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化学平衡计算题的常解与巧解

?2011/2/16
资料类型: 教(学)案 文件大小: 35.8 KB
来 源: 原创 资料点评:
下载条件: 下载链接: 下载
一、 巧用极端假设 “四两拨千斤”
例1、有一个容积固定的反应器中,有一左右可滑动的密封隔板,两侧分别进行如图所示的可逆反应:

A(g)+B(g) 2C(g) →
D(g)+2E(g) 2F(g)

可移动隔板
各物质的起始加入量如下:A、B和C均为4mol,D为6.5mol,F为2.0mol,设E为x mol。当x在一定范围内变化时,均可以通过调节反应器的温度达到平衡,并且隔板恰好处于反应器的中间位置。请填写以下空白:
(1) 若x=4.5,则右侧反应在起始时向_______(填”正反应”或”逆反应”)若使反应继续维持该方向进行,则x的最值应小于________________。
若x分别为4.5和5.0,则在这两种情况下当反应达到平衡时,A的物质的量是否相等? (填“相等”或“不相等”),其理由是 。
【解析】解法一:
(1)、左侧反应是一个气体体积不变的反应,其气体总物质的量为12mol,要想隔板处于中间位置,右侧反应平衡时,气体总物质的量也应该是12mol当x=4.5mol时,右侧反应气体总物质的量为4.5+6.5+2=13(mol),13mol>12mol,所以向正反应方向移动。欲使反应继续向正反应方向移动,设E气体的加入量为x,转化量为y,则有
D(g) + 2E(g) 2F(g)
起始量(mol) 6.5 x 2.0
转化量(mol) y y
平衡量(mol) 6.5- x- y 2.0+y 于是有
(6.5- )+(x–y)+(2.0+y)=12
x>y 解之, x 的取值范围3.5<x <7.0

(2)、若x分别为4.5和5.0,则在这两种情况下当反应达到平衡时,A的物质的量不相等。因为x在取值不同时,是通过调节反应器的温度达到平衡。

解法二、极端假设法
假设E完全不参加反应,则D(g)E(g)和F(g)三种气体物质的量之和n(E)+n(D)+n(F)=12mol 解之n(E)=3.5mol;所以y>3.5;
若E完全反应生成F,设E的物质的量为y根据差量法:
D(g) + 2E(g) 2F(g)△n
物质的量 (mol) 2 1
y 3.5 解之y = 7(mol)

【点评】巧解也是一种创新思维,它没有固定的模式但又必须遵循一定的规律。巧解巧在思维的方法运用上、思维角度的选择上、对题意的分析和挖掘上、解题信息的转换上。巧的前提是变、变的前提是思维,这也是创新型人才所要求的。

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