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解化学平衡问题的常用方法

 一、虚拟法:

任何一个可逆反应体系,在相同条件下,从不同的状态开始,只要达到平衡时的条件完全相同,则可形成等效平衡。我们可以虚拟一个中间过程如一个容器、一个隔板等。

例1、(2004年)恒温时,一固定容积的容器内发生如下反应:2NO2(g)解化学平衡问题的常用方法N2O4(g)达平衡时,再向容器中通入一定量的NO2气体,重新达平衡时,与第一次平衡相比,NO2的体积分数(    )

A、不变                  B、增大

C、减小                  D、无法判断

解析:据等效平衡的知识,先假设再次通入的NO2是与原平衡的温度和压强都相同的容器中进行,则所得平衡与原平衡等效,由于所给容器的容积固定,再加压使容器的体积与原平衡相同,加压时 2NO2(g)解化学平衡问题的常用方法N2O4(g)向右移动,NO2的体积分数减小。

答案:C

二、极限法

求某一物质的平衡状态的浓度的取值范围时,常采用极限思维法,假设正反应或逆反应完全进行,可以求得其取值范围或取值。

例2、将1mol CO和1mol H2O(g)充入某固定容积的反应器中,在一定条件下,发生反应 CO(g)+H2O(g) 解化学平衡问题的常用方法CO2(g)+H2(g),达平衡时有2/3的CO转化为CO2,在相同条件下,将1mol CO和2mol H2O(g)充入同反应器中,当反应达平衡后,混合气体中CO2的体积分数为(  )

A、22.2%          B、28.2%           C、33.3%       D、37.8%

解析: CO(g) + H2O(g) 解化学平衡问题的常用方法CO2(g) + H2(g)

    起始:1mol    1mol      0

    转化:2/3mol   2/3mol    2/3mol

    平衡:1/3mol   1/3mol    2/3mol

第一次平衡时CO2 2/3mol,第二次充入1mol CO和2mol H2O(g),相当于在第一次平衡的基础上再充入1mol H2O(g),CO(g)+H2O(g) 解化学平衡问题的常用方法CO2(g)+H2(g)正向移动,则CO2的最小值为2/3mol,最大值为1mol,又由于总体积不变,体积分数范围大于2/9小于1/3。

答案:B

三、转换法

对于一个可逆反应,无论从正反应开始,还是从逆反应开始,还是从中间状态开始,只要条件相同,达到平衡时等效,所以我们可以采用一边倒的方法,按化学反应方程式的系数比换算成同一半边的物质。

例3、在一定条件下,2mol SO2和2mol SO3气体混合于一固定容积的密闭容器中,发生反应 2 SO2(g)+O2(g)解化学平衡问题的常用方法2SO3(g) 平衡时SO3为n mol,在相同温度下,分别按下列配比在上述容器中放入起始物质,平衡时SO3的物质的量可能大于n的是(    )

A.2mol SO2+1mol O2

B.4mol SO2+1mol O2

C.2mol SO2+1mol O2+2mol SO3

D.3mol SO2+1mol O2+1mol SO3

解析:据等效平衡原理,按化学反应方程式的系数比换算成同一半边的物质,

  2 SO2(g) + O2(g) 解化学平衡问题的常用方法  2SO3(g)

原平衡:2mol   2mol

相当于:4mol   1mol

A答案:2mol    1mol

B答案:4mol    1mol

C答案:4mol    2mol

D答案:4mol    1.5mol

A中相当于减少了SO2的量,平衡逆向移动,SO3的量减小。B与原平等效,为n mol,C中相当于增大了O2的量,平衡正向移动,SO3的量增大。D同C。

答案:C、D

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