2021年吉林省-教师招聘化学备考冲刺：反应速率和化学平衡易错解析（3） 和龙华图

2021年吉林省-教师招聘化学备考冲刺：反应速率和化学平衡易错解析（3） 和龙华图

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　　【1】一真空密闭容器中盛有amolA，加热到200℃时发生如下反应：

　　nA(气) B(气)+C(气)，反应平衡时，A所占体积分数为M%。若在同一温度和同一容器中，最初投入的是2amolA，反应平衡时，A所占体积分数为N%。则M和N的正确关系是


　　A.M>N

　　B.M

　　C.M=N

　　D.无法比较

　　【答案】D

　　【^华图教育专家解析】在同温、同体积条件下，反应物投入的量由amol增加到2amol，讨论A所占体积分数如何变化。

　　由于A所占体积分数受到两方面的制约，即A的大小(cA-nx)和总体积的大小(cA-nx+2x)，而这两个量都是变量，因此其比值如何变化难以确定。另一方面反应物只有一种物质，增加其量是从增大浓度分析还是从加大压强考虑。知识的缺陷和分析方法的不当来源：，往往得出以上各种错误的选择。

　　本题一种简捷思考方法是：当A的量增大一倍时，先将容器的体积也扩大一倍(其状况和第一次完全相同)，这样达到平衡时，A所占体积分数不变。然后再将体积压缩到原状态，这时根据反应前后的气体体积数如何变化，考虑平衡如何移动，决定A所占体积分数如何变化。如当本题反应物A前的系数n等于1，由于反应前气体的总体积数小于反应后气体的总体积数，因此在压缩到原状态时，平衡将向逆反应方向移动，x减小，cA-x增大，cA+x减小，(cA-x)/(cA+x)增大，A所占体积分数增大，即N>M。若n等于3，由于反应前气体的总体积数大于反应后气体的总体积数，因此在压缩到原状态时，平衡将

　　减少，A所占体积分数减小，其结果为M>N。若n等于2，在压缩到原状态时，平衡不移动，其结果为M=N。

　　【易错点点睛】由于A所占体积分数受到两方面的制约，即A的大小和总体积的大小，而这两个量都是变量，其比值如何变化难以确定。

　　【答案】A

　　【^华图教育专家解析】在已达化学平衡的体系中，增加其中一种反应物的浓度，平衡一定向正反应方向移动，被增加的反应物的转化率要下降，而其他反应物的转化率应升高。本题在分析平衡移动时，可以简化为如下平衡关系：H3F3 3HF进行分析。当在定温定容下，不管是增加H3F3的浓度或是增大HF的浓度，平衡肯定要移动。分析本题在C，D选项，似乎相互对立，应取其一。由于分析的片面，判断H3F3与HF的浓度比值将出现以下误解：①对于可逆反应来说，增加的量只能部分转化，错误的认为被增加的反应物转化率下降，所以增加物的浓度要比生成物的浓度大，所以误选D选项。②该平衡反应物的系数和生成物的系数比值为1∶3，生成物的浓度大，所以误选C选项。若从逆反应来分析，也存在类似错误。

　　对于只有一种反应物的化学平衡的体系，浓度变化若从压强变化分析是否更为简单、容易。对于A2B的平衡体系，当1molA的增量加到2mol时，可假设将体积扩大到原状态的两倍，这样2molA的起始状态(反应物的浓度，体系的压强、温度)和原状态相同。达到平衡时，各物质的浓度，百分组成…&hellip ;都不变。但体积仍是原两倍，各物质的物质的量是原状态的两倍。再将体积压缩到原状态。由于该平衡是气体体积增大的反应，加压后平衡向逆反应方向移动，各种量发生相应的变化。与本题有关的量是A的百分含量，不管是增加H3F3或HF，平衡都向逆反应方向移动，所以A%都是增加。本题的另一巧合是生成物也只有一种，这样H3F3与HF的浓度比值可视为A与100—A的比值大小，平衡移动后显而易见，结论是不管是增加H3F3或HF，H3F3与HF的浓度比值都增大。

　　【易错点点睛】上述的分析方法，即提出假设，找出一种中间状态(参照物)比较，然后再得出结论，在其他学科经常使用，不妨在化学中也可试试。

　　【3】某温度下，向某密闭容器中加入1mol氮气和3mol氢气，使之反应合成氨，平衡后，测得氨的体积分数为m。若温度不变，只改变起始加入量，使之反应重新达平衡后，氨的体积分数仍然为m。若氮气、氢气和氨的加入量用x，y，z表示，应满足：

　　(1)温度、体积恒定时：若x=0，y=0则z=_______。

　　温度、压强恒定时：若x=0，y=0则z_______。

　　(2)温度、体积恒定时：若x=0.75mol，y_______，z_______。

　　温度、压强恒定时：若x=0.75mol，y_______，z_______。

　　(3)温度、压强恒定时：x，y，z应满足的关系是__________。

　　【答案】

　　(1)温度、体积恒定时：z=2mol，温度、压强恒定时：z>0。

　　(2)温度、体积恒定时：y=2.25mol，z=0.5mol，

　　温度、压强恒定时：y=2.25mol，z≥0。

　　(3)温度、压强恒定时：x，y，z应满足的关系是y=3x，z≥0。

　　【^华图教育专家解析】温度、体积恒定时，为了使达到平衡时氨的体积分数保持不变，加入的量必须和初始加入的量相当，即全为反应物应是1mol氮气和3mol氢气;全为生成物应是2mol氨气(若反应物、生成物皆有，折算为上述量)。但遇到温度、压强恒定时，由于思维定势，往往也取相当量，只能得出所有满足条件中的一个特殊情况。

　　实际上为了满足温度、压强恒定，只需根据体积大小，加入与初始相当的量即可满足题目的要求。如：假设本题的初始体积为VL，加入1mol氮气和3mol氢气，平衡后，测得氨的体积分数为m。而当体积改为2VL时，应加入2mol氮气和6mol氢气(或4mol氨，或其他相当的量)，相当于每VL里仍加入1mol氮气和3mol氢气，平衡后，氨的体积分数不变，仍为m;……。因此，z的取值由体积大小而定，若无反应物，z为大于零的任意值;若有反应物，z为大于等于零的任意值。

　　【易错点点睛】(1)温度、压强恒定时：z=2mol

　　(2)温度、压强恒定时：z=0

　　(3)温度、压强恒定时：y=3x，z=2-2x

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