化学的学习过程中常用的科学思维方法有分析与综合、比较与分类、抽象与概括等,此外还要掌握类比、假说、建立模型等科学的推理方法,作为选拔高一级人才的高考化学试题,理应加强对学生综合思维能力的考查。

例4. 工业上生产Na、Ca、Mg都用电解其熔融态的氯化物,但K却不能用电解熔融KCl的方法来制取,因为金属钾易溶于熔态的KCl中而有危险,难以获得钾,且降低电流效率。工业上通常用金属钠和氯化钾在高温下反应制取。该反应为:Na (l)+KCl (l)NaCl (l)+K(g) △H>0,各物质的有关数据如下表:

物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·cm3
Na
97.8
883
0.97
K
63.7
774
0.86
NaCl
801
1465
2.165
KCl
770
1437
1.984

(1) 工业上制取金属钾的化学原理是         ,在常压下金属钾转为气态从反应混合物中分离的最低温度约为     ,而反应的最高温度应低于   

(2)在制取金属钾的过程中,为了提高原料的转化率可采取的措施是   

(3)常压下,将反应温度升高到900℃时,该反应的平衡常数可以表示为

K=   

解析:由题中信息知,工业上冶炼金属钾的化学原理是化学平衡移动原理,反应控制的温度范围应至少大于金属钾的沸点,而小于金属钠的沸点。(当然也不高于KCl、NaCl的沸点);在制备钾的过程中,为提高原料的利用率,即想法使反应向右移动,所以可采取的措施有:适当的升高温度、降低压强或移去钾蒸气。(3)在900℃时,反应方程式中物质Na也为气态,故此时的平衡常数K=c(K)/c(Na)。

答案:(1)化学平衡移动原理   774℃   883℃

(2)适当的升高温度、降低压强或移去钾蒸气   (3)c(K)/c(Na)

[点评]:本题以冶炼金属钾这一新的知识点来考查学生的综合思维能力,要求同学在解答试题时以化学平衡移动原理为依据,以演绎推理为判据,用合成氨等平衡移动的应用为思维原型进行类比推理,形成思维迁移的起点。望同学们深刻领悟此题的考查意境和解答方法。

能力训练:

1.已知反应:3A(g)+B(g)2C(g) △H<0。现向甲容器中充入3molA和1molB,向乙容器中充入a molC,若初始时两容器的温度、体积都相同,且甲容器能保持恒温恒压、乙容器能保持恒温恒容。则反应一段时间后,两容器中A的物质的量分数相同,下列说法中正确的是           (  )

A.a<2          B.a=2,并增大甲的压强

C.a>2          D.a=2,并降低乙的温度

等效平衡既是在一定条件下,对于同一可逆反应,不管从正反应开始,还是从逆反应开始,达到平衡时,同一物质的含量相同。

例2.在一定温度下,发生可逆反应:2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g)。现将2molA和2molB充入体积为V的甲容器,将2molC和6molD充入乙容器(能保持恒压)并使乙容器在反应开始前体积为2V,容器甲乙如下图所示,若保持反应的条件相同,反应达到平衡后,则下列说法不正确的是   (  )

 A.甲、乙两容器中的反应达到化学平衡时,若向两容器内各充入1mol氩气,平衡均不移动

 B.甲、乙两容器中的反应达到化学平衡时,C的体积分数相等

 C.向甲容器中再充入2molA和2molB,平衡后甲中物质C的浓度不变

 D.向乙容器中再充入2molC和6molD,平衡后乙中物质C的浓度为原来的2倍

解析:由题意知甲、乙两容器中的反应是等效平衡,又因该反应是反应前后气体体积不变的反应,故可知选项A、B正确;平衡后在向甲容器中再充入2molA和2molB,平衡虽不移动,但相当于将原平衡态下的甲容器加压,使容积缩小为原来的一半,故各物质的浓度应为原状态下的2倍,故选项C错误;因乙容器能保持恒温恒压,所以平衡后在向乙容器中再充入2molC和6molD,新平衡与原平衡状态等效,故选项D错误。所以该题正确答案为:C D。

[点评]:该类试题一般可分为恒温恒容条件下或恒温恒压条件下两种类型的等效平衡。解答时可抓住如下规律:(1)恒温恒容的等效平衡:①对于反应前后气体体积改变的反应,若改变起始加入情况,只要通过可逆反应的化学计量数比换算成同一边物质的物质的量与原平衡相同,则二平衡等效。②对于反应前后气体体积不变的反应,只要通过可逆反应的化学计量数比换算成同一边物质的物质的量的比例与原平衡相同,则二平衡等效。(2)恒温恒压下的等效平衡,若改变起始加入情况,只要通过可逆反应的化学计量数比换算成同一边物质的物质的量的比例与原平衡相同,则二平衡等效。

 0  5269  5277  5283  5287  5293  5295  5299  5305  5307  5313  5319  5323  5325  5329  5335  5337  5343  5347  5349  5353  5355  5359  5361  5363  5364  5365  5367  5368  5369  5371  5373  5377  5379  5383  5385  5389  5395  5397  5403  5407  5409  5413  5419  5425  5427  5433  5437  5439  5445  5449  5455  5463  447348 

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