浅谈可逆反应的解题技巧

    陈国良

    

    

    一、利用变量和恒量来判断可逆反应是否达到平衡状态

    判断可逆反应是否达到了平衡状态是高考的重要考点，这类题目涉及的量一般都比较多，学生判断起来比较困难，因此得分率较低.这里介绍一种可以较快判断是否达到平衡状态的方法，即利用变量和恒量来判断.

    1.理论分析：何谓变量，何谓恒量.

    所谓变量，是指某个物理量在可逆反应中随时间变化而变化，达到平衡状态后，该物理量就不再随时间变化了.那么，如果出现这种变量不再变化了，即可逆反应已达到平衡状态.这可作为判断可逆反应达到平衡状态的依据.

    所谓恒量，是指某个物理量在可逆反应中不随时间变化而变化，达到平衡状态后，该物理量也不随时间而变化.那么，如果出现这种恒量不再变化时，可逆反应不一定达到平衡状态，这种方法不能作为判断可逆反应达到平衡状态的依据.

    下面运用这一方法，举例说明如何判断可逆反应是否达到平衡状态.

    例 可逆反应2NO2（g）2NO（g）+O2（g），在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是（A）.

    ①单位时间内生成n mol O2的同时，生成2nmolNO2.

    ②单位时间内生成n mol O2的同时，生成2nmolNO.

    ③用NO2，NO，O2表示反应速率之比为2∶2∶1的状态.

    ④混合气体的颜色不再变化的状态.

    ⑤混合气体的密度不再变化的状态.

    ⑥混合气体的压强不再变化的状态.

    ⑦混合气体的平均摩尔质量不再变化的状态.

    A.①④⑥⑦ ? ?B.②③⑤⑦

    C.①③④⑤D.①②③④⑤⑥⑦

    解析：①单位时间内生成n mol O2的同时，必须消耗2n molNO2，而同时又生成2n molNO2.说明已达到平衡状态.

    ②此项为恒量的关系，不能作为判断可逆反应达到平衡状态的依据.

    ③此项为恒量的关系，不能作为判断可逆反应达到平衡状态的依据.

    ④有色气体的颜色不再改变了，说明浓度不再改变了，已达到平衡状态.

    ⑤由于体积固定，气体的质量前后守恒，故密度为恒量的关系，不能作为判断可逆反应达到平衡状态的依据.

    ⑥由于反应前后气体的化学计量数总和不同，而容器的体积不变，故压强为变量，那么压强不再改变了，可说明反应已达到平衡状态.

    ⑦由于反应前后气体的化学计量数总和不同，而气体的质量前后守恒，故混合气体的平均摩尔质量为变量，则其恒定时，可说明反应已达到平衡状态.

    2.总结.

    由以上可知，变量不再随时间变化了，可作为判断可逆反应是否达到平衡状态的依据; 恒量不再变化时，不能作为判断可逆反应达到平衡状态的依据.

    3.同类练习.

    下列说法中可说明反应：2HI（g）I2（g）+H2（g） 已达到平衡状态的是（B）.

    ①单位时间内生成n mol H2的同时，生成n mol HI.

    ②一个H—H键断裂的同时，键断了两个H—I.

    ③HI的浓度等于I2的浓度.

    ④反应速率：2V（H2）=2V（I2）=V（HI）.

    ⑤HI，I2，H2的浓度之比等于2∶1∶1.

    ⑥温度和体积一定时，某一生成物的浓度不再改变.

    ⑦温度和体积一定时，容器内压强不再改变.

    ⑧条件一定时，混合气体的平均摩尔质量不再变化的状态.

    ⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再改变.

    ⑩温度和体积一定时，混合气体的密度不再改变.

    A.②③⑨B.②⑥⑨

    C.①②⑨D.①⑥⑨

    二、利用过程假设法来快速分析平衡有关问题

    例 在可逆反应达到平衡后，再向容器中充入一定量的某组分气体.问：最终达到平衡后，状态与前者的区别.

    例一：反应：PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）①

    2HI（g）H2（g）+I2（g）②

    2NO2（g）N2O4（g）③

    以上三个反应在一定的条件下，达到平衡时，反应物的转化率均为a%，若保持各反应的温度和容器的体积都不改变，分别再加入一定量的各反应物，则转化率（D）.

    A.均不变

    B.均增大

    C.①增大，②不变，③减少

    D.①减少，②不变，③增大

    1.何为过程假设法

    过程假设法是把实际较为复杂的变化过程，设为若干个较为简单理想的过程，并以其为参数，使问题变得简捷明了.这类试题往往比较抽象，学生的答题准确率较低，但却是高考的热点难点内容.如果能够熟练掌握和应用这个方法，可以准确快速判断答案.

    2.问题解决

    ①对于反应：PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）起始达到平衡时，状态为体系（I）.增加PCl5的量，可以先假设在相同的条件下，以一定的比例量的关系转化为体积比关系，然后以相同的条件在体系（II）中达到平衡状态，使其浓度、体积分数、质量分数与体系（I）完全相同.然后压缩右边的活塞b使其达到活塞a后，

    就达到了题意的效果.由于该反应的正反应为气体体积增大的过程，所以加压时平衡左移，PCl5的转化率减小.

    ②对于反应：2HI（g）H2（g）+I2（g），由于前后的气体体积相等，所以加压后平衡不发生移动，转化率不变.

    ③对于反应：2NO2（g）N2O4（g），由于该反应的正反应为气体体积减小的过程，所以加压时平衡右移，使NO2的转化率增大了.

    3.同类练习.

    （1）在一定温度下，将a mol PCl5通入容积不变的容器中达到如下平衡：PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g），此时平衡气体的压强为P1;再往容器中通入a mol PCl5，恒温下再次达到化学平衡后压强为P2，则P1与P2的关系为（B）.

    A.2P1=P2

    B.2P1>P2

    C.2P1

    D.P1=P2

    （2）將含1 mol NH3的密闭容器加热，反应一段时间后达到平衡，此时NH3的体积分数为a %，若在该反应容器中再加入1 mol NH3后密封，加热到相同温度，使反应达到平衡，设此时NH3的体积分数为b % ，则a与b的值关系正确的是（B）.

    A.a>b

    B.a

    C.a=b

    D.a≥b