高中化学平衡计算题的解题技巧分析

2020-10-19 09:24季彩红
数理化解题研究 2020年28期
关键词:混合气体化学平衡计算题

季彩红

(江苏省射阳县陈洋中学 224300)

化学平衡问题是历年理综化学考卷必考的重要内容之一,题型难度较大,不仅涉及到转化率、物质的量及平衡常数等问题,同时也会贯穿着其他知识点,是区分学生对知识的掌握程度和综合分析能力的重要考核手段.因此,良好的解题思路是解决平衡问题的制胜法宝.

一、三步法

在高中化学平衡计算题的解题中,最基础、最常用的解题方法就是“列三式”,即“三步法”:根据题干中给出的信息列出起始量、变化量与平衡量,再通过相应的方程式进行计算.例1的求解时,教师们就需要引导学生们运用三步法进行解题.

例1将氢气(H2)和氮气(N2)按照一定比例混合,已知在相同条件下混合气体的密度是H2的3.6倍,将0.5mol的混合气体放进密闭容器内进行反应,使得气体在一定条件下达到平衡状态,已知气体在达到平衡后容器压强是相同状况下反应前的0.76倍.

(1)平衡状态时,混合气体中氨(NH3)物质的量是____.

(2)反应达到平衡时氮气(N2)的转化率为____.

解析在本例题的求解中,教师们就需要引导学生们对题意进行分析,利用三步法对其进行解答.首先应当根据题干列出方程组求出H2与N2的起始浓度:

对方程组进行求解后可以得到n(N2)=0.1mol,n(H2)=0.4mol.接着对氮气(N2)的变化量假设为a(mol),接着根据化学方程式列三式:

起始量/mol 0.1 0.4 0

变化量/mola3a2a

平衡量/mol 0.1-a0.4-3a2a

二、差量法

运用差量法进行求解时,要把差量看作是一种特殊的产物,同时,差量应当与反应物的某种量成比例.当一个化学反应前后出现了气体的压强差、体积差、密度差等情况时,都可以运用差量法进行解题.

①反应前混合气体的体积为1.2V;

②反应前混合气体的体积为1.1V;

③当反应达到平衡时,X气体被消耗0.05V;

④当反应达到平衡时,Y气体被消耗0.05V.

A.②③ B.②④ C.①③ D.①④

解析首先,教师们可以引导学生们根据题意,列出相应反应关系式:

起始量/L 1 3 0 2

变化量/L 0.05V0.15V0.1V0.1V

根据差量法对题目以及化学反应式进行分析可以知道气体X在反应的过程中被消耗了0.05V,即③正确.同时,也可以知晓当反应达到平衡状态时,气体的体积减少了0.1V.从而可以知道反应前的混合气体体积为V+0.1V=1.1V.故②正确.故该题目答案选A.

三、守恒法

守恒法是化学解题过程中较为常用的方法,主要根据个数守恒、电子个数守恒、质量守恒、浓度守恒、物质的量等对物质进行化学反应的某一特定的量保持不变或成比例进行列式计算并求解.守恒法的运用能够有效省去复杂的计算过程,提高学生化学解题的能力.

例3有amol N2和bmol H2进行反应并达到平衡时,生成了cmol的NH3,请问当反应达到平衡后,混合气体中氨(NH3)的质量分数为多少?

总之,平衡计算题的解题技巧有很多,除了三步法、差量法、守恒法以外,教师们也可以教授学生们估算法、赋值法、极端假设法等多种解题方法,帮助学生掌握解题的技巧,促使学生们能够提升相应的解题能力,从而使得学生们能够在类似题型中能够灵活运用这些方法.

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