【内容综述】 中间状态是指按照常规方法解题很难得出结论,而采取某种中间状态做参照物进行比较,从而迅速获得答案的方法,这一思想与作图中加辅助线的方法同出一辙。
【要点讲解】两个平衡状态间有两个或两个以上条件不相同,想方设法控制尽可能多的条件在分析过程中保持不变,仅变化一个关键条件,在两个平衡状态间引入一个新的状态。
【例题分析】
例1:在一真空恒容容器中盛有1 mol PCl5,加热到200℃时发生如下反应,
PCl5(气)==PCl3(气)+Cl2(气),反应达到平衡PCl5所占体积分数为m%,若在同一容器同一温度下,最初投入的是2mol PCl5,反应达平衡后PCl5所占体积分数为n%,则m与n的关系正确的是
A、m>n B、m<n C、m=n D、无法比较
[分析]令1 mol PCl5为平衡1,2 mol PCl5为平衡2,平衡状态1、2间压强和投入的反应物物质的量均不相同,现在引入平衡状态3:保持压强不变将2mol PCl5投入一恒压容器。平衡状态1与平衡状态3之间有体积和投料两个条件不相同,但反应达平衡后温度、压强相同PCl5分解率相同;平衡3体积与平衡2之间只有压强一个条件不同,平衡3体积与平衡2PCl5分解率可以通过压强判断出来,利用平衡状态1与平衡状态3 PCl5分解率相同以及平衡状态3 PCl5分解率大于平衡状态2的关系,得出结论。在化学平衡移动有关判断中,变化因素较多,各因素间又相互制约,在多因素变化的两个状态间恰当引入中间状态,可以避繁就简的解决问题。
答案:B
例2:在一个活塞式的反应容器中,通入2mol SO2和1mol O2,于500℃下发生化合反应并达到平衡,在保持恒温、恒压的条件下,再通入通入2molSO2和1mol O2,下列叙述的内容完全正确的是
A、V正增大,V逆减小,平衡向正反应方向移动,SO3的百分含量增加
B、V正增大,V逆不变,平衡向正反应方向移动,SO3的百分含量增加
C、V正增大,V逆增大,平衡向正反应方向移动,SO3的百分含量增加
D、开始时V正增大,V逆减小,平衡向正反应方向移动;随后又逐渐恢复到原反应速率和原平衡状态,SO3的百分含量保持不变
分析:本题既要比较正逆反应速率的变化情况,又要判断平衡移动方向和SO3百分含量的变化情况,头绪较多。
容器1、2的温度、压强相等,容器2的体积为容器1的两倍。容器2中插有一个隔板将其体积一分为二,让容器2右侧不发生反应,左侧部分中的气体与容器1同时开始反应达到平衡,由于它们投料、温度、压强均相等,平衡混合物中各物质的浓度也相等。抽去容器2中的隔板,假设气体迅速扩散均匀,分析抽去容器2中的隔板瞬间容器中各物质的浓度变化情况,容器2中SO2和O2浓度比容器1中大,容器2中SO3浓度比容器1中小,开始时V正增大,V逆减小,平衡向正反应方向移动;由于它们投料、温度、压强均相等,随后又逐渐恢复到原反应速率和原平衡状态,SO3的百分含量保持不变。
答案:D
【能力训练】
3、在一真空恒容容器中盛有1 mol PCl5,加热到200℃时发生如下反应,
PCl5(气)== PCl3(气)+Cl2(气),反应达到平衡时,PCl5所占体积分数为m%,若在同一容器同一温度下,最初投入的是2mol PCl5,反应达平衡后PCl5所占体积分数为n%,则m与n的关系正确的是
A、m>n B、m<n C、m=n D、无法比较
★★4、在容积相同的两个密闭容器中A和B保持温度为423K,若同时向AB中分别加入a mol及b mol的HI气体,且a>b,待反应:2HI(气)==H2(气)+I2(气),达到平衡时,下列说法正确的是
A、从反应开始到达到平衡,所需时间tA>tB
B、平衡时I2的浓度[I2]A=[I2]B
C、平衡时I2蒸气在混合气体中的体积分数有A容器中的大于B容器
D、HI的分解率a A=a B