化學好教師 2018-11-26
化學平衡的有關題目，常常是許多同學的軟肋，往往屢做屢錯，從而對化學平衡題目失去信心，今天將化學平衡題常用的幾種解法分享，希望能幫助到你！
一、特徵法
對題乾和選擇支的特點進行分析，發現隱含資訊，得出正確判斷的方法。
例1．在一個不導熱的密閉反應器中，只發生兩個反應： a（g）＋b（g）
2c（g）；△H<0 x（g）＋3y（g）
2z（g）；△H>0，進行相關操作且達到平衡後（忽略體積改變所做的功），下列敘述錯誤的是
A．等壓時，通入惰性氣體，c的物質的量不變
B．等壓時，通入z氣體，反應器中溫度升高
C．等容時，通入惰性氣體，各反應速率不變
D．等容時，通入z氣體，y的物質的量濃度增大
解析：
看題設的特徵再看選項，題設不導熱的密閉反應器，選項研究恆容和恆壓下的變化，這與反應物與生成物的聚集狀態和化學計量數有關，前一個反應化學計量數不變，壓強對它沒有影響，等壓時，通入惰性氣體，相當於減壓，後一反應平衡向逆反應方向移動，放出熱量溫度升高，前一反應平衡向逆反應方向移動，c的物質的量變化。答案（A）。
二、假設法
當某一可變因素的存在形式限定在有限種可能時，假設該因素處於某種情況，並以此為條件進行推理。
例2．在一體積可變的密閉容器中，加入一定量的X、Y，發生反應mX（g）
nY（g）；ΔH=Q kJ/mol。反應達到平衡時，Y的物質的量濃度與溫度、氣體體積的關係如下表所示：
下列說法不正確的是
A．
m
<
n
B．
Q
<0
C．溫度不變，壓強增大，Y的質量分數減小
D．體積不變，溫度升高，平衡向正反應方向移動
解析：
橫向觀察表中資料可知，當溫度不變，將容積的體積擴大1倍時，假設平衡不移動應該為0。5mol/L、0。6mol/L、0。65mol/L，而平衡後的生成物Y的濃度大於原來的1/2，說明降低壓強平衡向正反應方向移動，即m小於n。增大壓強平衡向逆反應方向移動，生成物Y的質量分數減小；縱向觀察表中資料可知，當壓強不變時，升高溫度，生成物Y的濃度是增大的，說明升高溫度平衡向正反應方向移動，則反應是吸熱反應，即Q大於0。答案（B）。
三、比較法
有比較才有鑑別，對比各個事物或現象，以揭示它們之間共同點和差異點的思維方法，解題過程是尋找聯絡和區別的過程。
例3．相同容積的四個密閉容器中進行同樣的可逆反應：2X（g）＋Y（g）
3W（g）＋2Z（g）起始時四個容器所裝X、Y的量分別為：甲（X：2mol，Y：1mol） 乙（X：1mol，Y：1mol）丙（X：2mol，Y：2mol） 丁（X：1mol，Y：2mol）在相同溫度下，建立平衡時，X或Y的轉化率大小關係為
A．X的轉化率為：甲＜丙＜乙＜丁
B．X的轉化率為：甲＜乙＜丙＜丁
C．Y的轉化率為：甲＞丙＞乙＞丁
D．Y的轉化率為：丁＞乙＞丙＞甲
解析：
將起始時情況作如下排列：
甲與乙比較，甲相當於在乙的基礎上再增加X的物質的量，甲中Y的轉化率大於乙中Y的轉化率，但X的轉化率要小於乙中X的轉化率；同理分析甲和丙，相當於在甲的基礎上再增加Y的物質的量，丙中X的轉化率大於甲中X的轉化率，但Y的轉化率要小於甲中Y的轉化率；同理分析乙和丁，丁相當於在乙的基礎上再增加Y的物質的量，丁中X的轉化率大於乙中X的轉化率，但Y的轉化率要小於乙中Y的轉化率；乙和丙比較，相當於在增大壓強。由於正方應是體積增大的可逆反應，所以平衡向逆反應方向移動，因此X或Y轉化率均降低；故X的轉化率甲＜丙＜乙＜丁，同理得Y的轉化率：丁＜丙＜乙＜甲，答案（A）。
四、極端法
將研究的物件或過程向極端狀態進行分析，使因果關係變得明顯，從而使問題得以解決。
例4．在密閉容器中進行X
2
（g）+4Y
2
（g）
2Z
2
（g）+3Q
2
（g）的反應，其中X
2
、Y
2
、Z
2
、Q
2
的起始濃度分別是0。1mol·L
－1
、0。4mol·L
－1
、0。2mol·L
－1
、0。3mol·L
－1
當反應達到平衡後，各物質的物質的量濃度不可能是
A．
c
（X
2
）=0。15 mol·L
－1
B．
c
（Y
2
）=0。9 mol·L
－1
C．
c
（Z
2
）=0。3 mol·L
－1
D．
c
（Q
2
）=0。5mol·L
－1
解析：
可逆反應的特點是給定條件下反應程序的限度性，所以反應物和生成物的濃度不可能是0，將反應物X
2
、Y
2
按化學計量數全部轉化為Z
2
、Q
2
，Z
2
、Q
2
分別為0。2mol·L
－1
、0。3mol·L
－1
，再加上原有的濃度，Z
2
、Q
2
的極限濃度是0。4mol·L
－1
、0。6 mol·L
－1
，同理將產物Z
2
、Q
2
按化學計量數全部轉化為X
2
、Y
2
，X
2
、Y
2
分別為0。1mol·L
－1
、0。4mol·L
－1
， 再加上原有的濃度，X
2
、Y
2
的極限濃度是分別為0。2mol·L
－1
、0。8mol·L
－1
，
c
（Y
2
）=0。9 mol/L已超過極限濃度，答案（B）。
五、估演算法
由於條件限制，無法（有時也沒必要）進行精確地運算和判斷， 而只能依賴於估算。 實質上是一種快速的近似計算， 它的基本特點是對數值作適當擴大或縮小，從而對運算結果確定一個範圍，或做出一個估計。
例5．將1molCO（g）和1molH
2
O（g）充入某固定容積的反應器中，在一定條件下CO（g）+ H
2
O（g）
CO
2
（g）+ H
2
（g）達到一定反應限度時有2/3的CO轉化成CO
2
，在相同條件下，將1molCO（g）和2molH
2
O（g）充入同一反應器中，當反應達到同一反應限度時，混合氣體CO
2
的體積分數可能是
A．22。2%
B．28。2%
C．33。3%
D．37。8%
解析：
因反應前後氣體化學計量數沒有變化，無論如何進行總物質的量是不變的，由於反應的可逆性和移動性，生成的CO
2
最多不能達到1mol，最少不低於2/3，CO
2
的體積分數介於2/9—1/3之間。答案（B）。
六、差量法
依據化學反應前後氣體物質的量之差，與反應物或生成物的變化量成正比而建立的一種解題方法。正確找出“理論差量”，是“差量法”的解題關鍵。反應前後存在差量，且此差量易求出是使用差量法的前提。
例6．一定條件下，合成氨氣反應達到平衡時，測得混合氣體中氨氣的體積分數為20。0%，與反應前的體積相比，反應後體積縮小的百分率是
A．16。7% B．20。0% C．80。0% D．83。3%
解析：
設達到平衡後混合氣體的體積為1L，則其中生成的氨氣的體積1L×20。0%=0。2L。根據反應的方程式：
反應後氣體體積縮小率
答案（A）。
七、三段法
化學平衡計算的一般格式，根據題意和恰當的假設列出起始量、轉化量、平衡量。
例7．一定溫度下，反應2SO
2
＋O
2
2SO
3
，達到平衡時，n（SO
2
）︰n（O
2
）︰n（SO
3
）＝2︰3︰4。縮小體積，反應再次達到平衡時，n（O
2
）＝0。8mol，n（SO
3
）＝1。4mol，此時SO
2
的物質的量應是
A． 0。4mol
B． 0。6mol
C． 0。8mol
D． 1。2mol
解析：
原平衡體系中SO
2
、O
2
、SO
3
的物質的量分別為2a、3a和4a，縮小體積平衡向右移動，O
2
的轉化量為x
再次達到平衡時，n（SO
2
）=2×0。3mol-2×0。1mol=0。4mol。答案（A）。
八、整體法
整體法研究化學問題時，暫且避開區域性細節或單個因素的糾纏，將需要解決的問題看作一個整體，透過研究問題的整體形式或整體結構作某種整體處理。
例8．如圖所示，當關閉K時，向A中充入1mol N
2
、3mol H
2
，向B中充入2mol N
2
、6mol H
2
，起始時，V（A）＝V（B）＝aL。在相同溫度和催化劑存在的條件下，兩容器中各自發生下列反應：N
2
（g）＋3H
2
（g）
2NH
3
（g）Δ
H
＜0，達到平衡（Ⅰ）時，V（B）＝0。8aL。
請回答：
開啟K，過一段時間重新達平衡（Ⅱ）時，B的體積為 （用含a的代數式表示，連通管中氣體體積忽略不計）。
解析：
關閉K時A為恆容，B為恆壓，開啟K時可容器A、B看作整體，利用B為恆壓的處理方式，B中充入2mol N
2
、6mol H
2
共8 mol，達到平衡（Ⅰ）時，V（B）＝0。8aL ，
，平衡時總體積1。2L，減去V（A）＝aL，得B的體積0。2aL。
九、圖示法
由題目條件作出符合題意的圖形，藉助圖形的直觀性，經過簡單推理或計算，從而得到答案的方法。
例9．已知2SO
2
（g） + O
2
（g）
2SO
3
（g）；ΔH＝－197 kJ·mol
－1
。向同溫、同體積的三個密閉容器中分別充入氣體：（甲） 2mol SO
2
和1mol O
2
；（乙） 1mol SO
2
和0。5mol O
2
；（丙） 2mol SO
3
。恆溫、恆容下反應達平衡時，下列關係一定正確的是
A．容器內壓強P：P
甲
＝P
丙
> 2P
乙
B．SO
3
的質量m：m
甲
＝m
丙
> 2m
乙
C．
c（
SO
2
）與
c
（O
2
）之比k：k
甲
＝k
丙
> k
乙
D．反應放出或吸收熱量的數值Q：Q
甲
＝G
丙
> 2Q
乙
解析：
透過體積放縮構建等同平衡，改變體積觀察平衡的移動得出結論。A P
甲
＜2P
乙
，B m
甲
>2m
乙
，C K
甲
=K
乙
，D Q
甲
=197-Q
丙
> 2Q
乙
。答案（B ）。
十、驗證法
從題的正面解決困難時，將選項或特值逐一代入題幹進行檢驗，看是否合適。
例10．甲、乙兩容器都發生反應 2A（g）+ B（g ）
xC（g），兩容器溫度和初始壓強都相同。甲容器中充入 2 molA 和 1 molB，達平衡後，C 在平衡混合氣中的體積分數為φ、物質的量為 n
1
；乙容器中充入 1。4 molA，0。7 molB 和 0。6 molC，達平衡後 C 在平衡混合氣中的體積分數為φ、物質的量為 n
2
。下列說法中正確的是
A．若甲、乙兩容器均為恆容容器，則 x必等於 2
B．若甲、乙兩容器均為恆壓容器，則 x必等於 3
C．若甲為恆壓容器、乙為恆容容器，且 x≠3，則 n
1
必大於 n
2
D．若甲為恆容容器、乙為恆壓容器，且 x= 3，則 n
1
必大於 n
2
解析：
選項中x有兩個值2和3，分別代入考慮。恆溫恆壓下，對x為任何值，兩者均為等效平衡，達到平衡時，C的體積分數均相等，B選項錯誤；x=2甲、乙兩容器均為恆容時，平衡混合氣中C的體積分數相等，乙容器中充入起始A和B物質的量必須是2 mol、1 mol，0。6 molC轉化到左側，1。4 molA+0。6 molA=2 molA，0。7 molB+0。3molB=1 mol B，x＝3反應前後化學計量數相等，壓強對反應沒有影響，只要投料A、B物質的量之比符合1：2就滿足C的體積分數均相等，（1。4 molA+1。2mol/3A）：（0。7 molB+0。6 mol/3 molB）=2：1，A選項錯誤；x≠3，甲、乙兩容器一個保持等壓、一個保持等容（不考慮溫度變化），假設x=2，反應後化學計量數減小，甲和乙投料相同但甲為保持壓強不變，相當於乙的加壓過程，平衡移動，C的體積分數不可能相同，與題幹矛盾；D選項x= 3反應前後化學計量數相等，0。6 molC轉化到左側，相當於1。8molA 、0。9molB，甲乙容器物質的量成正比，n
1
必大於 n
2
；答案（D）。