专题讲座(六)化学平衡问题中常用的学科思想在化学平衡问题中,运用某些学科思想能够很好地解决问题,其中比较常用的学科思想有极值思想、虚拟思想和转化思想(等效思维法)。一、极值思想该方法常用来判断混合物的组成,平衡混合物中各组分含量的范围等。解题的关键是将问题合理假设成某种“极值状态”,从而进行极端分析。一般来说,对于混合物成分的确定常把混合物看做某单一组分进行讨论;对于化学平衡来说,常假设可逆反应向某一反应方向进行到底,再进行讨论。将1molCO和1molH2O(g)充入某固定容积的反应器中,在某条件下达到平衡:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),此时有的CO转化为CO2,在相同条件下,若将1molCO2、1molH2和1molH2O(g)充入同一反应器中,当达到平衡后,混合气体中CO2的体积分数可能为()A.22.2%B.27.5%C.33.3%D.36.8%[解析]CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始时1mol1mol00平衡时molmolmolmol反应达到平衡时CO2的体积分数为×100%=33.3%。当加入1molCO2、1molH2和1molH2O(g)时体现的关系为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始时01mol1mol1mol转化后1mol2mol00与前一种情况相比,由于H2O(g)量的增加,达到平衡时CO的反应量应大于mol,但小于1mol,CO2的生成量应大于mol,小于1mol,因此平衡时CO2的体积分数应大于×100%=22.2%,而小于×100%=33.3%,故正确答案为B。[答案]B二、虚拟思想所谓虚拟思想,就是在分析或解决问题时,根据需要和可能,虚拟出能方便解题的对象,并以此为中介,实现由条件向结论转化的思维方法。即把一种状态与另一种状态平衡时的情况(如转化率、物质的量浓度及含量等)进行比较,可以假设一个中间转化过程,便于比较。一定量的混合气体在密闭容器中发生反应:mA(g)+nB(g)pC(g),达到平衡时,维持温度不变,将气体体积缩小到原来的1/2,当达到新的平衡时,气体C的浓度变为原平衡时的1.9倍,则下列说法正确的是()①m+n>p②m+n
”“<”或“=”):(1)当n>3时,x%________y%;(2)当n=3时,x%________y%;(3)当n<3时,x%________y%。[解析]比较两个化学平衡可知:Ⅱ分两次共加入4molA和2molB,即起始浓度Ⅱ恰好为Ⅰ的2倍,根据勒夏特列原理,增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动,则达新平衡后C的物质的量增大,但混合气体总物质的量也增大,因而达新平衡后C的体积分数如何改变一时难以确定。思维转换:平衡Ⅱ中A、B起始浓度均为平衡Ⅰ的2倍;若仍以Ⅰ中2molA和1molB作为起始物质,只需将容器体积压缩至原来的一半,A、B浓度同样增大到原来的2倍,从而将浓度的变化转换为压强的变化,根据勒夏特列原理:(1)当n>3时,增大压强,平衡向逆反应方向移动,则x%>y%。(2)当n=3时,增大压强,平衡不移动,则x%=y%。(3)当n<3时,增大压强,平衡向正反应方向移动,则x%(2)=(3)<1.在一密闭容器进行的可逆反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),已知某时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L,当反应达到平衡时,可能存在的数据是()A.SO2为0.4mol/L,O2为0.2mol/LB.SO2为0.25mol/LC.SO2、SO3均为0.15mol/LD.SO3为0.4mol/L解析:选B。根据可逆反应的特点可知,无论反应向正向移动还是逆向移动,达到平衡时SO2、SO3浓度的取值范围均为0