高中化学：用假设思想解化学平衡题

一、极端假设

例1、在一密闭容器中进行反应：2SO₂（g）+O₂(g) 2SO₃(g)。已知反应过程中某一时刻SO₂、O₂、SO₃的浓度分别为0.2mol·L^-1、0.1mol·L^-1、0.2mol·L^-1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是（  ）

A. SO₂为0.4mol·L^-1，O₂为0.2mol·L^-1

B. SO₃为0.25mol·L^-1

C. SO₂、SO₃均为0.15mol·L^-1

D. SO₃为0.4mol·L^-1

分析：A项数据表明，题中0.2mol·L^-1的SO₃完全转化成了SO₂和O₂即平衡时，c（SO₃）=0，这是不可能的；B项数据表明在题给浓度的基础上又有0.05mol·L^-1 SO₂和0.025mol·L^-1 O₂化合成0.05mol·L^-1 SO₃，这是可能的；C项数据表明SO₂、SO₃的浓度都是在原浓度基础上减少了0.05mol·L^-1，这也是不可能的；D项数据表明SO₂完全转化成了SO₃，即平衡时c(SO₂)=0、c（O₂）=0，这也是不可能的。

答案：B

二、过程假设

例2、一容积恒定的密闭容器中盛有1mol PCl₅，加热到200℃时发生反应：PCl₅（g）PCl₃（g）+Cl₂（g），反应达到平衡时，PCl₅所占体积百分数为M%，若在同一温度下和同一容器中，最初投入的是2mol PCl₅，反应达到平衡时，PCl₅所占体积百分数为N%，则M和N的正确关系是（ ）

A. M＞N

B. M＜N

C. M=N

D. 无法比较

分析：两个容积相同的容器各装有1mol PCl₅，建立完全相同的平衡状态，PCl₅所占体积百分数为M%；以M%的两个状态（I）合并成过渡状态（Ⅱ），因外界条件不变，状态（Ⅱ）中PCl₅的体积百分数仍为M%；恒温下加压，使状态（Ⅱ）体积缩小一半，则构成状态（Ⅲ），它相当于在原容器中加入2mol PCl₅后达到的平衡状态。在状态（Ⅱ）→状态（Ⅲ）的过程中，因压强增加，状态（Ⅱ）中化学平衡向逆反应方向移动，PCl₅的体积百分数增大，即N%＞M%。其思路可用下图表示：

答案：B

三、状态假设

例3、在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：a A(g)+b B(g) c C(g)，达到平衡后，测得A的浓度为0.7mol·L^-1，在温度不变的情况下，将容器的容积扩大到原来的两倍，测得A的浓度为0.4mol·L^-1，则下列判断正确的是（ ）

A. a+b＜c

B. C的体积分数下降

C. B的浓度增大

D. A的转化率增大

分析：假设改变条件平衡不发生移动，则A的浓度应该为0.35mol·L^-1，但现在为0.4mol·L^-1，说明平衡向生成A的方向（逆向）移动了，则C的体积分数下降，A、B的转化率减小；扩大容积等效于减小压强，所有物质的浓度均减小，反应速率均减慢；减小压强平衡向逆反应方向移动，说明左边气体的化学计量数之和大于右边，即a+b＞c。

答案：B

四、可能假设

例4、在一密闭的容器中充入2mol A和1mol B，发生反应2A（g）+B(g) x C（g），达到平衡后，C的体积分数为w%；若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量A：0.6mol、B：0.3mol、C：1.4mol充入容器，达到平衡后，C的体积分数仍为w%，则x的值（ ）

A.只能为2

B.只能为3

C.可能为2，也可能为3

D.无法确定

分析：这是一道关于在恒温恒容条件下的等效平衡问题，应该分x=3和x≠3两种情况进行分析。由题给条件分析可得C项正确。

答案：C

五、“惯性”假设

例5、在恒温恒容的密闭容器中进行反应A（g）B(g)+C(g)；△H＞0。若反应物浓度由4mol·L^-1降到1.6mol·L^-1需40s，那么反应物浓度由1.6mol·L^-1降到0.4mol·L^-1所需时间（ ）

A. 等于20s

B. 大于20s

C. 小于20s

D. 无法判断

分析：由平均反应速率的计算公式可计算出浓度由1.6mol·L^-1降到0.4mol·L^-1所需时间为20s。但是，由于浓度越低反应速率越慢，所以，实际需要的时间会大于20s。

答案：B

六、等效假设

例6、将2.0mol SO₂气体和2.0mol SO₃气体混合于固定容积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO₂（g）+O₂（g）2SO₃（g），达到平衡时SO₃为n mol。在相同温度下，分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时SO₃等于n mol的是（  ）

A. 1.6mol SO₂+0.3mol O₂+0.4mol SO₃

B. 4.0mol SO₂+1.0mol O₂

C. 2.0mol SO₂+1.0mol O₂+2.0mol SO₃

D. 3.0mol SO₂+1.0mol O₂+1.0mol SO₃

分析：依据恒温恒容下建立等效平衡的条件：投料量相等。将备选项中O₂完全转化后，得如下数据：

A. 1.0mol SO₂+1.0mol SO₃

B. 2.0mol SO₂+2.0mol SO₃

C. 4.0mol SO₃

D. 1.0mol SO₂+3.0mol SO₃

与题干比较，可知只有B项符合题意。

答案：B

七、赋值假设

例7、下列的可逆反应在一定条件下达到平衡后，2A（g）B（g）+x C（g），容器内压强增加了p%，A的转化率也为p%，则x的值为（ ）

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

分析：假设起始容器内充入2mol A，并令p=100，即2mol A完全分解时，容器内的压强增加了一倍，从而由题中的反应式速推x=3。

答案：C

八、反证假设

例8、已知氟化氢气体中存在着下列平衡：2（HF）₃3（HF）₂，（HF）₂2HF。若平衡时气体的平均摩尔质量是42g·mol^-1，试论证（HF）₃的体积分数必大于10%。

解析：设（HF）₃占的体积分数为x，（HF）₂占的体积分数为y，则HF占的体积分数为1-x-y。则：60x+40y+20×（1-x-y）=42，化简为2x+y=1.1，因为1-x-y＞0，x+y＜1，所以x=1.1-(x-y)＞0.1 ，即（HF）₃的体积分数必大于10%。

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