高中化學(xué)反應(yīng)與天平平衡問題群析論文人教版

1、 “化學(xué)反應(yīng)與天平平衡”問題群析 句精彩紛呈的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)與天平平衡的考題 · 訓(xùn)練和考量學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)原理的分析、實驗與定量計算的能力 · 久考不衰·高考熱點·認(rèn)識規(guī)律·形成技能兩種活潑金屬分別與酸反應(yīng)，或者一種為金屬（如al），另一種為非金屬（如si）分別與強堿反應(yīng)，均會放出氣體。如果把盛放反應(yīng)物的器皿（如燒杯）放到天平的兩端，這樣就構(gòu)建了一系列精彩紛呈的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)與天平平衡的考題，由于這類題能很好地訓(xùn)練和考量學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)原理的分析、實驗與定量計算的能力，理所當(dāng)然地成為高考的熱點。解答此類問題應(yīng)有如下規(guī)律性認(rèn)識：要使天平平衡，只要保證天

2、平兩端凈增重相等即可，即天平兩端加入的物質(zhì)質(zhì)量與放出氣體質(zhì)量的差值（m表示）應(yīng)該相等。計算放出氣體的質(zhì)量時，必須考慮加入物質(zhì)與酸（或堿）反應(yīng)，是恰好完全反應(yīng)，還是有一種物質(zhì)過量，誰過量。情況不同，m的計算依據(jù)不同。 可能存在3種情況：兩種固體都過量 兩種固體都不足量 一種固體過量，另外一種固體不足量。例1：兩個燒杯加入同體積的濃度為2mol/l的h2so4，置于天平兩端，調(diào)平天平后，分別加入10.8g的al和mg，則反應(yīng)完畢后，天平（ ）(a)可能加mg一端下傾 (b)可能加al一端下傾(c)可能仍保持天平平衡 (d)無法判斷解析：此題未說明稀h2so4的體積，分下列三種情況討論：（1）若稀h

3、2so4均不足量（almg都未反應(yīng)完），因加稀h2so4物質(zhì)的量一定，則產(chǎn)生的h2的量相同，而m（al）= m（mg）=10.8g ，故反應(yīng)結(jié)束后，天平兩端的質(zhì)量變化相同，天平必然保持平衡 。（2）若稀h2so4均過量（almg都反應(yīng)完）2al + 3h2so4 = al2(so4)3 + 3h2 m54 g 6 g 48g108 g m1m1 = 9.6gmg + h2so4 =mgso4 + h2 m 24g 2g 22g10.8g m2m2 =9.9 g m1 m2加入mg一端質(zhì)量增加的多，必然往下傾。（3）若所加入的h2so4使mg完全反應(yīng)，使al不能完全反應(yīng)有剩余反應(yīng)h2放出后，mg

4、的一端溶液增重9.9g，加入al的一端溶液增重小于9.6g，故天平向加入mg的一端下傾。 答案：ac例2：托盤天平兩盤內(nèi)分別放入一個質(zhì)量相同的燒杯，燒杯里有200ml 1.00mol/l的鹽酸，天平平衡。向燒杯中分別加入下列各組中的兩種金屬（每個燒杯只放其中一種金屬），反應(yīng)結(jié)束后，天平仍保持平衡的是 （ ） （a）8gmg和8gzn （b） 1gmg和1gzn（c）0.1molmg和0.1molzn （d） 6.5gmg和0.1molzn解析：兩燒杯中hcl的物質(zhì)的量為0.2l×1.00mol/l=0.200mol,消耗mgzn的最大量分別為2.4g和6.5g。（a）中兩端所加金屬質(zhì)

5、量相等，且兩金屬均已過量，用hcl計算放出的h2 的量相等，故兩端的m相等，天平仍保持平衡。（b）中兩端所加金屬質(zhì)量也相等，但均不足量（鹽酸均過量），放出的h2 : mg>zn (鹽酸過量,用mgzn計算h2的量)，故加zn的一端m大，天平指針偏向zn。（c）中mgzn放出的h2質(zhì)量相等（mgzn恰好都與鹽酸反應(yīng)完全），加入的金屬質(zhì)量不等，天平指針偏向質(zhì)量大的一端（zn）。（d）中加入的金屬質(zhì)量與放出的h2質(zhì)量都分別相等，天平保持平衡。 答案：a、d例3：將兩只分別盛有500ml2mol· l-1 naoh溶液的燒杯置于天平的左右兩盤，天平平衡。向左盤加入x gsi粉，右盤加入

6、y gal粉，若要維持天平平衡，試x討論的不同取值范圍時，y的取值范圍，并建立y=f(x)的關(guān)系式。notice: 這里naoh完全反應(yīng)，但兩端放出的h2（h來自h2o而非naoh）不相同， 故y x解法二 ：有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式：si + 2naoh + h2o = na2sio3 + 2h2 m28g 2mol 24gal + naoh + h2o = na al o2 + 3/2h2 m27g 1mol 24g當(dāng)1mol naoh 跟al恰好完全反應(yīng)時, al的質(zhì)量y = 27g ,此時右盤增重24g ,要使左盤也增重24g 。則需si的質(zhì)量為14 + (2412 ) = 26g（注意，s

7、i已過量）?，F(xiàn)用數(shù)軸表示如下：討論： 提升訓(xùn)練：1.在托盤天平右盤上放一個盛有100ml 3mol/l naoh溶液的燒杯，左盤上放一個盛有 100ml 3mol/l鹽酸的燒杯，調(diào)節(jié)天平至平衡，然后在兩燒杯中各加入等質(zhì)量的鋁片，反應(yīng)完全后，則天平可能出現(xiàn)的情況是（ ）（a）左盤下沉 （b）右盤下沉（c）仍保持平衡 （d）無法判斷2在調(diào)整好的天平左右兩盤中各放一只大小和質(zhì)量均相同的燒杯，兩只燒杯中都盛有1mol/l 的稀硫酸 100ml ，然后分別向燒杯中加入一定量的鎂和鋁，充分反應(yīng)后天平仍能保持平衡，則鎂鋁的質(zhì)量分別為（ ） （a）24 g 鎂1.8 g鋁 (b) 5 g 鎂5 g鋁 ( c

8、) 2 g 鎂4 g鋁 (d) 0.9697g 鎂1g鋁3將等物質(zhì)的量的na和mg分別投入盛有等體積等質(zhì)量的量濃度的稀鹽酸的兩個燒杯中（兩燒杯的質(zhì)量相等），充分反應(yīng)后所得溶液連同燒杯的總質(zhì)量分別為mg和ng，則m和n的關(guān)系是（ ） （a）m n (b)mn (c)mn (d)mn (提示：mg與h2o在常溫下幾乎不反應(yīng)，在沸水條件下可反應(yīng)放出h2)4.在托盤天平的兩個托盤,分別放有兩個質(zhì)量相等的燒杯,燒杯中盛有等質(zhì)量的稀硫酸,天平仍保持平衡。在兩個燒杯中分別加入一定量的鎂和鋁，填寫下列空白：（1）若硫酸的量不足，反應(yīng)后鎂和鋁均有剩余且天平仍保持平衡，則(2)若硫酸過量，反應(yīng)后鎂和鋁均無剩余且天

9、平仍保持平衡，則（3）若反應(yīng)后一個燒杯中有金屬剩余，一個燒杯中金屬完全溶解，天平5在天平的左右兩托盤上各放一只質(zhì)量相同的燒杯，燒杯中注入1mol/l的稀h2so4 100ml，然后向一只燒杯中加入a g mg ，另一只燒杯中加入 b g al ，充分反應(yīng)后天平仍保持平衡，試討論 ab的取值范圍及應(yīng)滿足的關(guān)系。參考答案：1a c 2b 3a 4（1） = （2）32：33 12：11 （3）al 5解析：加入mgal之前天平是平衡的，加入mgal反應(yīng)后天平仍保持平衡，則兩溶液增重應(yīng)相等。當(dāng)然ab可以相等也可以不相等，但還要考慮酸的量是否過量等。硫酸的量為 n（h2so4）= 1mol/l×0.1l=0.1mol，最多放出氫氣的量為 n（h2）=0.1mol，m（h2）=0.2 g（1）若mgal均過量（酸完全反應(yīng)），兩端放出h2相同。由反應(yīng)mg+h2so4mgso4+