對一道高考化學試題的分析與討論

曹繼蓮

一、問題的提出

2013年普通高等學校招生全國統一考試化學試卷（上海卷）第20題是一道考查化學平衡和可逆反應的題目，原題摘錄如下：

某恒溫密閉容器中，可逆反應A（s）=B+C（g）-Q達到平衡。縮小容器體積，重新達到平衡時，C（g）的濃度與縮小體積前的平衡濃度相等。以下分析正確的是（）。

A.產物B的狀態只能是固體或液態

B.平衡時單位時間內n（A）消耗∶n（C）消耗=1∶1

C.保持體積不變，向平衡體系中加入B，平衡可能向逆反應方向進行

D.若開始時向反應中加入1molB和1molC，達到平衡時，放出熱量Q

【答案】AB。

筆者認為，這道化學試題的內容及部分選項值得商榷。

二、問題的分析

1.對選擇項A的分析。產物B的狀態只能是固體或液態時，該反應的標準平衡常數kθ=Pc1Pθ=nCRT1VPθ=cCRT1Pθ（i）（氣體看做是理想氣體），由“恒溫”可知kθ是不變的，由式（i）推出：cC=nc1V=kθPθ1RT（ii）是個常數。要保證縮小容器體積，重新達到平衡時，C（g）的濃度與縮小體積前的平衡濃度相等，只需體積V和nC等比例減小即可。

假設產物B的狀態是氣體，且反應開始時B和C的濃度相等，則該反應的標準平衡常數kθ=PC1Pθ×PB1Pθ=nCRT1VPθ×nBRT1VPθ=cC×cB×（RT1Pθ）2（iii），由式（iii）可推出：cC×cB=nC1V×nB1V=kθ（Pθ1RT）2（iv）。要保證縮小容器體積，重新達到平衡時，C（g）的濃度與縮小體積前的平衡濃度相等，同樣可采用體積V和nC都等比例減小的方法。由于已假設B和C的濃度在反應開始時相等，又化學反應方程中B和C是按1∶1反應，只要C（g）的濃度與縮小體積前的平衡濃度相等，B（g）的濃度與縮小體積前的平衡濃度也相等。筆者認為本題題干中應加入一個限制條件“反應開始時，B、C初始濃度不相等”，這樣根據題干就可推出產物B的狀態只能是固體或液態。

2.對選項C的分析。眾所周知，一個達到化學平衡的反應，當外界條件發生變化時化學平衡會出現“向正反應方向進行”、“向逆反應方向進行”或“平衡不發生移動”這三種情況之一。根據題意可以知道，向平衡體系中加入B，平衡一定不會向正反應方向進行。如果題干中加入“反應開始時，B、C初始濃度不相等”這一限制條件，保持體積不變，向平衡體系中加入B，平衡一定不移動，所以C項“平衡可能向逆反應方向進行”是錯誤的。如果沒有這個限制條件，就可以推出：如果物質B是氣體，保持體積不變，向平衡體系中加入B，平衡向逆反應方向進行；如果是液態或固體，保持體積不變，向平衡體系中加入B，平衡不移動。因此，綜合上述兩種可能情況，就可以說保持體積不變，向平衡體系中加入B，平衡可能向逆反應方向進行。

三、結論

綜合上述分析可知，在此題題干中增加“反應開始時，B、C初始濃度不相等”這一限制條件，才能使此題更加科學嚴謹，不失偏頗。

（責任編輯羅艷）endprint

一、問題的提出

2013年普通高等學校招生全國統一考試化學試卷（上海卷）第20題是一道考查化學平衡和可逆反應的題目，原題摘錄如下：

某恒溫密閉容器中，可逆反應A（s）=B+C（g）-Q達到平衡?？s小容器體積，重新達到平衡時，C（g）的濃度與縮小體積前的平衡濃度相等。以下分析正確的是（）。

A.產物B的狀態只能是固體或液態

B.平衡時單位時間內n（A）消耗∶n（C）消耗=1∶1

C.保持體積不變，向平衡體系中加入B，平衡可能向逆反應方向進行

D.若開始時向反應中加入1molB和1molC，達到平衡時，放出熱量Q

【答案】AB。

筆者認為，這道化學試題的內容及部分選項值得商榷。

二、問題的分析

1.對選擇項A的分析。產物B的狀態只能是固體或液態時，該反應的標準平衡常數kθ=Pc1Pθ=nCRT1VPθ=cCRT1Pθ（i）（氣體看做是理想氣體），由“恒溫”可知kθ是不變的，由式（i）推出：cC=nc1V=kθPθ1RT（ii）是個常數。要保證縮小容器體積，重新達到平衡時，C（g）的濃度與縮小體積前的平衡濃度相等，只需體積V和nC等比例減小即可。

假設產物B的狀態是氣體，且反應開始時B和C的濃度相等，則該反應的標準平衡常數kθ=PC1Pθ×PB1Pθ=nCRT1VPθ×nBRT1VPθ=cC×cB×（RT1Pθ）2（iii），由式（iii）可推出：cC×cB=nC1V×nB1V=kθ（Pθ1RT）2（iv）。要保證縮小容器體積，重新達到平衡時，C（g）的濃度與縮小體積前的平衡濃度相等，同樣可采用體積V和nC都等比例減小的方法。由于已假設B和C的濃度在反應開始時相等，又化學反應方程中B和C是按1∶1反應，只要C（g）的濃度與縮小體積前的平衡濃度相等，B（g）的濃度與縮小體積前的平衡濃度也相等。筆者認為本題題干中應加入一個限制條件“反應開始時，B、C初始濃度不相等”，這樣根據題干就可推出產物B的狀態只能是固體或液態。

2.對選項C的分析。眾所周知，一個達到化學平衡的反應，當外界條件發生變化時化學平衡會出現“向正反應方向進行”、“向逆反應方向進行”或“平衡不發生移動”這三種情況之一。根據題意可以知道，向平衡體系中加入B，平衡一定不會向正反應方向進行。如果題干中加入“反應開始時，B、C初始濃度不相等”這一限制條件，保持體積不變，向平衡體系中加入B，平衡一定不移動，所以C項“平衡可能向逆反應方向進行”是錯誤的。如果沒有這個限制條件，就可以推出：如果物質B是氣體，保持體積不變，向平衡體系中加入B，平衡向逆反應方向進行；如果是液態或固體，保持體積不變，向平衡體系中加入B，平衡不移動。因此，綜合上述兩種可能情況，就可以說保持體積不變，向平衡體系中加入B，平衡可能向逆反應方向進行。

三、結論

綜合上述分析可知，在此題題干中增加“反應開始時，B、C初始濃度不相等”這一限制條件，才能使此題更加科學嚴謹，不失偏頗。

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一、問題的提出

2013年普通高等學校招生全國統一考試化學試卷（上海卷）第20題是一道考查化學平衡和可逆反應的題目，原題摘錄如下：

某恒溫密閉容器中，可逆反應A（s）=B+C（g）-Q達到平衡。縮小容器體積，重新達到平衡時，C（g）的濃度與縮小體積前的平衡濃度相等。以下分析正確的是（）。

A.產物B的狀態只能是固體或液態

B.平衡時單位時間內n（A）消耗∶n（C）消耗=1∶1

C.保持體積不變，向平衡體系中加入B，平衡可能向逆反應方向進行

D.若開始時向反應中加入1molB和1molC，達到平衡時，放出熱量Q

【答案】AB。

筆者認為，這道化學試題的內容及部分選項值得商榷。

二、問題的分析

1.對選擇項A的分析。產物B的狀態只能是固體或液態時，該反應的標準平衡常數kθ=Pc1Pθ=nCRT1VPθ=cCRT1Pθ（i）（氣體看做是理想氣體），由“恒溫”可知kθ是不變的，由式（i）推出：cC=nc1V=kθPθ1RT（ii）是個常數。要保證縮小容器體積，重新達到平衡時，C（g）的濃度與縮小體積前的平衡濃度相等，只需體積V和nC等比例減小即可。

假設產物B的狀態是氣體，且反應開始時B和C的濃度相等，則該反應的標準平衡常數kθ=PC1Pθ×PB1Pθ=nCRT1VPθ×nBRT1VPθ=cC×cB×（RT1Pθ）2（iii），由式（iii）可推出：cC×cB=nC1V×nB1V=kθ（Pθ1RT）2（iv）。要保證縮小容器體積，重新達到平衡時，C（g）的濃度與縮小體積前的平衡濃度相等，同樣可采用體積V和nC都等比例減小的方法。由于已假設B和C的濃度在反應開始時相等，又化學反應方程中B和C是按1∶1反應，只要C（g）的濃度與縮小體積前的平衡濃度相等，B（g）的濃度與縮小體積前的平衡濃度也相等。筆者認為本題題干中應加入一個限制條件“反應開始時，B、C初始濃度不相等”，這樣根據題干就可推出產物B的狀態只能是固體或液態。

2.對選項C的分析。眾所周知，一個達到化學平衡的反應，當外界條件發生變化時化學平衡會出現“向正反應方向進行”、“向逆反應方向進行”或“平衡不發生移動”這三種情況之一。根據題意可以知道，向平衡體系中加入B，平衡一定不會向正反應方向進行。如果題干中加入“反應開始時，B、C初始濃度不相等”這一限制條件，保持體積不變，向平衡體系中加入B，平衡一定不移動，所以C項“平衡可能向逆反應方向進行”是錯誤的。如果沒有這個限制條件，就可以推出：如果物質B是氣體，保持體積不變，向平衡體系中加入B，平衡向逆反應方向進行；如果是液態或固體，保持體積不變，向平衡體系中加入B，平衡不移動。因此，綜合上述兩種可能情況，就可以說保持體積不變，向平衡體系中加入B，平衡可能向逆反應方向進行。

三、結論

綜合上述分析可知，在此題題干中增加“反應開始時，B、C初始濃度不相等”這一限制條件，才能使此題更加科學嚴謹，不失偏頗。

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