论文部分内容阅读
化学习题的类型多种多样，解题方法也很多，有算术法、公式法、代数法、差量法、“摩尔法”、图解分析法、综合求解法、假设——推导求解法等等。但是在解有些化学平衡题时，假设法显得尤为突出和重要，应用假设法可以创造一个新的问题情境，使复杂问题简单化，从而顺利解决问题，起到事半功倍的效果。现就中学阶段常见的几类题型举例说明。
例1. 某温度下，密闭容器中发生反应：aX（g）bY（g）+cZ（g）达到平衡后，保持温度不变，将容器的容积压缩到原来容积的一半，当达到新平衡时，物质Y和Z的浓度是原来的1.8倍，则下列叙述正确的是（ ）。
A可逆反应的化学方程式的系数a>b+c。
B 压缩容器的容积时，V（正）增大 ，V（逆）减小。
C 达到新平衡时，物质X的转化率减小。
D 达到新平衡时，混合物中Z的质量分数增大。
解析：若直接分析此题，一些学生感到无从下手，很难判断。因为保持温度不变，将容器的容积压缩到原来容积的一半，压强增大，根据压强对化学平衡的影响可知，增大压强，平衡的移动与可逆反应中各气体物质前的系数有关：
若a=b+c，平衡不移动若a>b+c，平衡向右移动若a 而a、b、c又都是未知数，所以平衡向哪个方向移动无法判。若用假设法分析此题，则思路明确，一目了然。依题意保持温度不变，将容器的容积压缩到原来容积的一半，则压强增大。假设原平衡不移动，则物质Y和Z的浓度均应是原来的两倍，但事实是变成了原来的1.8倍，这说明平衡向左发生了移动。根据压强对化学平衡的影响可知，可逆反应化学方程式前的系数应是a 例2．在相同条件下（T=500K），有相同体积的甲和乙两容器，甲容器中充入1g SO2和1g O2，乙容器充入2g SO2和2g O2，则平衡后SO3的浓度_____，SO2的转化率______，平衡后SO2的体积分数________（填甲>乙、甲<乙或甲=乙）。
解析：比较甲和乙两个化学平衡可知，乙中SO2和O2的质量是甲的两倍，而甲、乙两容器的体积相同，说明乙中SO2和O2的起始浓度是甲中的两倍，根据勒夏特列原理可知，增大反应物的浓度，平衡向正反应方向移动，则达到新平衡时，乙容器中反应的SO2肯定比甲容器的多，但又因为起始时乙容器中SO2的浓度比甲容器的大，所以无法判断SO2的转化率及平衡后的体积分数谁大谁小，同样平衡后SO3的浓度也无法判断。但是若用等效平衡的思路进行假设，则使复杂问题明显简单化。
假设另有一容器丙，丙容器的体积是甲容器的两倍，如上图所示，其中充入2gSO2和2gO2，则丙中反应达到平衡状态时与甲中反应达到平衡状态时等效，即平衡时丙中SO3的浓度与甲中的一样，SO2的转化率及体积分数与甲中的也一样。现把丙容器压缩到容积与乙一样，则压强增大，平衡2SO2 (g)+O2 (g) 2SO3 (g)向气体体积减小的方向（即向右）移动，那么达到新平衡时，SO3的浓度增大，SO2的转化率提高，SO2的体积分数减小，再进行等效转换，即知乙中SO3的浓度大于甲中，SO2的转化率乙中大于甲中，SO2的体积分数乙中小于甲中。
例3．在一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和1molB发生反应：2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)达到平衡时，C的浓度为amol/l。若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为amol/l的是( )
A.4molA+2molB
B.2molA+1molB+3molC+1molD
C.3molC+1molD+1molB
D.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD
解析：题设条件要求在体积、温度不变时，以不同物质为起始物质，达到平衡时C有相同的浓度，即建立相同的平衡状态。 然而，要建立相同的平衡状态，可以完全从反应物开始，也可以完全从生成物开始，还可以从既有反应物又有生成物开始。若反应只从反应物开始或只从生成物开始，则很容易判断是否达到相同的平衡状态。根据题意，要使C的浓度仍为amol/l，若反应只从反应物开始，必须是2molA和1molB；若反应只从生成物开始，必须是3molC和1molD。但是若反应从既有反应物又有生成物开始则情况较为复杂，这时可根据方程式假设让反应物全部转化为生成物，看能否转化为3molC和1molD 或让生成物全部转化为反应物，看能否转化为2moA和1molB。很显然A选项错，B、D选项中假设让反应物A和B完全转化为C和D，则B选项相当于6molC和2molD;D选项相当于3molC和1molD；C选项中假设让生成物C和D完全转化为A和B，则相当于2molA和2moB，由此可知，正确答案为D。
总之，在化学习题的解题过程中，有时如果顺着题意思考，就会陷入习题设计者的陷阱，使思维混乱，解题过程烦琐，甚至还可能导出错误的结论，但如果根据题意，抓住问题的实质，分析变化的特点，进行适当的假设，从另一个角度思考问题，却能柳暗花明，豁然开朗。
（兰州市第六十五中学 兰州 730070）
例1. 某温度下，密闭容器中发生反应：aX（g）bY（g）+cZ（g）达到平衡后，保持温度不变，将容器的容积压缩到原来容积的一半，当达到新平衡时，物质Y和Z的浓度是原来的1.8倍，则下列叙述正确的是（ ）。
A可逆反应的化学方程式的系数a>b+c。
B 压缩容器的容积时，V（正）增大 ，V（逆）减小。
C 达到新平衡时，物质X的转化率减小。
D 达到新平衡时，混合物中Z的质量分数增大。
解析：若直接分析此题，一些学生感到无从下手，很难判断。因为保持温度不变，将容器的容积压缩到原来容积的一半，压强增大，根据压强对化学平衡的影响可知，增大压强，平衡的移动与可逆反应中各气体物质前的系数有关：
若a=b+c，平衡不移动若a>b+c，平衡向右移动若a
解析：比较甲和乙两个化学平衡可知，乙中SO2和O2的质量是甲的两倍，而甲、乙两容器的体积相同，说明乙中SO2和O2的起始浓度是甲中的两倍，根据勒夏特列原理可知，增大反应物的浓度，平衡向正反应方向移动，则达到新平衡时，乙容器中反应的SO2肯定比甲容器的多，但又因为起始时乙容器中SO2的浓度比甲容器的大，所以无法判断SO2的转化率及平衡后的体积分数谁大谁小，同样平衡后SO3的浓度也无法判断。但是若用等效平衡的思路进行假设，则使复杂问题明显简单化。
假设另有一容器丙，丙容器的体积是甲容器的两倍，如上图所示，其中充入2gSO2和2gO2，则丙中反应达到平衡状态时与甲中反应达到平衡状态时等效，即平衡时丙中SO3的浓度与甲中的一样，SO2的转化率及体积分数与甲中的也一样。现把丙容器压缩到容积与乙一样，则压强增大，平衡2SO2 (g)+O2 (g) 2SO3 (g)向气体体积减小的方向（即向右）移动，那么达到新平衡时，SO3的浓度增大，SO2的转化率提高，SO2的体积分数减小，再进行等效转换，即知乙中SO3的浓度大于甲中，SO2的转化率乙中大于甲中，SO2的体积分数乙中小于甲中。
例3．在一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和1molB发生反应：2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)达到平衡时，C的浓度为amol/l。若维持容器体积和温度不变，按下列四种配比为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为amol/l的是( )
A.4molA+2molB
B.2molA+1molB+3molC+1molD
C.3molC+1molD+1molB
D.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD
解析：题设条件要求在体积、温度不变时，以不同物质为起始物质，达到平衡时C有相同的浓度，即建立相同的平衡状态。 然而，要建立相同的平衡状态，可以完全从反应物开始，也可以完全从生成物开始，还可以从既有反应物又有生成物开始。若反应只从反应物开始或只从生成物开始，则很容易判断是否达到相同的平衡状态。根据题意，要使C的浓度仍为amol/l，若反应只从反应物开始，必须是2molA和1molB；若反应只从生成物开始，必须是3molC和1molD。但是若反应从既有反应物又有生成物开始则情况较为复杂，这时可根据方程式假设让反应物全部转化为生成物，看能否转化为3molC和1molD 或让生成物全部转化为反应物，看能否转化为2moA和1molB。很显然A选项错，B、D选项中假设让反应物A和B完全转化为C和D，则B选项相当于6molC和2molD;D选项相当于3molC和1molD；C选项中假设让生成物C和D完全转化为A和B，则相当于2molA和2moB，由此可知，正确答案为D。
总之，在化学习题的解题过程中，有时如果顺着题意思考，就会陷入习题设计者的陷阱，使思维混乱，解题过程烦琐，甚至还可能导出错误的结论，但如果根据题意，抓住问题的实质，分析变化的特点，进行适当的假设，从另一个角度思考问题，却能柳暗花明，豁然开朗。
（兰州市第六十五中学 兰州 730070）