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化学平衡中的思想方法之二:极限思维

来源:不详       更新时间:2012-4-6 11:35:00
 
主要思想:按方程式的系数极限的转化为反应物或生成物(即一边倒),特别注意极值是否可取
  
  一、解决取值范围的问题
  
  例1.一定条件下,在反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)平衡体系中:
  
  n(SO2)=2.0mol/L,n(O2)=0.8mol/L,n(SO3)=2.4mol/L,则SO2的起始浓度的范围为()。
  
  A.0.4~2.0mol/LB.0.4~4.4mol/LC.0~4mol/LD.无法确定
  
  解:把平衡时的量看成起始量,极限地向左转化为反应物(按SO3的量转化),则有:(单位统一用物质的量浓度)
  
  2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
  
  起始2.00.82.4
  
  转化2.41.22.4
  
  极限I4.42.00
  
  极限地向右转化为生成物(按O2的量转化),则有:(单位统一用物质的量浓度)
  
  2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
  
  起始2.00.82.4
  
  转化1.60.81.6
  
  极限II0.404
  
  答案选B
  
  例2.在一密闭容器中发生以下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),若最初加入等物质的量的CO和H2O各1mol,反应达平衡时,生成0.67molCO2,若在相同条件下将H2O的物质的量改为4mol。反应达平衡时生成CO2可能为()mol。
  
  A.1.34B.1.0C.0.94D.0.52
  
  解:H2O的物质的量改为4mol.相当于先让1molCO和1molH2O反应达平衡后,再加入3molH2O,显然平衡右移,所以CO2的物质的量应大于0.67mol,用极限法找CO2的极大值(按CO的量转化):
  
  CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
  
  起始1mol4mol00
  
  转化1mol1mol1mol1mol
  
  极限0mol3mol1mol1mol
  
  所以CO2的极大值为1mol(但1不能取)
  
  答案选C
  
  例3.在体积固定的密闭容器中通入A﹑C﹑D各1mol和xmol的B发生反应:
  
  A(g)+4B(g)2C(g)+D(g)
  
  当x在一定范围内变化,均可通过调节反应器的温度,使反应达平衡时保持容器中气体总物质的量为5mol,若使起始反应向正方向进行,则x的范围为()。
  
  A.1﹤x﹤2B.1﹤x﹤5C.2﹤x﹤4D.2﹤x﹤5
  
  解:正反应是气体物质的量减小的反应
  
  极限①平衡不移动气体总物质的量为5mol时则B应为2mol,显然要使平衡右移则B的物质的量应大于2mol;极限②B较多时,平衡极限的右移后气体总物质的量为5mol,(不妨按A的量转化)则
  
  A(g)+4B(g)2C(g)+D(g)
  
  起始1molx1mol1mol
  
  转化1mol4mol2mol1mol
  
  极限0molx-43mol2mol
  
  即x-4+3+2=5所以x的最大值为4(注意4不可以取)
  
  答案选C
  
  二、解决等效平衡的问题
  
  极限思想主要用于解决等效平衡问题。
  
  (1)恒温、恒容条件下的等效平衡。
  
  思路:用极限法处理后各物质的值对应相等(即一边倒后,值相同)

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