化学平衡中的思想方法之二

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杂繁市保价阳光实验学校化学平衡中的思想方法之二——极限思维

主要思想：按方程式的系数极限的转化为反物或生成物(即一边倒)，特别注意极值是否可取

一、 解决取值范围的问题 例1.一条件下,在反2SO2 (g) +O2(g)

2SO3(g)平衡体系中：

n(SO2) =2.0 mol/L , n(O2) = 0.8 mol/L, n(SO3)= mol/L ,那么 SO2

的起始浓度的范围为( )。

A . 0.4～2.0 mol/L B. 0.4～ mol/L C . 0～4 mol/L D . 无法确

解:把平衡时的量看成起始量,极限地向左转化为反物(按SO3的量转化),那么有:(单位统一用物质的量浓度)

2SO2(g) + O2(g)

2SO3(g)

起始 2.0 0.8 转化

极限I 2.0 0

极限地向右转化为生成物(按O2的量转化),那么有:(单位统一用物质的量浓度)

2SO2(g) + O2(g)

2SO3(g)

起始 2.0 0.8 转化 1.6 0.8 1.6 极限II 0.4 0 4

答案选 B

例2.在一密闭容器中发生以下反：CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2(g),假设最初

参加物质的量的 CO 和 H2O 各1 mol,反达平衡时,生成0.67 mol CO2,假设在相同条件下将 H2O 的物质的量改为 4 mol。反达平衡时生成 CO2 可能为( ) mol。

A .4 C.0.94 D. 0.52

解: H2O的物质的量改为4 mol.相当于先让1 mol CO 和1 mol H2O 反达平衡后,再参加3 mol H2O,显然平衡右移,所以 CO2 的物质的量大于0.67 mol,用极限法找CO2的极大值(按CO的量转化):

CO(g) + H2O(g)

CO2(g) + H2(g)

起始 1 mol 4 mol 0 0

转化 1 mol 1 mol 1 mol 1mol 极限 0 mol 3 mol 1 mol 1 mol

所以CO2的极大值为1 mol(但1不能取) 答案选C

例3. 在体积固的密闭容器中通入A ﹑C﹑D各1 mol和x mol 的B发生反: A(g)+4B(g)

2C(g)+ D(g)


当x在一范围内变化,均可通过调节反器的温度,使反达平衡时保持容器中气体总物质的量为5 mol,假设使起始反向正方向进行,那么x的范围为〔 〕。

A.1﹤x﹤2 B.1﹤x﹤5 C.2﹤x﹤4 D. 2﹤x﹤5 解: 正反是气体物质的量减小的反

极限① 平衡不移动气体总物质的量为5 mol 时那么B为 2 mol,显然要使平衡右移那么B的物质的量大于 2 mol；极限②B较多时,平衡极限的右移后气体总物质的量为 5 mol，(不妨按A的量转化)那么 A(g) + 4B(g) 2C(g) + D(g)

起始 1 mol x 1 mol 1 mol

转化 1 mol 4 mol 2 mol 1 mol

极限 0 mol x-4 3 mol 2 mol

即x - 4 + 3 +2 =5 所以x的最大值为4(注意4不可以取) 答案选 C

二、解决效平衡的问题

极限思想主要用于解决效平衡问题。 (1)恒温、条件下的效平衡。

思路:用极限法处理后各物质的值对相(即一边倒后,值相同) (2)恒温、恒压条件下的效平衡。

思路:用极限法处理后各物质间的比值对相(即一边倒后,比值相同)。 (3)特殊情况,体积反(恒温)

思路:用极限法处理后各物质间的比值对相(即一边倒后,比值相同)。 例1.在t℃,体积固的一容器中分别投入2 mol SO2 和1 mol O2;发生反: 2SO2(g) +O2(g)

2SO3(g)

反进行到一程度时,反混合物就处于化学平衡状态.现在该容器中,维持温度不变,设a、b、c分别代表初始参加的SO2、O2、SO3的物质的量,如a、b、c取不同的数值,它们必须满足一的相互关系,才能保证达平衡时,反混合物中三种气体的百分含量仍与上述平衡完全相同,请填空。

(1) 假设a = 0 , b=0那么 c=

(2) 假设a = 0.5 , 那么b= c= (3) a、b、c取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式

表示,一个只含a和c,一个只含b和

c

解:因为是恒温、条件下的效平衡.所以用极限法处理后其值对相(1)极限的地转化为反物( SO3 转化c mol)那么有:

2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)

起始 0 0 c 转化 c c/2 c 极限 c c/2 0


所以c=2

(2)极限的地转化为反物,SO3 转化c mol ,那么有:

2 SO2 (g)+ O2(g)

2SO3(g)

起始 0.5 b c 转化 c c/2 c 极限 0.5+c b+c/2 0 所以0.5+c=2, b+c/2=1解之c= ; b=0.25

(2)极限的地转化为反物, SO3 转化c mol,那么有:

2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)

起始 a b c 转化 c c/2 c 极限 a+c b+c/2 0 所以a+c=2, b+c/2=1

例2.在t ℃,体积固的一容器中分别投入2 mol A和1 mol B,发生反： 2A(g)+B(g)

3C(g)+D(g)，达平衡后,C的浓度为W mol/L ,在该容器中,

维持温度不变,按以下四种配比为起始物质,达平衡后,C的浓度仍为W mol/L的是( )。

A. A 4 mol B 2 mol

B.A 1 mol B 0.5 mol C mol D 0.5 mol C. A mol B mol C mol D 0.5 mol D .C 3 mol D 1 mol

解:因为是恒温、条件下的效平衡.所以用极限法处理后其值对相(极限的地转化为反物)那么有: 答案A中对值4 mol A和2 molB与题干中2 mol A和1 mol B对不，那么答案A错。

答案B中: 那么 2A(g) + B(g) 3C(g) + D(g)

起始 1 mol 0.5 mol mol 0.5 mol

转化 1 mol 0.5 mol mol 0.5 mol

极限 2 mol 1 mol 0 mol 0 mol

那么答案B正确,同理C错D正确

例3.以下各起始条件下的反达平衡时,与A是同一平衡状态的是(恒温、恒压)( )。

N2(g) + 3H2(g)

2NH3(g)

A. 1 mol 1 mol 0mol B. 0 mol 2 mol 2 mol C. mol mol 0 mol

D. 1 mol 3 mol 2 mol 解:将B、C、D中的生成物极限地转化为反物得: N2(g) + 3H2(g)

2NH3(g)

B. 1 mol 5 mol 0 mol C. mol mol 0 mol

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