2018届高考一轮复习人教版化学反应速率与化学平衡中常用的学科思想学案

2018届高考一轮复习人教版化学反应速率与化学平衡中常用的学科思想学案

专题讲座(六)　化学平衡问题中常用的学科思想 在化学平衡问题中，运用某些学科思想能够很好地解决问题，其中比较常用的学科思想有：极值思想、虚拟思想和转化思想(等效思维法)。‎ 一、极值思想 该方法常用来判断混合物的组成，平衡混合物中各组分含量的范围等。解题的关键是将问题合理假设成某种“极值状态”，从而进行极端分析。一般来说，对于混合物成分的确定，常把混合物看做某单一组分进行讨论；对于化学平衡来说，常假设可逆反应向某一反应方向进行到底，再进行讨论。‎ ‎　将1 mol CO和1 mol H2O(g)充入某固定容积的反应器中，在某条件下达到平衡：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，此时有的CO转化为CO2，在相同条件下，若将1 mol CO2、1 mol H2和1 mol H2O(g)充入同一反应器中，当达到平衡后，混合气体中CO2的体积分数可能为(　　)‎ A．22.2%　　　　　　　　 B．27.5%‎ C．33.3% D．36.8%‎ ‎[解析]　　CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)‎ 起始时 1 mol 1 mol 0 0‎ 平衡时 mol mol mol mol 反应达到平衡时CO2的体积分数为×100%＝33.3%。‎ 当加入1 mol CO2、1 mol H2和1 mol H2O(g)时体现的关系为 CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)‎ 起始时 0 1 mol 1 mol 1 mol 转化后 1 mol 2 mol 0 0‎ 与前一种情况相比，由于H2O(g)量的增加，达到平衡时CO的反应量应大于 mol，但小于1 mol，CO2的生成量应大于 mol，小于1 mol，因此平衡时CO2的体积分数应大于 ×100%＝22.2%，而小于 ×100%＝33.3%，故正确答案为B。‎ ‎[答案]　B 二、虚拟思想 所谓虚拟思想，就是在分析或解决问题时，根据需要和可能，虚拟出能方便解题的对象，并以此为中介，实现由条件向结论转化的思维方法。即把一种状态与另一种状态平衡时的情况(如转化率、物质的量浓度及含量等)进行比较，可以假设一个中间转化过程，便于比较。‎ ‎　一定量的混合气体在密闭容器中发生反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)，达到平衡时，维持温度不变，将气体体积缩小到原来的1/2，当达到新的平衡时，气体C的浓度变为原平衡时的1.9倍，则下列说法正确的是(　　)‎ ‎①m＋n>p　②m＋n”“<”或“＝”)：‎ ‎(1)当n>3时，x%________y%；‎ ‎(2)当n＝3时，x%________y%；‎ ‎(3)当n<3时，x%________y%。‎ ‎[解析]　比较两个化学平衡可知：Ⅱ分两次共加入4 mol A 和2 mol B，即起始浓度Ⅱ恰好为Ⅰ的2倍，根据勒夏特列原理，增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动，则达新平衡后C的物质的量增大，但混合气体总物质的量也增大，因而达新平衡后C的体积分数如何改变一时难以确定。‎ 思维转换：平衡Ⅱ中A、B起始浓度均为平衡Ⅰ的2倍；若仍以Ⅰ中2 mol A和1 mol B作为起始物质，只需将容器体积压缩至原来的一半，A、B浓度同样增大到原来的2倍，从而将浓度的变化转换为压强的变化，根据勒夏特列原理：‎ ‎(1)当n>3时，增大压强，平衡向逆反应方向移动，则x%>y%。‎ ‎(2)当n＝3时，增大压强，平衡不移动，则x%＝y%。‎ ‎(3)当n<3时，增大压强，平衡向正反应方向移动，则x%　(2)＝　(3)<‎ ‎1．在一密闭容器进行的可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，已知某时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为 0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L，当反应达到平衡时，可能存在的数据是(　　)‎ A．SO2为0.4 mol/L，O2为0.2 mol/L B．SO2为0.25 mol/L C．SO2、SO3均为0.15 mol/L D．SO3为0.4 mol/L 解析：选B。根据可逆反应的特点可知，无论反应向正向移动还是逆向移动，达到平衡时SO2、SO3浓度的取值范围均为0b B．aa%。‎ ‎3．T ℃时，体积相等的甲、乙、丙3个密闭容器中，发生反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，起始时充入各物质的物质的量如下表所示：‎ CO2(g)‎ H2(g)‎ CO(g)‎ H2O(g)‎ 甲 a mol a mol ‎0‎ ‎0‎ 乙 a mol ‎2a‎ mol ‎0‎ ‎0‎ 丙 a mol a mol ‎0‎ a mol 则达到平衡时，CO的物质的量由大到小的顺序是(　　)‎ A．n(甲)>n(乙)>n(丙)　　　 B．n(甲)>n(丙)>n(乙)‎ C．n(乙)>n(丙)>n(甲) D．n(乙)>n(甲)>n(丙)‎ 解析：选D。根据题意，以甲容器为参照物，设达到平衡时，甲容器中CO的物质的量为n mol。乙容器相当于在甲容器基础上增加反应物浓度，平衡正向移动，平衡时CO的物质的量大于n mol；丙容器相当于在甲容器基础上增加生成物浓度，平衡逆向移动，平衡时CO的物质的量小于n mol。‎