“虚拟模型”在复杂平衡问题中的应用
2021-11-16杨素芬
杨素芬

化学平衡是高中化学的重要理论之一,也是高考的重点和热点。关于新旧平衡之间物质的转化率、百分含量、物质的量浓度等大小比较是教学的难点。这类问题对考生的思维能力要求较高,很多时候学生无所适从,如果采用“虚拟模型”可以化繁为简,轻松地解决这类问题。
“虚拟模型”指虚拟一个与旧平衡等效的中间平衡状态,然后通过压缩或扩大体积变为新平衡,进而通过比较虚拟平衡和新平衡中某些量的关系得出答案。
【例1】在一定温度下,向一恒容的密闭容器中充入1 mol NO2发生如下反应:2NO2?葑N2O4,达到平衡后NO2的转化率为a%。若再向容器中充入1mol NO2,达到平衡后NO2的转化率为b%,则a b(填“>”“<”“=”)。
解析:如图1,对比甲乙两个平衡可知,再充入1mol NO2,平衡正向移动,已转化的NO2的物质的量增大,但NO2的总物质的量也增大,所以NO2的转化率如何变化难以确定。
如果利用虚拟平衡模型则可以容易判断。虚拟乙平衡和甲平衡为相似平衡,NO2的转化率、各组分的百分含量、浓度相同,但物质的量等比例变化。而乙平衡是在虚拟乙平衡的基础上将容器容积压缩为原来的1/2(即增大压强),使平衡正向移动,则达到平衡后NO2的转化率增大,即a
【例2】相同温度下,有体积相同的甲、乙两个容器,甲容器中充入1 g N2和1 g H2,乙容器中充入2 g N2和2 g H2,分別进行合成氨反应。下列叙述中错误的是( )
A. 化学反应速率:乙>甲
B. 平衡后N2的浓度:乙>甲
C. H2的平衡转化率:乙>甲
D. 平衡混合气体中H2的体积分数:乙>甲
解析:相同温度下,体积相同乙容器中各物质的起始浓度为甲容易的2倍,依据速率和平衡知识容易判断选项A、B均正确。……p>
