為零與1.5之差，也即在(2)中c=1.5(前已指出a=0.5，b=0.25)。為回答第(3)問(wèn)，需將(1)、(2)兩問(wèn)中的具體解“升華”為一般解，即將具體問(wèn)題抽象成普遍規(guī)律。從a=0、b=0、c=2和a=0.5、b=0.25、c=1.5兩組關(guān)系中，不難發(fā)現(xiàn)下列兩式可以成立：ac=22bc=2這是一組有普遍意義的關(guān)系式。它們相當(dāng)于2 mol so2和1 mol o2反應(yīng)建立起的化學(xué)平衡或由2 mol so3反應(yīng)建立起的化學(xué)平衡時(shí)各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。當(dāng)然，這兩個(gè)式子也可以寫(xiě)成其他形式。方法2(演繹推理)：還可以提出另外一種方法，可以通過(guò)一次計(jì)算使3個(gè)問(wèn)題都

7、得到解答。設(shè)反應(yīng)在題設(shè)條件(2 mol so2與1 mol o2為起始反應(yīng)物)達(dá)化學(xué)平衡時(shí)生成的so3的物質(zhì)的量為x mol，則：2so2o2 2so3起始時(shí) 2 1 0平衡時(shí)2x 10.5x x設(shè)so2、o2和so3為起始反應(yīng)物，其物質(zhì)的量分別為a mol、b mol和c mol，達(dá)化學(xué)平衡時(shí)生成的so3的物質(zhì)的量為y mol，則：2so2o2=2so3起始時(shí)a b c平衡時(shí)ay b0.5y yc由于上述兩個(gè)化學(xué)平衡是等價(jià)的，下列關(guān)系應(yīng)當(dāng)成立，并構(gòu)成了一個(gè)方程組：2x=ay10.5x=b0.5yx=yc從上式可以得到ac=22bc=2這就是第(3)問(wèn)的解。若a=0，b=0，代入上式，得：c=

8、2這就是第(1)問(wèn)的解。若a=0.5，代入上式，得：b=0.25，c=1.5這就是第(2)問(wèn)的解。答案：(1)2 (2)0.251.5 (3)ac=22bc=2錦囊妙計(jì)1.恒溫恒容條件下的等效平衡恒溫恒容條件下，建立等效平衡的條件是：反應(yīng)物投料量相當(dāng)。如在t的v l恒溫恒容甲、乙兩容器中，甲中投入2 mol so2和1 mol o2，乙中投入2mol so3，平衡時(shí)兩容器中so3的體積分?jǐn)?shù)相等。若某平衡反應(yīng)為：ma(g)nb(g) pc(g)qd(g)且mn=pq，則壓強(qiáng)對(duì)平衡無(wú)影響，這時(shí)建立等效平衡的條件是：相同反應(yīng)物的投料比相等；若投料物質(zhì)不一樣時(shí)，可依反應(yīng)方程式轉(zhuǎn)化后再作比較。如溫度t、

9、體積為v l的甲、乙兩恒溫恒容容器中，甲中充入1 mol的i2蒸氣和1 mol的h2，乙中充入3 mol的i2蒸氣和3 mol的h2，那么平衡時(shí)，甲、乙兩容器中hi的體積分?jǐn)?shù)相同。2.恒溫恒壓條件下的等效平衡恒溫恒壓條件下，建立等效平衡的條件是：相同反應(yīng)物的投料比相等。若投料物質(zhì)不相同時(shí)，可依反應(yīng)方程式完全轉(zhuǎn)化后作比較。如3 l帶活塞的甲、乙兩容器，保持 t和1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，甲中投入2 mol n2和5 mol h2，乙中投入4 mol n2和10 mol h2，建立平衡時(shí)，兩容器中nh3體積分?jǐn)?shù)相等。殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練1.()將2.0 mol so2氣體和2.0 mol so3氣體混合于固定體積的密

10、閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2so2(g)o2(g) 2so3(g)，達(dá)到平衡時(shí)so3為n mol。在相同溫度下，分別按下列配比在相同密閉容器中放入起始物質(zhì)，平衡時(shí)so3等于n mol的是( )a.1.6 mol so20.3 mol o20.4 mol so3b.4.0 mol so21.0 mol o2c.2.0 mol so21.0 mol o22.0 mol so3d.3.0 mol so21.0 mol o21.0 mol so32.()在一固定容積的密閉容器中，充入2.0 mol a和1.0 mol b發(fā)生如下反應(yīng)：2a(g)b(g) xc(g)達(dá)到平衡后，c的體積分?jǐn)?shù)為(c)

11、。若維持容器體積和溫度不變，改為充入0.6 mol a、0.3 mol b和1.4 mol c為起始物質(zhì)，反應(yīng)達(dá)平衡后，c的體積分?jǐn)?shù)也為(c)，則x可能為( )a.1b.2c.3d.43.()在一個(gè)固定體積的密閉容器中，保持一定溫度，進(jìn)行以下反應(yīng)：h2(g)br2(g) 2hbr(g)已知加入1 mol h2和2 mol br2時(shí)，達(dá)到平衡后生成a mol hbr(見(jiàn)下表的“已知”項(xiàng))，在相同條件下，且保持平衡時(shí)各組分的含量不變，對(duì)下列編號(hào)(1)(3)的狀態(tài)，填寫(xiě)表中的空白。編號(hào)起始狀態(tài)(mol)來(lái)源:平衡時(shí)hbr(g)來(lái)源:物質(zhì)的量(mol)h2br2hbr已知120a(1)240(2)10

12、.5 a(3)mn(n2m)4.()在一定溫度下，把2.0體積n2和6.0體積h2通入一個(gè)帶活塞的體積可變的容器中，活塞的一端與大氣相通，如圖202所示。容器中發(fā)生的反應(yīng)如下：n23h22nh3(正反應(yīng)放熱) 圖202若反應(yīng)達(dá)到平衡后，測(cè)得混合氣體為7.0體積。試回答：(1)保持上述反應(yīng)溫度不變，設(shè)a、b、c(ab=13)分別代表初始加入的n2、h2和nh3的體積，如果反應(yīng)達(dá)到平衡后，混合氣體中各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)仍與上述平衡完全相同。那么：若a=1.0，c=2.0，則b=_。在此情況下，反應(yīng)起始時(shí)將向_方向進(jìn)行(填“正”或“逆)。若規(guī)定起始時(shí)反應(yīng)向逆方向進(jìn)行，則c的范圍是_。(用含a、b的式子表

13、示)。(2)在上述裝置中，若需控制平衡后混合氣體為6.5體積，則可采取的措施是_，原因是_。附：參考答案難點(diǎn)磁場(chǎng)提示：題設(shè)條件為恒溫恒壓，凡通入so2和o2物質(zhì)的量比與題干相同者都符合題意，不論so3通入多少，都符合題意。答案：abc殲滅難點(diǎn)訓(xùn)練1.提示：依據(jù)恒溫恒容下建立等效平衡的條件：投料量相等，將備選項(xiàng)中o2完全轉(zhuǎn)化后，得如下數(shù)據(jù)：a.1.0 mol so21.0 mol so3b.2.0 mol so22.0 mol so3c.4.0 mol so3d.1.0 mol so23.0 mol so3與題干比較，可知只有b符合題意。答案：b2.解析：恒溫恒容條件下，建立等效平衡的條件有兩種

14、情況：當(dāng)反應(yīng)物的計(jì)量數(shù)之和不等于生成物的計(jì)量數(shù)之和時(shí)，必須投料量相等(若投料物質(zhì)不一樣，則應(yīng)依化學(xué)方程式轉(zhuǎn)化后再作比較)；當(dāng)反應(yīng)物的計(jì)量數(shù)之和等于生成物的計(jì)算數(shù)之和時(shí)，投料比相等亦可(若投料物質(zhì)不一樣，則應(yīng)依化學(xué)方程式轉(zhuǎn)化后再作比較)。依據(jù)前一種觀點(diǎn)，可知b項(xiàng)可選；依據(jù)后一種觀點(diǎn)，可知c項(xiàng)可選。答案：bc3.解析：“平衡不因壓強(qiáng)的改變而移動(dòng)”是此題一個(gè)很重要的已知條件。h2(g)+br(g)2hbr(g) n平（hbr） (m0.5x)(n0.5x)y=12a解之，x=2(n2m)，y=(nm)a。答案：(1)2a(2)0 0.5(3)2(n2m)(nm)a4.解析：(1)題設(shè)反應(yīng)是在恒溫恒壓

15、下進(jìn)行的，恒溫恒壓建立等效平衡的條件是：相同物質(zhì)的投料比相等(若投料物質(zhì)不一樣，可依化學(xué)方程式轉(zhuǎn)化后再作比較)。就本題而言，不論向原平衡體系中充入任意體積的nh3，還是充入任意體積的比例符合v(n2)v(h2)=2.06.0=13的n2和h2的混合氣體，建立新平衡后，混合氣體中各氣體的體積分?jǐn)?shù)都與原平衡體系中同種物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)相同。先求原平衡體系中n2、h2、nh3的體積：v(n2)、v(h2)、v(nh3)n23h22nh3v132 1322.0v(n2)6.0v(h2) v (nh3) 2.06.07.0v(n2)=1.5，v(h2)=4.5，v(nh3)=1.0則a=1.0，c=2.0時(shí)，b的求法為n23h22nh3v平1.54.51.01.0b2.0因?yàn)閚h3投入的