极限思想在化学实验题中的应用

调节反应器的温度，在两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处于反应器的正中位置。请填写以下空白:
　　
　　（1）若x=4.5，则在右侧反应在起始时向（填“正反应”或“负反应”）方向进行。欲使起始反应维持向该方向进行，则x的最大取值应小于。
　　
　　（2）略（1996全国高考题）
　　
　　可移动隔板
　　
　　解：欲使起始反应维持正反应方向进行，x最大值意味着D或者全部趋近于完全反应
　　
　　①假设D气体趋近于完全反应，
　　
　　则D（气）+2E（气）2F（气）
　　
　　起始量（mol）6.5x2.0
　　
　　变化量（mol）6.513.013.0
　　
　　平衡量（mol）0(x-13.0)15.0
　　
　　由达到平衡后各物质的量之和为12mol，可得
　　
　　0+(x-13.0)+15.0=12,解得x=10.0mol
　　
　　因为该反应为可逆反应，达到平衡后D、E、F的量均要大于0，而E的量x-13.0=-3.0（负数），故D全部反应掉显然不成立。
　　
　　②若E气体趋近于完全反应掉，
　　
　　则D（气）+2E（气）2F（气）
　　
　　起始量（mol）6.5x2.0
　　
　　变化量（mol）0.5xxx
　　
　　平衡量（mol）6.5-0.5x02.0+x
　　
　　由达到平衡后的各物质的量之和为12mol可知
　　
　　（6.5-0.5x）+0+（2.0+x）=12
　　
　　解之得x=7.0mol
　　
　　因为该反应是可逆反应，故达到平衡时D、E、F的量均要大于0。气体E不可能全部反应掉，x=7.0mol只是一个最大极限值，因此x<7.0mol。
　　
　　2、混合物中的有关问题
　　
　　2.1根据元素的质量分数确定物质组成
　　
　　[例题5]已知一氧化碳和某气体的混合物中，氧元素的质量分数为55%，则该气体是（）
　　
　　A、CO2B、SO2C、NO2D、N2O5
　　
　　解：①假设混合物另一气体质量趋近于零，则混合物中氧元素的质量分数趋近于[16/(16+12)]×100%=57%；
　　
　　②假设CO的质量趋近于零，若混合物中另一种气体是CO2，则混合物中氧元素的质量分数将趋近于[(16×2)/(12+16×2)]×100%=73%；
　　
　　若混合物中另一种气体为SO2时，则混合物中氧元素的质量分数趋近于[(16×2)/(32+16×2)]×100%=50%；
　　
　　若混合物中另一种气体为NO2，则混合物中氧元素的质量分数趋近于[(16×2)/(14+16×2)]×100%=70%；
　　
　　若混合物中另一种气体为N2O5，则混合物中氮元素的质量分数趋近于[(16×5)/(14×2+16×5)]×100%=74%。
　　
　　由极限思想可知55%必须在57%和另一个质量分数的区间内，因此本题中另一种物质只能是SO2，故选B。
　　
　　2.2依据元素的质量比确定物质组成
　　
　　[例题6]某气体可能是由一氧化碳、二氧化碳、氧气中的二种或几种组成，测得该气体中碳元素与氧元素的质量比为3：7，试推断该气体的多种可能的物质组成。
　　
　　解：由题意可知，该气体是含有两种或三种气体的混合物，情况可能有多种。
　　
　　①假设该气体趋于全部是一氧化碳而其它气体质量趋近于零，则该气体中碳与氧的质量比趋近于12：16=3：4；
　　
　　②假设该气体趋于全部是二氧化碳而其它气体质量趋近于零时，则混合气体中碳与氧的质量比趋近于12：16×2=3：8；
　　

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