應用假設策略解化學平衡題

閆軍基

化學平衡這部分內容是高中化學基本理論知識中最難理解的部分之一，學生在學習時感到特別的困難.在平時的教學中，如若讓學生形成一定的解題思路則可達到事半功倍的效果.下面就解化學平衡題的假設思想做一些探討.

一、極端假設

例1 在一密閉容器中進行反應：

分析 A項數據表明，題中0.2 mol·L-1的SO3完全轉化成了SO2和O2，即平衡時，c（SO3）=0，這是不可能的；B項數據表明在題給濃度的基礎上又有0.05 mol·L-1SO3，這是可能的；C項數據表明SO2、SO3的濃度都在原濃度基礎上減少了0.05 mol·L-1，這也是不可能的；D項數據表明SO2完全轉化成了SO3，即平衡時c（SO2）=0、c（O2）=0，這也是不可能的.

答案：B

二、過程假設

例2 一容積恒定的密閉容器中盛有1mol PCl5，加熱到200℃時發生反應：

反應達到平衡時，PCl5所占體積百分數為M%，若在同一溫度下和同一容器中，最初投入的是2 mol PCl5，反應達到平衡時，PCl5所占體積百分數為N%，則M和N的正確關系是（ ）.

A.M>N B.M

C.M=ND.無法比較

分析 兩個容積相同的容器各裝有1 mol PCl5，建立完全相同的平衡狀態，PCl5所占體積百分數為M%；以M%的兩個狀態（Ⅰ）合并成過渡狀態（Ⅱ），因外界條件不變，狀態（Ⅱ）中PCl5的體積百分數仍為M%；恒溫下加壓，使狀態（Ⅱ）體積縮小一半，則構成狀態（Ⅲ），它相當于在原容器中加入2 mol PCl5后達到的平衡狀態.在狀態（Ⅲ）中化學平衡向逆反應方向移動，PCl5的體積百分數增大，即N%>M%.其思路可用圖1表示.

答案：B

三、狀態假設

例3 在密閉容器中的一定量混合氣體發生反應：

達到平衡后，測得A的濃度為0.7 mol·L-1，在溫度不變的情況下，將容器的容積擴大到原來的兩倍，測得A的濃度為0.4 mol·L-1，則下列判斷正確的是（ ）.

A.a+b

C.B的濃度增大D.A的轉化率增大

分析 假設改變條件平衡不發生移動，則A的濃度應該為0.35 mol·L-1，但現在為0.4 mol·L-1，說明平衡向生成A的方向（逆向）移動了，則C的體積分數下降，A、B的轉化率減小；擴大容積等效于減小壓強，所有物質的濃度均減小，反應速率均減慢；減小壓強平衡向逆反應方向移動，說明左邊氣體的化學計量數之和大于右邊，即a+b>c.

答案：B

四、可能假設

例4 在一密閉的容器中充入2 mol A和1 mol B，發生反應

達到平衡后，C的體積分數為ω；若維持容器的容積和溫度不變，按起始物質的量

A∶0.6 mol、B∶0.3 mol、C∶1.4 mol充入容器，達到平衡后，C的體積分數仍為ω，則x的值（ ）.

A.只能為2 B.只能為3

C.可能為2，也可能為3D.無法確定

分析 這是一道關于在恒溫恒容條件下的等效平衡問題，應該分x=3和x≠3兩種情況進行分析.由題給條件分析可得C項正確.

答案：C

五、“慣性”假設

例5 在恒溫恒容的密閉容器中進行反應

若反應物濃度由4 mol·L-1降到1.6 mol·L-1需40 s，那么反應物濃度由1.6 mol·L-1降到

0.4 mol·L-1所需時間（ ）.

A.等于20 s B.大于20 s

C.小于20 sD.無法判斷

分析 由平均反應速率的計算公式v=ΔcΔt可計算出濃度由1.6 mol·L-1降到0.4 mol·L-1所需時間為20 s.但是，由于濃度越低反應速越慢，所以，實際需要的時間會大于20 s.

答案：B

六、等效假設

例6 將2.0 mol SO2氣體和2.0 mol SO3氣體混合于固定容積的密閉容器中，在一定條件下發生反應：

2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）

達到平衡時SO3為n mol.在相同溫度下，分別按下列配比在相同密閉容器中放入起始物質，平衡時SO3等于n mol的是（ ）.

A. 1.6 mol SO2 +0.3 mol O2 +0.4 mol SO3

B. 4.0 mol SO2 +1.0 mol O2

C. 2.0 mol SO2 +1.0 mol O2 +2.0 mol SO3

D. 3.0 mol SO2 +1.0 mol O2 +1.0 mol SO3

分析 依據恒溫恒容下建立等效平衡的條件：投料量相等.將備選項中 O2完全轉化后，得如下數據：A.1.0 mol SO2+1.0 mol SO3

B. 2.0 mol SO2+2.0 mol SO3

C. 4.0 mol SO3

D. 1.0 mol SO2+3.0 mol SO3

與題干比較，可知只有B項符合題意.

答案：B

七、賦值假設

例7 下列的可逆反應在一定條件下達到平衡后，

容器內壓強增加了p%，A的轉化率也為p%，則x的值為（ ）.

A.1 B.2 C.3 D.4

分析 假設起始容器內充入2 mol A，并p=100，即2 mol A完全分解時，容器內的壓強增加了一倍，從而由題中的反應式速推x=3.

答案：C

八、反證假設

例8 已知氟化氫氣體中存在著下列平衡：

2（HF）33（HF）2，

（HF）22HF

若平衡時氣體的平均摩爾質量是42 g·mol/L-1試論證（HF）3的體積分數必大于10%.

解析 設（HF）3占的體積分數為x，（HF）2占的體積分數為y，則HF占的體積分數為1-x-y.則：60x+40y+20×（1-x-y）=42，化簡為2x+y=1.1，因為1-x-y>0，x+y0.1，即（HF）3的體積分數必大于10%.