[化学]解答 “平衡问题”的利器——模型法2008-3-31 9:14:00　阅读 次 参与讨论()

化学平衡问题总体上给人一种难题的感觉，主要是因为在解答问题时缺乏一个有效的套路，思路杂乱无章。事实上只要学会常用的几种重要方法，自然就会化难为易，下面以具体实例说明解答化学平衡问题常用的方法“模型法”。

例：（07年四川）向某密闭容器中充入1molCO和2molH₂O（g），发生反应：CO(g)+H₂O (g) CO₂(g) +H₂(g)。当反应达到平衡时，CO的体积分数为x。若维持容器的体积和温度不变，起始物质按下列四种配比充入该容器中，达到平衡时CO的体积分数大于x的是(  )

A．0.5molCO+2molH₂O(g)+1molCO₂+1molH₂

B．1molCO+1molH₂O(g)+1molCO₂+1molH₂

C．0.5molCO+1.5molH₂O(g)+0.4molCO₂+0.4molH₂

D．0.5molCO+1.5molH₂O(g)+0.5molCO₂+0.5molH₂

分析：首先在读题时，注意“容器的体积和温度不变” “体积分数大于x”这两个关键地方。由于反应开始时充入1molCO和2molH₂O，因此首先采用“极值法”。“极值法”就是利用元素原子守恒，将方程一边的物质根据方程式的化学计量数，转化为另一端的物质，同时自身物质的量归为零。把A、C、D三个选项都转化成反应物来比较，分别是：A,1.5molCO＋3molH₂O；  B，2molCO＋2molH₂O(g)； C,0.9molCO ＋1.9mol H₂O；   D, 1molCO＋2molH₂O(g)。

    接下来利用模型转化，如图：

在I中加入1molCO和2molH₂O（g），达平衡后CO的体积分数为x。在I至II的过程中，恒压条件下再加入1molCO和2molH₂O（g），此时各气体物质的量均为I的两倍，容器体积也为I的两倍。I和II气体物质的量浓度相等，反应速率相等，达到平衡状态CO的体积分数仍为x。在II至III的转化过程中，相当于增大压强使容器体积和I相等，而对于可逆反应CO(g)+H₂O (g) CO₂(g) +H₂(g)，反应前后气体物质的量相等，增大压强不能使化学平衡发生移动，因此，达到平衡状态CO的体积分数仍为x。同时以类似的思维分析，可以看出，只要所加入的CO和H₂O物质的量比值始终为1：2，达到平衡状态时，CO的体积分数始终为x。

当只加入反应物CO时，平衡向正反应方向移动，H₂O的转化率增大，CO自身的转化率却减小，此时，CO的体积分数增大，将大于x。同理，当只加入反应物H₂O时，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，H₂O自身的转化率却减小，此时，CO的体积分数将小于x。

分析各个选项，CO和H₂O物质的量比值大于1：2，相当于先按CO和H₂O物质的量之比1：2加入到容器中，再向容器中加入CO，因此，达到平衡状态CO的体积分数大于x。CO和H₂O物质的量比小于1：2，相当于先按CO和H₂O物质的量之比值1：2加入到容器中，再向容器中加入H₂O，达到平衡状态CO的体积分数小于x。CO和H₂O物质的量之比值为1：2，因此达到平衡状态CO的体积分数仍为x。

通过对本题的分析，清理一下我们在解答平衡有关习题的思路，首先要抓住题目的关键字眼，看清条件和要求，例如“恒容”“恒压”“体积分数”“浓度”等，再选择适当的解题方法，适时利用解题模型自可化难为易。