巧用虛擬容器理解化學平衡中的有關問題

高衍文 陳德強

(山東省曲阜市第一中學 273100)

在化學平衡中經常考查氣體的轉化率、平均摩爾質量、濃度、壓強及百分含量的變化.有些習題如果直接用所學有關原理去解，會感到無法著手，這類習題大多數可以用“虛擬容器法”解答.茲舉例說明如下.

例1 向一體積不變的密閉容器中通入4 molM氣體(如圖所示)，在一定條件下發生反應：

達到平衡后若再通入4 molM氣體，再次達到平衡時，與原平衡相比，M的轉化率( )

A.不變 B.增大 C.減小 D.無法判斷

解析

圖1 原平衡的建立過程

圖2 新平衡的建立過程

把4 molM氣體通入到與原容器溫度和體積完全一樣的另一個容器中，則達到平衡后，該容器中的平衡與原容器中的平衡完全相同，M的轉化率當然也相等都為x.為了保持容器體積不變，把都平衡后的兩個容器中間的隔板抽掉變成一個容器，溫度不變為T，體積變為2V,平衡不移動，M的轉化率仍為x(如圖2所示)，然后保持溫度不變，再壓縮體積到V,則平衡

向右移動，導致M的轉化率增大.

答案B

例2 在一定溫度下，向體積為V的密閉容器里充入2 mol SO2和1 mol O2，發生如下反應

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

達到平衡后，容器中氣體的平均相對分子質量為M1(如圖3所示)，保持體積不變，再向該容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，達到新的平衡后，氣體的平均相對分子質量變為M2(如圖4所示).則M1和M2的大小關系正確的是( )

A.M1

C.M1>M2D.無法判斷

解析

圖3 原平衡的建立過程

圖4 新平衡的建立過程

根據圖4設置的虛擬容器，通過圖示的改變不難得出答案.

答案A

練習

1.一定溫度下，在甲、乙、丙體積均為V的恒容密閉容器中反應

達到平衡.下列說法正確的是( )

A．該反應的正反應放熱

B．達到平衡時，容器甲中反應物轉化率比容器乙中的大

C．達到平衡時，容器乙中c(H2)大于容器丙中c(H2)的兩倍

D．達到平衡時，容器丙中的正反應速率比容器甲中的大

2.在恒容密閉容器中投入等物質的量的NH3(g)、Cl2(g),在一定條件下發生

反應，這是工業上制備氯胺的原理，達到平衡狀態.

(1)下列情況能說明該反應達到平衡狀態的是 ________ (填字母).

A.混合氣體的密度不再改變

B.氯胺的體積分數不再改變

C.混合氣體的平均相對分子質量不再改變

D.混合氣體中c(HCl)不再改變

(2)如果該反應達到平衡之后，其他條件不變，再充人1mol NH3(g)、1 mol Cl2(g),平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移動,達到新平衡時NH3的轉化率將 ________ (填“增大”“減小”或“不變).

答案1.D

2.(1)BD (2)向右 不變

參考文獻：

[1]洪云龍.化學平衡移動教學應用“三態”模型的研究[J].課程教學研究，2015(6)：32-33.

[2]張利琦.關于高中化學教師對化學平衡移動學科理解的探查研究[D].長春：東北師范大學,2013.

[3]唐紀軒.等效假設法在解化學平衡習題中的應用[J].中學生數理化:高二版，2008(9):30-31.