一、 解決取值范圍的問(wèn)題
例1.一定條件下,在反應(yīng)2SO2 (g) +O2(g) 2SO3(g)平衡體系中：
n(SO2) =2.0 mol/L , n(O2) = 0.8 mol/L, n(SO3)=2.4 mol/L ,則 SO2 的起始濃度的范圍為( )。
A . 0.4～2.0 mol/L B. 0.4～4.4 mol/L C . 0～4 mol/L D . 無(wú)法確定
解:把平衡時(shí)的量看成起始量,極限地向左轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物(按SO3的量轉(zhuǎn)化),則有:(單位統(tǒng)一用物質(zhì)的量濃度)
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
起始 2.0 0.8 2.4
轉(zhuǎn)化 2.4 1.2 2.4
極限I 4.4 2.0 0
極限地向右轉(zhuǎn)化為生成物(按O2的量轉(zhuǎn)化),則有:(單位統(tǒng)一用物質(zhì)的量濃度)
2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)
起始 2.0 0.8 2.4
轉(zhuǎn)化 1.6 0.8 1.6
極限II 0.4 0 4
答案選 B
例2.在一密閉容器中發(fā)生以下反應(yīng)：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),若最初加入等物質(zhì)的量的 CO 和 H2O 各1 mol,反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),生成0.67 mol CO2,若在相同條件下將 H2O 的物質(zhì)的量改為 4 mol。反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)生成 CO2 可能為( ) mol。
A .1.34 B.1.0 C.0.94 D. 0.52
解: H2O的物質(zhì)的量改為4 mol.相當(dāng)于先讓1 mol CO 和1 mol H2O 反應(yīng)達(dá)平衡后,再加入3 mol H2O,顯然平衡右移,所以 CO2 的物質(zhì)的量應(yīng)大于0.67 mol,用極限法找CO2的極大值(按CO的量轉(zhuǎn)化):
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
起始 1 mol 4 mol 0 0
轉(zhuǎn)化 1 mol 1 mol 1 mol 1mol
極限 0 mol 3 mol 1 mol 1 mol
所以CO2的極大值為1 mol(但1不能取)
答案選C
例3. 在體積固定的密閉容器中通入A ﹑C﹑D各1 mol和x mol 的B發(fā)生反應(yīng):
A(g)+4B(g) 2C(g)+ D(g)
當(dāng)x在一定范圍內(nèi)變化,均可通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)器的溫度,使反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)保持容器中氣體總物質(zhì)的量為5 mol,若使起始反應(yīng)向正方向進(jìn)行,則x的范圍為（ ）。
A.1﹤x﹤2 B.1﹤x﹤5 C.2﹤x﹤4 D. 2﹤x﹤5
解: 正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)
極限① 平衡不移動(dòng)氣體總物質(zhì)的量為5 mol 時(shí)則B應(yīng)為 2 mol,顯然要使平衡右移則B的物質(zhì)的量應(yīng)大于 2 mol；極限②B較多時(shí),平衡極限的右移后氣體總物質(zhì)的量為 5 mol，(不妨按A的量轉(zhuǎn)化)則
A(g) + 4B(g) 2C(g) + D(g)
起始 1 mol x 1 mol 1 mol
轉(zhuǎn)化 1 mol 4 mol 2 mol 1 mol
極限 0 mol x-4 3 mol 2 mol
即x - 4 + 3 +2 =5 所以x的最大值為4(注意4不可以取)
答案選 C
二、解決等效平衡的問(wèn)題
極限思想主要用于解決等效平衡問(wèn)題。
(1)恒溫、恒容條件下的等效平衡。
思路:用極限法處理后各物質(zhì)的值對(duì)應(yīng)相等(即一邊倒后,值相同)
(2)恒溫、恒壓條件下的等效平衡。
思路:用極限法處理后各物質(zhì)間的比值對(duì)應(yīng)相等(即一邊倒后,比值相同)。
(3)特殊情況,等體積反應(yīng)(恒溫)
思路:用極限法處理后各物質(zhì)間的比值對(duì)應(yīng)相等(即一邊倒后,比值相同)。
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