论文部分内容阅读
“等效平衡”历来是化学平衡中的重点和难点,也是同学们在学习和复习化学平衡时感到头疼的问题。新课改高考中加强了对化学平衡部分的考查力度,但对于“等效平衡”的考查与以往高考有所不同,呈现出了新的特点。本文结合近三年新课改区高考对“等效平衡”的考查特点,对该部分内容的考查方式以及解决此类问题的方法做一个简单的总结与探讨。
一、近三年新课标高考中涉及“等效平衡”的试题的呈现特点
1.考查频率有所降低,分值比例也有所下降
据统计,2010年有四份新课改区的高考试卷中的四道题涉及到了“等效平衡”知识点,与之相对应的2011年只有一份试卷一道题,2012年有三份试卷三道题。考查多以选择题的形式出现,且一般不像过去那样整个题目都考查“等效平衡”,往往是和其它平衡移动的相关知识夹杂在一起,只有一个选项或某一个填空涉及“等效平衡”,所占分值比例大大降低。比如:2010年北京卷第12题和江苏卷第14题均只有部分选项涉及“等效平衡”,2011和2012年高考试卷中的本类试题也多是如此,只有2012年高考天津卷第6题考查的内容、形式比较单一,只涉及到“等效平衡”知识点。
2.考查内容比较基础,考查方式也有变化
近几年的高考试题中对于“等效平衡”的考查基本没有出现旧高考中的“等效平衡”与化学计算相结合的试题,基本只涉及到对“等效平衡”基本概念的考查,难度明显降低了。
例1 (2010年江苏卷?14)在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
(已知N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1):
下列说法正确的是( )
A.2c1>c3 B.a+b=92.4
C.2P2 解析 本题主要考查的是“等效平衡”的相关知识,内容全面基础,是一道风格平实的优秀试题。在等温等容时,若起始物质的量不同,则转化率也不同,也不成倍数关系,应该是2c1P3,C项错误;因为甲、乙两过程属于等效平衡,所以α1+α2=1,而a2>a3,所以[α1+α3]<1。综上分析可知,本题答案是BD。
例2 (2010年山东卷?28)一定温度下,向1 L密闭容器中加入1 mol HI(g),发生反应Ⅱ:H2(g)+I2(g)?2HI(g)。相同温度下,若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍,则 是原来的2倍。
a.平衡常数
b.HI的平衡浓度
c.达到平衡的时间
d.平衡时H2的体积分数
答案 b
点拨 以上两题均只是对“等效平衡”常见形式的判断和对建立“等效平衡”之后的结果分析,基本不涉及化学计算,因此属于中等难度的基础题。这也是因为新课标教材重新引入平衡常数后,以往需要用“等效平衡”才能解释的平衡移动方向类问题也可以通过更简单的平衡常数的比较来判定的缘故。
3.对“等效平衡”思想的考查依然较为集中
虽然,跟以前的高考试题相比,对“等效平衡”知识点的直接、集中的考查不再常见,但仍有很多有关平衡移动的试题可以用“等效平衡”的思想快速地加以解决。因此,熟练掌握“等效平衡”对新课标时期的化学学习仍有极为现实的意义。
二、新课标学习中对“等效平衡”的处理方法
1.重视对“等效平衡”知识点中相关化学思想的培养与运用
在三类“等效平衡”中,均需运用“极限转换”思想,这也被称为“一边倒”思想或“极端假设法”思想,这是判断与运用“等效平衡”的基础。此外,“过程设计”的思想不仅在等效平衡中用到,许多非等效平衡也能用“过程设计”的思想加以解决。比如上述例1的2010年江苏卷?14题的C项,先模拟两个和乙一样的容器,分别达到平衡,即为“等效平衡”,然后模拟两容器合并并压缩,即可分析出2P2>P3的正确结果。显然,熟练掌握并运用“等效平衡”的相关思想有助于更好地解决化学平衡移动的相关问题。
2.细分“等效平衡”的几种情况,厘清相关概念和模型的细微区别
同学们普遍反映该知识点难学、难懂、更难以灵活运用。根据多年的教学实践,依据平衡建立的条件及平衡状态的特点,笔者将其分为:全等平衡、等效平衡、相似平衡,这样便于接受与理解。这三种平衡建立的条件、特点分析如下。
(1)全等平衡
条件:①恒温恒容;②起始配比完全相同(含极限转化后)
特点:①“五定”相同(c、mol%、v%、m%、[M]);②n、V也相同
示例:恒温恒容条件下,对于反应2SO2+O2?2SO3,以下四种配比,所建平衡为全等关系:
a: 2 mol SO2+1 mol O2;
b: 2 mol SO3;
c: 1.5 mol SO2+0.75 mol O2+0.5 mol SO3;
d: 1 mol SO2+0.5 mol O2+1 mol SO3。
(2)相似平衡
条件:①恒温恒容;②n前=n后;③起始配比的比值相同(含极限转化后)
特点:①“四定”相同(mol%、v%、m%、[M]);②n、c为倍数关系
示例:恒温恒容条件下,对于反应H2(g)+I2(g)?2HI(g),以下四种配比,所建平衡为相似关系:
a: 1 mol H2+1 mol I2;
b: 4 mol HI;
c: 0.5 mol H2+0.5 mol I2;
d: 0.125 mol H2+0.125 mol I2+0.25 mol HI。
(3)等效平衡
条件:①恒温恒压;②起始配比的比值相同(含极限转化后)
特点:①“五定”相同(c、mol%、v%、m%、[M]);②n、v为倍数关系
示例:恒温恒压条件下,对于反应2SO2 + O2?2SO3,以下四种配比,所建平衡为等效关系:
a: 2 mol SO2+1 mol O2;
b: 4 mol SO3;
c: 0.25 mol SO2+0.125 mol O2+0.25 mol O2;
d: 0.5 mol SO2+0.25 mol O2+0.5 mol SO3。
3.注重对“等效平衡”概念外延的拓展与分析
从近三年新课改高考试题对该知识点的考查可以看出,试题非常注重将“等效平衡”与化学平衡常数、反应热、转化率、化学反应速率等知识结合起来考查。
例3 (2011年江苏卷·15)700℃时,向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g)?CO2+H2(g)反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2>t1):
下列说法正确的是 。
A.在t1min内的平均速率为v(H2)=[0.40t]mol·L-1·min-1
B.保持其它条件不变,起始时向容器中充入0.60 mol CO和1.20 mol H2O,到达平衡时n(CO2)=0.40 mol
C.保持其它条件不变,向平衡体系中再通入0.20 mol H2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率增大,H2O的体积分数增大
D.温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为吸热反应
答案 BC
一、近三年新课标高考中涉及“等效平衡”的试题的呈现特点
1.考查频率有所降低,分值比例也有所下降
据统计,2010年有四份新课改区的高考试卷中的四道题涉及到了“等效平衡”知识点,与之相对应的2011年只有一份试卷一道题,2012年有三份试卷三道题。考查多以选择题的形式出现,且一般不像过去那样整个题目都考查“等效平衡”,往往是和其它平衡移动的相关知识夹杂在一起,只有一个选项或某一个填空涉及“等效平衡”,所占分值比例大大降低。比如:2010年北京卷第12题和江苏卷第14题均只有部分选项涉及“等效平衡”,2011和2012年高考试卷中的本类试题也多是如此,只有2012年高考天津卷第6题考查的内容、形式比较单一,只涉及到“等效平衡”知识点。
2.考查内容比较基础,考查方式也有变化
近几年的高考试题中对于“等效平衡”的考查基本没有出现旧高考中的“等效平衡”与化学计算相结合的试题,基本只涉及到对“等效平衡”基本概念的考查,难度明显降低了。
例1 (2010年江苏卷?14)在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
(已知N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1):
下列说法正确的是( )
A.2c1>c3 B.a+b=92.4
C.2P2
例2 (2010年山东卷?28)一定温度下,向1 L密闭容器中加入1 mol HI(g),发生反应Ⅱ:H2(g)+I2(g)?2HI(g)。相同温度下,若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍,则 是原来的2倍。
a.平衡常数
b.HI的平衡浓度
c.达到平衡的时间
d.平衡时H2的体积分数
答案 b
点拨 以上两题均只是对“等效平衡”常见形式的判断和对建立“等效平衡”之后的结果分析,基本不涉及化学计算,因此属于中等难度的基础题。这也是因为新课标教材重新引入平衡常数后,以往需要用“等效平衡”才能解释的平衡移动方向类问题也可以通过更简单的平衡常数的比较来判定的缘故。
3.对“等效平衡”思想的考查依然较为集中
虽然,跟以前的高考试题相比,对“等效平衡”知识点的直接、集中的考查不再常见,但仍有很多有关平衡移动的试题可以用“等效平衡”的思想快速地加以解决。因此,熟练掌握“等效平衡”对新课标时期的化学学习仍有极为现实的意义。
二、新课标学习中对“等效平衡”的处理方法
1.重视对“等效平衡”知识点中相关化学思想的培养与运用
在三类“等效平衡”中,均需运用“极限转换”思想,这也被称为“一边倒”思想或“极端假设法”思想,这是判断与运用“等效平衡”的基础。此外,“过程设计”的思想不仅在等效平衡中用到,许多非等效平衡也能用“过程设计”的思想加以解决。比如上述例1的2010年江苏卷?14题的C项,先模拟两个和乙一样的容器,分别达到平衡,即为“等效平衡”,然后模拟两容器合并并压缩,即可分析出2P2>P3的正确结果。显然,熟练掌握并运用“等效平衡”的相关思想有助于更好地解决化学平衡移动的相关问题。
2.细分“等效平衡”的几种情况,厘清相关概念和模型的细微区别
同学们普遍反映该知识点难学、难懂、更难以灵活运用。根据多年的教学实践,依据平衡建立的条件及平衡状态的特点,笔者将其分为:全等平衡、等效平衡、相似平衡,这样便于接受与理解。这三种平衡建立的条件、特点分析如下。
(1)全等平衡
条件:①恒温恒容;②起始配比完全相同(含极限转化后)
特点:①“五定”相同(c、mol%、v%、m%、[M]);②n、V也相同
示例:恒温恒容条件下,对于反应2SO2+O2?2SO3,以下四种配比,所建平衡为全等关系:
a: 2 mol SO2+1 mol O2;
b: 2 mol SO3;
c: 1.5 mol SO2+0.75 mol O2+0.5 mol SO3;
d: 1 mol SO2+0.5 mol O2+1 mol SO3。
(2)相似平衡
条件:①恒温恒容;②n前=n后;③起始配比的比值相同(含极限转化后)
特点:①“四定”相同(mol%、v%、m%、[M]);②n、c为倍数关系
示例:恒温恒容条件下,对于反应H2(g)+I2(g)?2HI(g),以下四种配比,所建平衡为相似关系:
a: 1 mol H2+1 mol I2;
b: 4 mol HI;
c: 0.5 mol H2+0.5 mol I2;
d: 0.125 mol H2+0.125 mol I2+0.25 mol HI。
(3)等效平衡
条件:①恒温恒压;②起始配比的比值相同(含极限转化后)
特点:①“五定”相同(c、mol%、v%、m%、[M]);②n、v为倍数关系
示例:恒温恒压条件下,对于反应2SO2 + O2?2SO3,以下四种配比,所建平衡为等效关系:
a: 2 mol SO2+1 mol O2;
b: 4 mol SO3;
c: 0.25 mol SO2+0.125 mol O2+0.25 mol O2;
d: 0.5 mol SO2+0.25 mol O2+0.5 mol SO3。
3.注重对“等效平衡”概念外延的拓展与分析
从近三年新课改高考试题对该知识点的考查可以看出,试题非常注重将“等效平衡”与化学平衡常数、反应热、转化率、化学反应速率等知识结合起来考查。
例3 (2011年江苏卷·15)700℃时,向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:CO(g)+H2O(g)?CO2+H2(g)反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2>t1):
下列说法正确的是 。
A.在t1min内的平均速率为v(H2)=[0.40t]mol·L-1·min-1
B.保持其它条件不变,起始时向容器中充入0.60 mol CO和1.20 mol H2O,到达平衡时n(CO2)=0.40 mol
C.保持其它条件不变,向平衡体系中再通入0.20 mol H2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率增大,H2O的体积分数增大
D.温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为吸热反应
答案 BC