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化學平衡中的思想方法之二:極限思維

來源:不詳       更新時間:2012-4-6 11:35:00
 
主要思想:按方程式的系數極限的轉化為反應物或生成物(即一邊倒),特別注意極值是否可取
  
  一、解決取值范圍的問題
  
  例1.一定條件下,在反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)平衡體系中:
  
  n(SO2)=2.0mol/L,n(O2)=0.8mol/L,n(SO3)=2.4mol/L,則SO2的起始濃度的范圍為()。
  
  A.0.4~2.0mol/LB.0.4~4.4mol/LC.0~4mol/LD.無法確定
  
  解:把平衡時的量看成起始量,極限地向左轉化為反應物(按SO3的量轉化),則有:(單位統一用物質的量濃度)
  
  2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
  
  起始2.00.82.4
  
  轉化2.41.22.4
  
  極限I4.42.00
  
  極限地向右轉化為生成物(按O2的量轉化),則有:(單位統一用物質的量濃度)
  
  2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
  
  起始2.00.82.4
  
  轉化1.60.81.6
  
  極限II0.404
  
  答案選B
  
  例2.在一密閉容器中發生以下反應:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),若最初加入等物質的量的CO和H2O各1mol,反應達平衡時,生成0.67molCO2,若在相同條件下將H2O的物質的量改為4mol。反應達平衡時生成CO2可能為()mol。
  
  A.1.34B.1.0C.0.94D.0.52
  
  解:H2O的物質的量改為4mol.相當于先讓1molCO和1molH2O反應達平衡后,再加入3molH2O,顯然平衡右移,所以CO2的物質的量應大于0.67mol,用極限法找CO2的極大值(按CO的量轉化):
  
  CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
  
  起始1mol4mol00
  
  轉化1mol1mol1mol1mol
  
  極限0mol3mol1mol1mol
  
  所以CO2的極大值為1mol(但1不能取)
  
  答案選C
  
  例3.在體積固定的密閉容器中通入A﹑C﹑D各1mol和xmol的B發生反應:
  
  A(g)+4B(g)2C(g)+D(g)
  
  當x在一定范圍內變化,均可通過調節反應器的溫度,使反應達平衡時保持容器中氣體總物質的量為5mol,若使起始反應向正方向進行,則x的范圍為()。
  
  A.1﹤x﹤2B.1﹤x﹤5C.2﹤x﹤4D.2﹤x﹤5
  
  解:正反應是氣體物質的量減小的反應
  
  極限①平衡不移動氣體總物質的量為5mol時則B應為2mol,顯然要使平衡右移則B的物質的量應大于2mol;極限②B較多時,平衡極限的右移后氣體總物質的量為5mol,(不妨按A的量轉化)則
  
  A(g)+4B(g)2C(g)+D(g)
  
  起始1molx1mol1mol
  
  轉化1mol4mol2mol1mol
  
  極限0molx-43mol2mol
  
  即x-4+3+2=5所以x的最大值為4(注意4不可以取)
  
  答案選C
  
  二、解決等效平衡的問題
  
  極限思想主要用于解決等效平衡問題。
  
  (1)恒溫、恒容條件下的等效平衡。
  
  思路:用極限法處理后各物質的值對應相等(即一邊倒后,值相同)

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