应用假设策略解化学平衡题

闫军基

化学平衡这部分内容是高中化学基本理论知识中最难理解的部分之一，学生在学习时感到特别的困难.在平时的教学中，如若让学生形成一定的解题思路则可达到事半功倍的效果.下面就解化学平衡题的假设思想做一些探讨.

一、极端假设

例1 在一密闭容器中进行反应：

分析 A项数据表明，题中0.2 mol·L-1的SO3完全转化成了SO2和O2，即平衡时，c（SO3）=0，这是不可能的；B项数据表明在题给浓度的基础上又有0.05 mol·L-1SO3，这是可能的；C项数据表明SO2、SO3的浓度都在原浓度基础上减少了0.05 mol·L-1，这也是不可能的；D项数据表明SO2完全转化成了SO3，即平衡时c（SO2）=0、c（O2）=0，这也是不可能的.

答案：B

二、过程假设

例2 一容积恒定的密闭容器中盛有1mol PCl5，加热到200℃时发生反应：

反应达到平衡时，PCl5所占体积百分数为M%，若在同一温度下和同一容器中，最初投入的是2 mol PCl5，反应达到平衡时，PCl5所占体积百分数为N%，则M和N的正确关系是（ ）.

A.M>N B.M

C.M=ND.无法比较

分析 两个容积相同的容器各装有1 mol PCl5，建立完全相同的平衡状态，PCl5所占体积百分数为M%；以M%的两个状态（Ⅰ）合并成过渡状态（Ⅱ），因外界条件不变，状态（Ⅱ）中PCl5的体积百分数仍为M%；恒温下加压，使状态（Ⅱ）体积缩小一半，则构成状态（Ⅲ），它相当于在原容器中加入2 mol PCl5后达到的平衡状态.在状态（Ⅲ）中化学平衡向逆反应方向移动，PCl5的体积百分数增大，即N%>M%.其思路可用图1表示.

答案：B

三、状态假设

例3 在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：

达到平衡后，测得A的浓度为0.7 mol·L-1，在温度不变的情况下，将容器的容积扩大到原来的两倍，测得A的浓度为0.4 mol·L-1，则下列判断正确的是（ ）.

A.a+b

C.B的浓度增大D.A的转化率增大

分析 假设改变条件平衡不发生移动，则A的浓度应该为0.35 mol·L-1，但现在为0.4 mol·L-1，说明平衡向生成A的方向（逆向）移动了，则C的体积分数下降，A、B的转化率减小；扩大容积等效于减小压强，所有物质的浓度均减小，反应速率均减慢；减小压强平衡向逆反应方向移动，说明左边气体的化学计量数之和大于右边，即a+b>c.

答案：B

四、可能假设

例4 在一密闭的容器中充入2 mol A和1 mol B，发生反应

达到平衡后，C的体积分数为ω；若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量

A∶0.6 mol、B∶0.3 mol、C∶1.4 mol充入容器，达到平衡后，C的体积分数仍为ω，则x的值（ ）.

A.只能为2 B.只能为3

C.可能为2，也可能为3D.无法确定

分析 这是一道关于在恒温恒容条件下的等效平衡问题，应该分x=3和x≠3两种情况进行分析.由题给条件分析可得C项正确.

答案：C

五、“惯性”假设

例5 在恒温恒容的密闭容器中进行反应

若反应物浓度由4 mol·L-1降到1.6 mol·L-1需40 s，那么反应物浓度由1.6 mol·L-1降到

0.4 mol·L-1所需时间（ ）.

A.等于20 s B.大于20 s

C.小于20 sD.无法判断

分析 由平均反应速率的计算公式v=ΔcΔt可计算出濃度由1.6 mol·L-1降到0.4 mol·L-1所需时间为20 s.但是，由于浓度越低反应速越慢，所以，实际需要的时间会大于20 s.

答案：B

六、等效假设

例6 将2.0 mol SO2气体和2.0 mol SO3气体混合于固定容积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：

2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）

达到平衡时SO3为n mol.在相同温度下，分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时SO3等于n mol的是（ ）.

A. 1.6 mol SO2 +0.3 mol O2 +0.4 mol SO3

B. 4.0 mol SO2 +1.0 mol O2

C. 2.0 mol SO2 +1.0 mol O2 +2.0 mol SO3

D. 3.0 mol SO2 +1.0 mol O2 +1.0 mol SO3

分析 依据恒温恒容下建立等效平衡的条件：投料量相等.将备选项中 O2完全转化后，得如下数据：A.1.0 mol SO2+1.0 mol SO3

B. 2.0 mol SO2+2.0 mol SO3

C. 4.0 mol SO3

D. 1.0 mol SO2+3.0 mol SO3

与题干比较，可知只有B项符合题意.

答案：B

七、赋值假设

例7 下列的可逆反应在一定条件下达到平衡后，

容器内压强增加了p%，A的转化率也为p%，则x的值为（ ）.

A.1 B.2 C.3 D.4

分析 假设起始容器内充入2 mol A，并p=100，即2 mol A完全分解时，容器内的压强增加了一倍，从而由题中的反应式速推x=3.

答案：C

八、反证假设

例8 已知氟化氢气体中存在着下列平衡：

2（HF）33（HF）2，

（HF）22HF

若平衡时气体的平均摩尔质量是42 g·mol/L-1试论证（HF）3的体积分数必大于10%.

解析 设（HF）3占的体积分数为x，（HF）2占的体积分数为y，则HF占的体积分数为1-x-y.则：60x+40y+20×（1-x-y）=42，化简为2x+y=1.1，因为1-x-y>0，x+y0.1，即（HF）3的体积分数必大于10%.