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>例谈几种假设法在解化学平衡问题中的应用?2010/3/18 |
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教(学)案 |
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例谈几种假设法在解化学平衡问题中的应用
化学平衡是中学化学中理论性比较强的内容之一，而化学平衡的有关计算，在历年的高考化学计算试题中出现频率较高，其主要考点有化学反应速率，起始浓度、平衡浓度、体积分数、反应物的转化率、化学计量系数等。对有些化学平衡计算题，可根据化学平衡的特点，运用假设法进行解题，往往能把比较抽象、复杂、模湖的问题变得具体、简单、明了。
一、极限假设
化学平衡研究的对象是不能进行到底的可逆反应。极限假设就是把研究的对象或过程，通过假设，推到理想极限状况，使因果关系变得更加明显，从而解决问题的方法。
例1 在一定条件下，向固定容积为1 L的密闭容器中充入3 mol A 气体和1 molB气体，发生反应：2 A(g) + 2 B(g) 3 C(g) +2 D(g) 达到平衡时，测得下列生成物浓度的数据一定不正确的是（ ）
A.C(C)= 0.75 mol/L B. C(D)= 1 mol/L C. C(D)= 0.8 mol/L D. C(C)= 1.2 mol/L
解析；该题要是按“三段式法”无法求解，若抓住A、B的起始物质的量和化学计量系数这一信息，采用极限法来解，可迅速作答。假设该反应不可逆，能向正方向进行到底，由A、B的量可知，A过量，以B作为计算依据，热气反应方程式可求出C和D的物质的量的浓度分别为1.5 mol/L和1 mol/L,由于事实上该反应是可逆的，因此，B不能反应完。故答案为B。
二、等效假设
对于同一可逆反应，无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，或是从正、逆反应同时开始，在相同条件下，只能到达同一平衡。等效平衡，就是根据化学平衡这一特点，通过假设，确定在什么样的起始条件（T、P、V）建立平衡与原平衡等效的一种方法。
例2 甲、乙两恒温容器开始时压强相同，分别充入甲：2 molA +1 molB ,乙：1.4mol A +0.7 mol B +0.6 mol C，发生反应2A (g) +B (g) x C(g) 反应。达到平衡时两者中C的体积分数相同。
（1） 若甲、乙均为恒容容器，则x =_____________；
（2） 若甲、乙均为恒压容器，则x =_____________；
（3） 若x =3，甲为恒容容器，乙为恒压容器，则平衡时两者中C的量较多是_______。
解析：（1）根据恒温恒容△n (g)≠0 ，即x≠3，将物质折为一侧，对应物质的物质的量（n）均相等。故有 2A (g) + B (g) x C(g)
起始：1.4mol 0.7 mol 0.6 mol
转化： mol mol 0.6 mol
所以：1.4
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