淺談可逆反應(yīng)的解題技巧

陳國良

一、利用變量和恒量來判斷可逆反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)

判斷可逆反應(yīng)是否達到了平衡狀態(tài)是高考的重要考點，這類題目涉及的量一般都比較多，學(xué)生判斷起來比較困難，因此得分率較低.這里介紹一種可以較快判斷是否達到平衡狀態(tài)的方法，即利用變量和恒量來判斷.

1.理論分析：何謂變量，何謂恒量.

所謂變量，是指某個物理量在可逆反應(yīng)中隨時間變化而變化，達到平衡狀態(tài)后，該物理量就不再隨時間變化了.那么，如果出現(xiàn)這種變量不再變化了，即可逆反應(yīng)已達到平衡狀態(tài).這可作為判斷可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的依據(jù).

所謂恒量，是指某個物理量在可逆反應(yīng)中不隨時間變化而變化，達到平衡狀態(tài)后，該物理量也不隨時間而變化.那么，如果出現(xiàn)這種恒量不再變化時，可逆反應(yīng)不一定達到平衡狀態(tài)，這種方法不能作為判斷可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的依據(jù).

下面運用這一方法，舉例說明如何判斷可逆反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài).

例 可逆反應(yīng)2NO2（g）2NO（g）+O2（g），在體積固定的密閉容器中，達到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是（A）.

①單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時，生成2nmolNO2.

②單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時，生成2nmolNO.

③用NO2，NO，O2表示反應(yīng)速率之比為2∶2∶1的狀態(tài).

④混合氣體的顏色不再變化的狀態(tài).

⑤混合氣體的密度不再變化的狀態(tài).

⑥混合氣體的壓強不再變化的狀態(tài).

⑦混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化的狀態(tài).

A.①④⑥⑦ ? ?B.②③⑤⑦

C.①③④⑤D.①②③④⑤⑥⑦

解析：①單位時間內(nèi)生成n mol O2的同時，必須消耗2n molNO2，而同時又生成2n molNO2.說明已達到平衡狀態(tài).

②此項為恒量的關(guān)系，不能作為判斷可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的依據(jù).

③此項為恒量的關(guān)系，不能作為判斷可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的依據(jù).

④有色氣體的顏色不再改變了，說明濃度不再改變了，已達到平衡狀態(tài).

⑤由于體積固定，氣體的質(zhì)量前后守恒，故密度為恒量的關(guān)系，不能作為判斷可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的依據(jù).

⑥由于反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)總和不同，而容器的體積不變，故壓強為變量，那么壓強不再改變了，可說明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài).

⑦由于反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計量數(shù)總和不同，而氣體的質(zhì)量前后守恒，故混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為變量，則其恒定時，可說明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài).

2.總結(jié).

由以上可知，變量不再隨時間變化了，可作為判斷可逆反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)的依據(jù); 恒量不再變化時，不能作為判斷可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的依據(jù).

3.同類練習(xí).

下列說法中可說明反應(yīng)：2HI（g）I2（g）+H2（g） 已達到平衡狀態(tài)的是（B）.

①單位時間內(nèi)生成n mol H2的同時，生成n mol HI.

②一個H—H鍵斷裂的同時，鍵斷了兩個H—I.

③HI的濃度等于I2的濃度.

④反應(yīng)速率：2V（H2）=2V（I2）=V（HI）.

⑤HI，I2，H2的濃度之比等于2∶1∶1.

⑥溫度和體積一定時，某一生成物的濃度不再改變.

⑦溫度和體積一定時，容器內(nèi)壓強不再改變.

⑧條件一定時，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化的狀態(tài).

⑨溫度和體積一定時，混合氣體的顏色不再改變.

⑩溫度和體積一定時，混合氣體的密度不再改變.

A.②③⑨B.②⑥⑨

C.①②⑨D.①⑥⑨

二、利用過程假設(shè)法來快速分析平衡有關(guān)問題

例 在可逆反應(yīng)達到平衡后，再向容器中充入一定量的某組分氣體.問：最終達到平衡后，狀態(tài)與前者的區(qū)別.

例一：反應(yīng)：PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）①

2HI（g）H2（g）+I2（g）②

2NO2（g）N2O4（g）③

以上三個反應(yīng)在一定的條件下，達到平衡時，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率均為a%，若保持各反應(yīng)的溫度和容器的體積都不改變，分別再加入一定量的各反應(yīng)物，則轉(zhuǎn)化率（D）.

A.均不變

B.均增大

C.①增大，②不變，③減少

D.①減少，②不變，③增大

1.何為過程假設(shè)法

過程假設(shè)法是把實際較為復(fù)雜的變化過程，設(shè)為若干個較為簡單理想的過程，并以其為參數(shù)，使問題變得簡捷明了.這類試題往往比較抽象，學(xué)生的答題準(zhǔn)確率較低，但卻是高考的熱點難點內(nèi)容.如果能夠熟練掌握和應(yīng)用這個方法，可以準(zhǔn)確快速判斷答案.

2.問題解決

①對于反應(yīng)：PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）起始達到平衡時，狀態(tài)為體系（I）.增加PCl5的量，可以先假設(shè)在相同的條件下，以一定的比例量的關(guān)系轉(zhuǎn)化為體積比關(guān)系，然后以相同的條件在體系（II）中達到平衡狀態(tài)，使其濃度、體積分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)與體系（I）完全相同.然后壓縮右邊的活塞b使其達到活塞a后，

就達到了題意的效果.由于該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體體積增大的過程，所以加壓時平衡左移，PCl5的轉(zhuǎn)化率減小.

②對于反應(yīng)：2HI（g）H2（g）+I2（g），由于前后的氣體體積相等，所以加壓后平衡不發(fā)生移動，轉(zhuǎn)化率不變.

③對于反應(yīng)：2NO2（g）N2O4（g），由于該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體體積減小的過程，所以加壓時平衡右移，使NO2的轉(zhuǎn)化率增大了.

3.同類練習(xí).

（1）在一定溫度下，將a mol PCl5通入容積不變的容器中達到如下平衡：PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g），此時平衡氣體的壓強為P1;再往容器中通入a mol PCl5，恒溫下再次達到化學(xué)平衡后壓強為P2，則P1與P2的關(guān)系為（B）.

A.2P1=P2

B.2P1>P2

C.2P1

D.P1=P2

（2）將含1 mol NH3的密閉容器加熱，反應(yīng)一段時間后達到平衡，此時NH3的體積分數(shù)為a %，若在該反應(yīng)容器中再加入1 mol NH3后密封，加熱到相同溫度，使反應(yīng)達到平衡，設(shè)此時NH3的體積分數(shù)為b % ，則a與b的值關(guān)系正確的是（B）.

A.a>b

B.a

C.a=b

D.a≥b