巧用浓度商解决化学平衡中的几个疑点
时间:2019-12-26 08:48 来源:未知 作者:朱思敏 点击:次 所属专题: 浓度商 化学平衡常数
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化学平衡的问题是高考化学中的重点和难点.浓度商(常用Qc表示),是指在任意时刻,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值.若Qc<K,平衡正向移动;若Qc>K,平衡逆向移动;若Qc=K,则为平衡状态.利用浓度商与平衡常数的比较,可以定量判断可逆反应是否达到平衡的状态或平衡的移动方向,进而可以突破化学平衡教学中的一些疑难点.
1)加压时,化学平衡向气体分子数目减小的方向移动.
利用勒夏特列原理来分析:外界对体系增大压强(减小体积),平衡应该向压强减小的方向移动,即向气体分子数目减小的方法移动.利用Qc与K的比较来分析:以合成氨反应为例N2+3H22NH3,原平衡时
K=,若将容器容积减小1/2,各物质的浓度变为原来的2倍,
平衡正向移动,即向气体分子数目减小的方向移动.
2)向稀氨水中加水,促进氨水的电离(即越稀越电离).
对于平衡:NH3·H2ONH4++OH-,
K=,若加水将溶液的体积增大至2倍,
则浓度商
平衡正向移动,即越稀越电离.
同理,向稀NH4Cl溶液中加水,将溶液的体积增大至2倍,浓度商
平衡正向移动,即越稀越水解.
其实这2种情况中的加水稀释,类似于体系中的减压,应向气体分子数目增加的方向移动,反映在电离平衡和水解平衡中,就是正向移动,即向微粒数目增加的方向移动.
3)向AgCl的恰好饱和溶液或悬浊液中加水,平衡如何移动,c(Ag+)如何变化.
与电离平衡和水解平衡不同,沉淀溶解平衡时加水,平衡的变化有其特殊性.对于平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq).
若是AgCl的恰好饱和溶液,加水后c(Ag+)和c(Cl-)均下降,Qc=c(Ag+)·c(Cl-)<K,平衡正向移动,溶液处于不饱和状态,c(Ag+)和c(Cl-)减小.
若是AgCl的悬浊液,加水后c(Ag+)和c(Cl-)首先均减小,Qc<K,平衡会正向移动,c(Ag+)和c(Cl-)会再增大,同时溶液中始终存在如下关系c(Ag+)=c(Cl-),根据Ksp只与温度有关,可判c(Ag+)会逐渐增大到与原值相一致,则整个变化过程c(Ag+)先减小再增大到原值,最终与原值相比c(Ag+)不变.
向AgCl的悬浊液中加水,类似于化学平衡中的一种特殊情况.如2013年海南卷的一道题:
例在密闭容器中,发生反应2CuBr2(s)=2CuBr(s)+Br2(g),达到平衡后,当温度不变,反应体系体积增加一倍时,c(Br2)如何变化?
在反应体系体积增大的瞬间,c(Br2)会减小,平衡正向移动,但因为K=c(Br2),只与温度有关,保持不变,所以c(Br2)减小后会恢复至原浓度.这也从例证的角度说明,在反应物只有固体、生成物有气体的特殊情况下,用Qc与K的比较来判断平衡移动会更准确.
4)向水中加稀盐酸,水的电离平衡如何移动.
有些人会有这样一种错误认识:加入稀盐酸,H+会与水电离出来的OH-反应,导致c(OH-)降低,平衡正向移动.很多教师在反驳这种观点时,往往只是简单地指出此处H+与OH-并不能反应,加入稀盐酸,只会导致溶液中c(H+)增大,平衡逆向移动,但这种解释并不能使学生信服,如果借助Qc与K的比较来解释会更清晰.即加入稀盐酸,c(H+)增大,Qc=c(H+)·c(OH-)>Kw,平衡逆向移动.
巧用浓度商,可以准确地判断化学平衡所处的状态以及平衡移动的方向,进而判断转化率和体积分数的变化.同时,还可以将几种不同类型的平衡移动整合起来,利于学生知识的建构.在教学中,可以调整“化学平衡常数”和“勒夏特列原理”的教学顺序,引导学生从定量判断的角度理解化学平衡的疑难点.
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