巧用虚拟容器理解化学平衡中的有关问题

高衍文 陈德强

(山东省曲阜市第一中学 273100)

在化学平衡中经常考查气体的转化率、平均摩尔质量、浓度、压强及百分含量的变化.有些习题如果直接用所学有关原理去解，会感到无法着手，这类习题大多数可以用“虚拟容器法”解答.兹举例说明如下.

例1 向一体积不变的密闭容器中通入4 molM气体(如图所示)，在一定条件下发生反应：

达到平衡后若再通入4 molM气体，再次达到平衡时，与原平衡相比，M的转化率( )

A.不变 B.增大 C.减小 D.无法判断

解析

图1 原平衡的建立过程

图2 新平衡的建立过程

把4 molM气体通入到与原容器温度和体积完全一样的另一个容器中，则达到平衡后，该容器中的平衡与原容器中的平衡完全相同，M的转化率当然也相等都为x.为了保持容器体积不变，把都平衡后的两个容器中间的隔板抽掉变成一个容器，温度不变为T，体积变为2V,平衡不移动，M的转化率仍为x(如图2所示)，然后保持温度不变，再压缩体积到V,则平衡

向右移动，导致M的转化率增大.

答案B

例2 在一定温度下，向体积为V的密闭容器里充入2 mol SO2和1 mol O2，发生如下反应

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

达到平衡后，容器中气体的平均相对分子质量为M1(如图3所示)，保持体积不变，再向该容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，达到新的平衡后，气体的平均相对分子质量变为M2(如图4所示).则M1和M2的大小关系正确的是( )

A.M1

C.M1>M2D.无法判断

解析

图3 原平衡的建立过程

图4 新平衡的建立过程

根据图4设置的虚拟容器，通过图示的改变不难得出答案.

答案A

练习

1.一定温度下，在甲、乙、丙体积均为V的恒容密闭容器中反应

达到平衡.下列说法正确的是( )

A．该反应的正反应放热

B．达到平衡时，容器甲中反应物转化率比容器乙中的大

C．达到平衡时，容器乙中c(H2)大于容器丙中c(H2)的两倍

D．达到平衡时，容器丙中的正反应速率比容器甲中的大

2.在恒容密闭容器中投入等物质的量的NH3(g)、Cl2(g),在一定条件下发生

反应，这是工业上制备氯胺的原理，达到平衡状态.

(1)下列情况能说明该反应达到平衡状态的是 ________ (填字母).

A.混合气体的密度不再改变

B.氯胺的体积分数不再改变

C.混合气体的平均相对分子质量不再改变

D.混合气体中c(HCl)不再改变

(2)如果该反应达到平衡之后，其他条件不变，再充人1mol NH3(g)、1 mol Cl2(g),平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动,达到新平衡时NH3的转化率将 ________ (填“增大”“减小”或“不变).

答案1.D

2.(1)BD (2)向右 不变

参考文献：

[1]洪云龙.化学平衡移动教学应用“三态”模型的研究[J].课程教学研究，2015(6)：32-33.

[2]张利琦.关于高中化学教师对化学平衡移动学科理解的探查研究[D].长春：东北师范大学,2013.

[3]唐纪轩.等效假设法在解化学平衡习题中的应用[J].中学生数理化:高二版，2008(9):30-31.