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有关化学平衡的知识，是高中化学的一个难点，同时又是高考考查的重点，几乎每年高考都有。掌握化学平衡题的基本方法和技巧，对解题起着事半功倍的效果。常见的解题方法和思路有如下几种： 一、常规方法 找出可逆反应到达平衡的过程中，各物质的起始量、变化量和平衡量，然后根据条件列方程式解答。 例1：在一个固定容积的密闭容器中放入3molX气体和2molY气体，在一定条件下发生下列反应4X(气)+4Y(气) ⇌3Q(气)+nR(气)达到平衡后，容器内温度与起始时相同，混合气的压强比原来的增大10%，X的浓度减小 则n值为（ ） （A）4 （B）5 （C）3 （D）7 二、差量法： 对于例1，根据题意，因为反应在一个恒温定容的容器内进行，但平衡时混合气体的压强比反应前增大，这就表明混合气体的物质的量较反应前增加了。 三、估算法： 若换一个角度思考例1，则更显简单，由于X的浓度减少，所以平衡正向移动。此时压强增大则意味着正反应方向为气体体积增大的方向，所以4+4<3+n，所以n>5。答案为（D）。 例2：在一密闭容器中，用等物质的量的A和B发生如下反应：A(g)+2B(g)⇌2C(g) 反应达到平衡时，若混合气体中A和B的物质的量之和与C的物质的量相等，则这时Ａ的转化率为（ ） （A） 40% （B） 50% （C） 60% （D） 70% 用基本方法可以算出答案为（A）。若设计另外的途径通过B求A的转化率则显得更加简单。因为A和B按1:2反应，而A、B又是等物质的量，所以A必然过量，设B完全转化则A只转化一半，故转化率为50%，但可逆反应的特点是反应物不能完全转化，所以A的实际转化率<50%，故答案为（A）。 四、守恒法： 有些化学平衡问题，常可抓住某一元素守恒，通过设计另外的变化途径，使难以确定的问题变得有规律可循，从而化难为易，使问题得到解决。 例3：在某合成氨厂合成氨的反应中，测得合成塔入口处气体N2、H2、NH3的体积比为6:8:1，出口处N2、H3、NH3的体积比为9:27:8，则氮气的转化率为（ ） （A） 75% （B） 50% （C） 25% （D） 20% 此题刚一读题无从下手，但若从原子守恒的角度分析，便很容易得到解决。 入口处：N2、H2、NH3=6:8:1， 出口处：N2、H2、NH3=9:27:8。 设出口处N2为9mol，则n（N）=9×2+8=26mol， 设入口处N2为xmol，根据N守恒，则入口处：n（N）=2x+1=26mol， 解得x=12mol，所以N2变化3mol。 ∴转化率 = 答案为（Ｃ） 五、等效假设法： 所谓等效假设，就是在效果相同的前提下，通过变换思维角度，对题目作适当假设，或代换、者转化或者变换途径。把实际的、难于理解的问题变成理想的、易于思考的问题。在化学平衡题中是一种实用的解题技巧。 例4：在相同条件下（T=500K），相同体积的甲乙两容器，甲中充入1gSO2和1gO2，乙中充入2gSO2和2gO2，反应2SO2+O2⇌2SO3达到平衡后，下列叙述中不正确的是（ ） （Ａ）反应速率：乙>甲 （B）平衡混合物中SO2的体积分数：乙>甲 （C）SO2的转化率：乙>甲 （D）平衡时O2的体积分数：甲>乙 等效假设一：若将乙容器的容积扩大2倍，则甲乙两容器中的反应速率、平衡混合物中SO2的体积分数、SO2的转化率和平衡时O2的体积分数等相同；再将乙容器容积恢复到原体积，则压强增大，反应速率增大，平衡向生成SO3的方向移动，故A、C、D项都是正确的，只有B项是错误的。所以答案为（B）。 等效假设二：将甲容器复制两个，则这三个容器完全一样，再将复制的两个容器压缩为一个容器即为乙容器，此时压强增大，反应速率增大，平衡向生成SO3的方向移动，同样得出符合题意的答案。 六、阿佛加德罗定律法： 若将阿佛加德罗定律的两个重要的推论： ①同温同压时：v1:v2= n1:n2 ②同温同体积时：p1:p2= n1:n2引入化学平衡学习，同样会起到事半功倍的效果。 例5：体积相同的甲、乙两容器中分别都充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）并达到平衡。在这个过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变。若甲容器中SO2的转化率为P%，则乙容器中SO2的转化率为（ ） （A）等于P% （B）大于P% （C）小于P% （D）无法判断 分析：因为2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）是一个气体总物质的量减小的反应。甲为恒容状态，因为同温同体积时：p1:p2= n1:n2达到平衡时，气体总物质的量减小，故压强减小，相对于恒压状态（乙）平衡应该向左移动。故甲中SO2的转化率小于乙中SO2的转化率，选（B）。 七、极值法 将可逆反应的起始反应物按极限的想法，全部反应完全，得到产物的量是一个极大值。而实际上可逆反应是不可能全部反应完全的，因此，实际值一定小于这个极大值。 例6：1molCO和1molH2O（g）在一定条件下发生如下反应： CO（g）+H2O（g）⇌ H2（g）+ CO2（g） 达到平衡状态时，生成0.67molCO2，若在上述相同条件下将H2O（g）改为4mol，反应达平衡时，生成CO2的物质的量可能是（ ） （A）0.52mol （B）1.4mol （C）2mol （D）0.94mol 解析：若1molCO全部反应完全，则生成CO2为1mol，故将H2O（气）改为4mol时，平衡向右移动，生成的CO2的物质的量应大于0.67mol，但小于1mol。故选（D） 八、图像法： 化学平衡的有关图像是中学化学中基础图像知识的一个重要方面，它能把抽象的化学平衡理论形象直观地表述出来。学生能熟练地解答化学图像问题，也是现行教学大纲的要求。分析解答化学平衡图像问题要注意几点： （1）看懂图像： 一看面（横坐标与纵坐标），二看线（线的走向，变化的趋势），三看点（拐点、交点、原点），四看是要不要作辅助线（如等温线、等压线）。 （2）联想规律：即联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。 例7：可逆反应：mA(g)+nB(g) ⇌ eC(g)+fD(s), 反应过程中，当其他条件不变时，C的体积分数[a(C)]在不同温度（T）和不同压强（P）的条件下随时间(t) 的变化关系如下图，下列叙述正确的是：（ ） （A）化学方程式中：m+n >e （B）达到平衡后，使用催化剂，C的体积分数将增大 （C）达到平衡后，若温度升高，化学平衡向逆反应方向移动 （D）达到平衡后，若增大体系的压强，化学平衡向正反应方向移动 分析：从温度图像中可知在温度T2时先达到平衡，所以T2>T1，从T1到T2的过程中体系的温度升高，C的体积分数a(C)减小，表明化学平衡向逆方向移动，因此正反应是放热反应；从压强图像中可知在压强P2时先达到平衡，所以P2>P1，从P1到P2的过程中体系的压强增大，C的体积分数a(C)减小，表明化学平衡向逆方向移动，因此正反应是气体体积增大的反应，所以m+n<e。所以正确答案为(C)。 |
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