張曉紅

化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡是中學(xué)化學(xué)中最重要的基礎(chǔ)理論之一，是高考中經(jīng)常涉及的考查內(nèi)容，其中有關(guān)外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響、勒沙特列原理以及化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算是每年必考的熱點(diǎn)內(nèi)容。結(jié)合例題，解讀幾種解決化學(xué)平衡問(wèn)題的常見(jiàn)解題思想，希望對(duì)學(xué)生解決化學(xué)平衡問(wèn)題有所幫助。

一、極端分析的思想

化學(xué)平衡研究的對(duì)象是可逆反應(yīng)，可逆反應(yīng)不可能進(jìn)行到底，但在解決問(wèn)題的過(guò)程中，我們可以反其道而行之，利用極限法得到答案。

例1.一定溫度下，某密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：CO（g）+H2O（g）？葑CO2（g）+H2（g），將CO和水蒸氣各1mol置于該容器中，達(dá)平衡后，測(cè)得CO2為0.6mol。再通入3mol水蒸氣，達(dá)到新的平衡后CO2的體積分?jǐn)?shù)可能是（ ）。

A.20% B.22.2% C.17% D.11.1%

解析：原平衡混合物中含有CO2、H2各0.6mol，CO、H2O各0.4mol。達(dá)到平衡后再通入4mol水蒸氣，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，CO的轉(zhuǎn)化率增大，CO2的體積分?jǐn)?shù)增大，但具體數(shù)值不能確定，因此無(wú)法求出達(dá)到新的平衡后CO2的體積分?jǐn)?shù)。若利用極端分析的思想進(jìn)行處理：CO的轉(zhuǎn)化率增大的最大極限值為100%，最小極限值為原轉(zhuǎn)化率，不發(fā)生改變。利用化學(xué)平衡計(jì)算的基本模式可以求出兩種情況下CO2的體積分?jǐn)?shù)分別為20%和12%，則可以確定達(dá)到新平衡后CO2的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)處于12%和20%之間。

此題利用極端分析的思想進(jìn)行解題，使反應(yīng)向生成氣體體積最多的方向進(jìn)行到底，看容器內(nèi)的體積能否增大超過(guò)20%，如果可以則符合題意。答案為D。

二、粗略估算的思想

有些化學(xué)平衡題，雖說(shuō)按照基本格式進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算可以得出準(zhǔn)確答案，但由于該類試題的特殊性，沒(méi)有必要進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，可以從平衡移動(dòng)的方向、平衡移動(dòng)的結(jié)果等方面判斷某些量的關(guān)系，以此來(lái)進(jìn)行快速解答。

例2.在一體積可變的密閉容器中放入3molX（氣）和2molY（氣），在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：4X（g）+3Y（g）？葑2Q（s）+2M（g）+nR（g），達(dá)到平衡后，容器內(nèi)溫度不變，X的轉(zhuǎn)化率為40%，容器體積增大6%，則該反應(yīng)方程式中的n值是（ ）。

我們還可采用粗略估算的思想進(jìn)行快速求解：

依題意，此反應(yīng)在一個(gè)恒溫恒壓的密閉容器中進(jìn)行，一定從正反應(yīng)方向建立平衡，達(dá)平衡后容器體積增大，說(shuō)明恒溫恒壓下容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量增大，即正反應(yīng)是一個(gè)氣體體積增大的反應(yīng)，2+n>4+3，n>5，只有選項(xiàng)D符合要求。

答案：D

訓(xùn)練2.在一定溫度下，某恒壓的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g），向此容器中充入2molSO3（g），當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)有1.2molSO2，則平衡混合氣的密度在相同條件下是H2密度的（ ）。

A.21.4倍 B.45.5倍 C.30.8倍 D.40倍

此題利用粗略估算的思想，通過(guò)混合氣相對(duì)分子質(zhì)量的大小范圍來(lái)解答。答案為C。

三、平均分割的思想

幾個(gè)不同的起始狀態(tài)中加入的物質(zhì)相同，而初始量是倍數(shù)的關(guān)系時(shí)，可把量多者設(shè)計(jì)為多個(gè)與量少者等同的平衡，得到量多者的平衡，以此推知某些量的值。

例3.一定溫度下，在密閉容器中充入4molX和3molY，發(fā)生如下可逆反應(yīng)：4X（g）+3Y（g）？葑2Z（g），達(dá)平衡時(shí)測(cè)得Z的物質(zhì)的量為1mol。若在該容器中開(kāi)始時(shí)充入8molX和6molY，則平衡時(shí)Z的物質(zhì)的量為 。

解析：因?yàn)槊荛]容器是恒壓還是恒容沒(méi)有告知，所以此題需要討論：

①若密閉容器為恒壓容器，則第二次充入氣體的物質(zhì)的量為第一次的2倍，容器的體積也變?yōu)榈谝淮蔚?倍，把第二次的容器分割為兩個(gè)完全相同的第一次的容器，則Z的物質(zhì)的量為1mol×2=2mol。

②若密閉容器為恒容容器，則先把它看成恒壓容器，在以上分析的基礎(chǔ)上，再加壓使之變成原體積，加壓此反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，Z的物質(zhì)的量要大于2mol。

答案：如果為恒壓容器，則Z的物質(zhì)的量為2mol；

如果為恒容容器，則Z的物質(zhì)的量大于2mol。

訓(xùn)練3.一定溫度下，A、B兩只恒容的密閉容器中都放有一定量的固體催化劑，可以發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）；ΔH=-197kJ·mol-1。起始時(shí)向A容器中充入2molSO2、1molO2，向B容器中充入4molSO2和2molO2，達(dá)平衡時(shí)，容器A內(nèi)氣體壓強(qiáng)為起始時(shí)的90%，則容器B中反應(yīng)放出的熱量大小可能為（ ）。

A.59.1kJ B.394kJ C.118.2kJ D.126.4kJ

此題既要用到平均分割的思想進(jìn)行分析，又要根據(jù)極端分析與粗略計(jì)算的思想進(jìn)行判斷，答案為D。

總之，化學(xué)平衡的主要考點(diǎn)集中在：平衡狀態(tài)的判斷、平衡移動(dòng)的原因及移動(dòng)方向的判斷、平衡移動(dòng)結(jié)果的分析、平衡狀態(tài)的比較、化學(xué)平衡狀態(tài)的計(jì)算等，題型以選擇題和填空題為主。對(duì)于一些思維強(qiáng)度較高的試題，分析時(shí)除了要熟練掌握有關(guān)基本概念與基本理論外，還必須注意將基本概念、計(jì)算格式與物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度緊密結(jié)合，應(yīng)用數(shù)學(xué)方法對(duì)化學(xué)平衡進(jìn)行理論分析，更重要的是要通過(guò)訓(xùn)練來(lái)體驗(yàn)、領(lǐng)會(huì)、掌握解決化學(xué)平衡問(wèn)題的基本解題思想，并能融會(huì)貫通加以運(yùn)用。