借力气体放缩法巧解化学平衡类试题

王永

摘要：放缩法是数学解题中常用的方法，在解化学平衡类试题时，根据试题的特点借力放缩法建构解題模型“，通过“物质的量”或者“容器体积”的放缩，辅以假设法分析，从而达到快速、准确解题的目的。根据化学平衡某些试题“物质的量”或者“容器体积”的放缩的特点，借助于“放缩法”这一数学解题常用的方法，建构解题模型，能够顺利地解决这类试题，提高学生的解题能力.

关键词：气体放缩法;化学平衡;典例赏析

1典例赏析

例1在一密闭容器中，反应mA（g）+nB（s）=3c（g）达到平衡时，测得c（A）为0.5mol/L在温度不变的情况下，将容积增大一倍，当达到新的平衡时，测得c（A）为0.3mol/L，则下列判断不正确的是（ ）

A.混合气体密度一定减小

B.平衡一定向逆反应方向移动

C.化学计量数：m+n<3

D.物质C的体积分数减小了

解析本题为反应容器“放"的情况，假设平衡不移动将容器扩大一倍（相当于减小压强），各物质溶度应变为原来一半，c（A）应为0.25mol/L，但达到新平衡时c（A）=0.3mol/L>0.25mol/L，即减小压强平衡向逆方向移动，B正确;A.质量不变，体积变大，密度减小，正确;C.B为固体，其系数对平衡没有影响，应为m>3，错误;D.平衡向逆方向移动，物质C的体积分数减小，正确;故选C.

例2在相同温度下（T=500K），有相同体积的甲、乙两容器，且保持体积不变，甲容器中充人1gSO2和1gO2，乙容器中充人2gSO2和2gO2.下列叙述中错误的是（）

A.化学反应速率：乙>甲

B.平衡时O2的浓度：乙>甲

C.平衡时SO2的转化率：乙>甲

D.平衡时SO，的体积分数：乙>甲

解析本题为反应物物质的量“放”的情况，发生的反应2SO2（g）+O2（g）==2SO3（g）乙容器相当于把甲容器物质的量放大到2倍，即把两个甲容器内的反应物压缩到一个容器中，在压缩过程中（相当于增大压强）平衡向正方向移动.如图1：则化学反应速率乙>甲，平衡时SO2转化率乙>甲，平衡时SO2体积分数乙<甲即A、C正确，D错误;根据勒夏特列原理平衡时02的浓度乙>甲，B正确，故选D.

根据以上数据，下列叙述正确的是（）

A.在上述条件下反应生成1molSO3固体放热Q/2kJ

B.2Q3<2Q2=Q

C.Q1=2Q2=2Q3=Q

D.2Q2=2Q3

解析本题为体积“缩小”类习题，在处理过程中应注意生产的SO3的物质的量与能量的对应关系.A.根据热化学方程式的含义：生成2SO3（g）放出QkJ能量，则生成1molSO3（g）才放出Q/2kJ能量，生成1molSO3固体放出的热量应>Q/2kJ，A错误;由于该反应是可逆反应，甲组不能完全生成2SO3（g），故Q1

例4在等温、等容条件下有下列气体反应：2A（g）+2B（g）==C（g）+3D（g）.现分别从两条途径建立平衡：I.A和B的起始浓度均为2mol/L;I.C和D的起始浓度分别为2mol/L和6mol/L.下列叙述正确的是（）

A.达到平衡时，I途径的反应速率V（A）等于II途径的反应速率V（A）

B.达到平衡时，第I条途径混合气体的密度与第II条途径混合气体的密度相同

C.I和I两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的体积分数相同

D.I和I两途径最终达到平衡时，体系内混合气体的体积分数不同

解析本题为“放缩法”与等效平衡相结合的应用本题是等温等容条件下气体计量数不变（△Vg=0）的等效平衡：只需要满足起始时c（A）：c（B）=1：1，即为等效平衡，平衡时各组分体积分数分别相等把C和D的起始浓度分别为2mol/L和6mol/L转化为A、B时都是4mol/L，即c（A）：c（B）=1：1，I和1I为等效平衡.两个I压缩成一个容器即为II情况：I和I除各组分体积分数分别相等外，I中的压强、气体总物质的量浓度、密度都为I的2倍;达到平衡时，I途径的反应速率V（A）小于I途径的反应速率V（A）.故选C.

例5将等物质的量的X.Y气体充人一个密闭容器中，在一定条件下发生如下反应并达到平衡：X（g）+Y（g）=≈2Z（g）AH<0.当改变某个条件并达到新平衡后，下列叙述正确的是（）

A.升高温度，X的体积分数减小

B.增大压强（缩小容器体积），Z的浓度不变

C.保持容器体积不变，充人一定量的惰性气体，Y的浓度不变

D.保持容器体积不变，充人一定量的Z，X的体积分数增大

解析A.AH<0，升温平衡左移，X的体积分数增大，错误;B.增大压强（缩小容器体积），平衡不移动，但Z的浓度增大，错误;C.体积不变充入惰性气体，各反应物浓度不变，对反应无影响，正确;D.充人Z属于物质的量放大的情况，压缩或加压后，平衡不移动，即X的体积分数不变，不正确.故选C.

2题型特点及解题策略

1.反应容器体积的放缩;如例1，在参与反应物质的量不变的情况下，根据反应容器的放缩，假设平衡不移动可计算出某一物质的量的大小，然后与实际变化后的量进行比较，从而判断平衡的移动方向，就可判断出：

（1）反应前后气体化学计量数的大小关系;

（2）变化前后某一反应物的转化率大小关系;

（3）变化前后某一物质的百分数大小关系.

2.反应物量（物质的量、质量等）的放缩：如例2、4，在反应容器体积不变的情况下，根据参与反应物质的量的放缩，相当于增大或减小压强，然后根据反应前后气体物质化学计量数的大小判断平衡移动的方向（或不移动），从而判断：

①放缩前后某一物质的百分数大小关系;②放缩前后某一反应物的转化率大小关系;

③放缩前后反应体系中压强、气体总物质的量、浓度、密度等的大小关系.

3.气体放缩法与反应热、充人稀有气体[2]（不参.与反应）等的综合题型：如例3、5，此类习题考查的是在放缩法基础_上涉及的反应热问题，只要能够正确理解热化学方程式的含义并注意某一物质的物质的量与反应热的对应关系进行运算就可得到结果.

综上所述，在计算化学平衡移动相关试题时，根据题型特点，运用“放缩法”进行分析思考，通过训练，能够使学生准确的把握这一方法的解题策略，顺利地解决这一类试题.

参考文献：

[1]何芳彬.“放缩法”与化学计算题[J].高师理科学刊，2006（01）：119..

[2]任志宏.高考总复习优化设计.化学[M]北京：知识出版社，2017.2（2018.2重印）