论文部分内容阅读
化学平衡理论是该学科重大基础理论之一,因而历年高考倍受关注,复习中教师们对此都能高度重视,但学生在高考中的得分率不令人乐观。究其原因,主要是不注重方法的提炼。
有这样一道题,我来谈谈其中所渗透的化学思想,供大家参考。例题:一定条件下,某容器内发生如下可逆反应2X(g)+3Y(g)=2Z(g)。若X、Y、Z的起始浓度分别为C1 mol·L-1、C2 mol·L-1、C3 mol·L-1,当达到平衡时浓度分别为0.1 mol·L-1,0.2 mol·L-1,0.4 mol·L-1,则下列判断不合理的是 ()
A.C1+C3=0.5
B.X和Y的转化率不可能相等
C.C2的取值范围0≤C2≤0.8
D.若将容器的容积缩小一半,新平衡建立后,Y的浓度为C(Y) mol·L-1,则有0.2 一、“变中求定”的思想
在该反应过程中,X和Z的物质的量均在变化,但从反应方程式看,X和Z的系数相等,所以X和Z的总物质的量不会发生变化。由此可知,X和Z各自的浓度也在变化,但浓度的和不会发生变化。即起始浓度的和应等于平衡浓度的和。故A选项合理。
二、“多重变化”的思想
从反应方程式看,X和Y的系数不等。在该反应过程中,X和Y的转化量肯定不等。由此,有些同学就会得出B选项合理的结论。但X和Y的起始量不确定,所以X和Y的转化率可以相等。因此,有些同学得出B选项不合理的结论。但同学们又忽略X和Y的平衡浓度已确定的这个条件。在这个条件下,X和Y的转化率是不可能相等的,故B选项合理。举个实例,大家就更明白了。例如:
2X(g)+ 3Y(g) 2Z(g)
起始(mol·L-1) 0.5 0.75 0
转化(mol·L-1) 0.4 0.6 0.4
平衡(mol·L-1) 0.1 0.150.4
α(X)=α(Y)=80% 但C(X):C(Y)=0.1: 0.15=2:3≠1:2
三、“极限”思想
如果我们认为该反应平衡时,0.4mol·L-1的Z完全由X和Y转化而来,即假设C3=0
2X(g)+3Y(g)2Z(g)
起始(mol·L-1)C1 C2 0
转化(mol·L-1)0.40.60.4
平衡(mol·L-1)0.10.20.4
由此可知 C2=0.8
如果我们认为该反应平衡时,0.1mol·L-1的X完全由Z转化而来,即假设C1=0
2X(g)+3Y(g)2Z(g)
起始(mol·L-1)0C2C3
转化(mol·L-1)0.10.15 0.1
平衡(mol·L-1)0.10.20.4
由此可知 C2=0.05
综上分析,C2的取值范围为0.05≤C2≤0.8,故C选项不合理。
四、“限度”思想
该反应建立化学平衡后,若将容器的容积缩小一半,假定平衡不移动,则有:
2X(g)+3Y(g)2Z(g)
浓度(mol·L-1) 0.2 0.40.8
但实际由于体系压强的增大,平衡会向气体体积减小的方向移动。从而有C(Y)<0.4,即有了C(Y)的上限。从极限角度考虑,如果X完全转化,则有:
2X(g)+3Y(g) 2Z(g)
起始(mol·L-1)0.2 0.40.8
转化(mol·L-1)0.2 0.30.2
平衡(mol·L-1)00.1 1.0
即C(Y)>0.1,这样便得出结论:0.1 故本题正确答案应为(C)。
以上几种思维方法,在解决化学问题中应用很普遍。如质量守衡、物料守衡、质子守衡等都体现了“变中求定”的思想;弱电解质溶液的稀释过程中包含了离子的物质的量、离子的浓度、溶液的体积等多种因素的变化;有关混合物计算中“极限”思想的应用;酸稀释过程中,溶液的PH增大,但绝不会把酸稀释为碱,即“限度”思想。
题海无边,如果我们平时能够注重方法的提炼,注重学科思想的培养,就可以少走弯路,就可以从题海中得以解脱,收到事半功倍的效果。
有这样一道题,我来谈谈其中所渗透的化学思想,供大家参考。例题:一定条件下,某容器内发生如下可逆反应2X(g)+3Y(g)=2Z(g)。若X、Y、Z的起始浓度分别为C1 mol·L-1、C2 mol·L-1、C3 mol·L-1,当达到平衡时浓度分别为0.1 mol·L-1,0.2 mol·L-1,0.4 mol·L-1,则下列判断不合理的是 ()
A.C1+C3=0.5
B.X和Y的转化率不可能相等
C.C2的取值范围0≤C2≤0.8
D.若将容器的容积缩小一半,新平衡建立后,Y的浓度为C(Y) mol·L-1,则有0.2
在该反应过程中,X和Z的物质的量均在变化,但从反应方程式看,X和Z的系数相等,所以X和Z的总物质的量不会发生变化。由此可知,X和Z各自的浓度也在变化,但浓度的和不会发生变化。即起始浓度的和应等于平衡浓度的和。故A选项合理。
二、“多重变化”的思想
从反应方程式看,X和Y的系数不等。在该反应过程中,X和Y的转化量肯定不等。由此,有些同学就会得出B选项合理的结论。但X和Y的起始量不确定,所以X和Y的转化率可以相等。因此,有些同学得出B选项不合理的结论。但同学们又忽略X和Y的平衡浓度已确定的这个条件。在这个条件下,X和Y的转化率是不可能相等的,故B选项合理。举个实例,大家就更明白了。例如:
2X(g)+ 3Y(g) 2Z(g)
起始(mol·L-1) 0.5 0.75 0
转化(mol·L-1) 0.4 0.6 0.4
平衡(mol·L-1) 0.1 0.150.4
α(X)=α(Y)=80% 但C(X):C(Y)=0.1: 0.15=2:3≠1:2
三、“极限”思想
如果我们认为该反应平衡时,0.4mol·L-1的Z完全由X和Y转化而来,即假设C3=0
2X(g)+3Y(g)2Z(g)
起始(mol·L-1)C1 C2 0
转化(mol·L-1)0.40.60.4
平衡(mol·L-1)0.10.20.4
由此可知 C2=0.8
如果我们认为该反应平衡时,0.1mol·L-1的X完全由Z转化而来,即假设C1=0
2X(g)+3Y(g)2Z(g)
起始(mol·L-1)0C2C3
转化(mol·L-1)0.10.15 0.1
平衡(mol·L-1)0.10.20.4
由此可知 C2=0.05
综上分析,C2的取值范围为0.05≤C2≤0.8,故C选项不合理。
四、“限度”思想
该反应建立化学平衡后,若将容器的容积缩小一半,假定平衡不移动,则有:
2X(g)+3Y(g)2Z(g)
浓度(mol·L-1) 0.2 0.40.8
但实际由于体系压强的增大,平衡会向气体体积减小的方向移动。从而有C(Y)<0.4,即有了C(Y)的上限。从极限角度考虑,如果X完全转化,则有:
2X(g)+3Y(g) 2Z(g)
起始(mol·L-1)0.2 0.40.8
转化(mol·L-1)0.2 0.30.2
平衡(mol·L-1)00.1 1.0
即C(Y)>0.1,这样便得出结论:0.1
以上几种思维方法,在解决化学问题中应用很普遍。如质量守衡、物料守衡、质子守衡等都体现了“变中求定”的思想;弱电解质溶液的稀释过程中包含了离子的物质的量、离子的浓度、溶液的体积等多种因素的变化;有关混合物计算中“极限”思想的应用;酸稀释过程中,溶液的PH增大,但绝不会把酸稀释为碱,即“限度”思想。
题海无边,如果我们平时能够注重方法的提炼,注重学科思想的培养,就可以少走弯路,就可以从题海中得以解脱,收到事半功倍的效果。