极值法判断化学平衡

.,用极限假设的方法判断化学平衡中的值域化学平衡状态是可逆反应在一定条件下进行的最大限度，事实上无论化学反应怎样移动，各反应物、生成物中的任意一种物质的量都大于零。因此，那些涉及求化学平衡值域的问题，用极限假设法求解是必要而又简便的。用极限假设法解化学平衡取值范围的一般方法和步骤：1、分析参照条件的特征2、判断所研究反应的进行方向3、确定基准物质：若研究的反应维持正方向，则以最易不足量(计量数最大)的反应物为基准物质；若维持逆反应方向，则以最易不足量的产物为基准物质。4、假设两个极限值：即假设基准物质完全消耗和完全没有消耗两个极限点，列出两个方程式，求出最小和最大的极限值，由此确定所求量的取值范围。,.,例1：在一个容积固定的反应器中，有一可左右滑动的密封隔板，两侧分别进行如图所示的可逆反应。各物质起始加入量如下：M为2.5mol，N为3mol，P为0mol，A、C、D各为0.5mol，B为xmol。当x在一定范围内变化时，均可以通过调节反应器的温度，使两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处于反应器正中位置。若达到平衡后，测得M的转化率为75%，请填写下列空白：(1)达到平衡后，反应器左室气体总物质的量为_(2)若欲使右室反应V(正)V(逆)，x的取值范围是_(3)若欲使右室反应V(逆)V(正)，x的取值范围是_.,.,解析：(1)左室是气体分子数不变的反应n(气)=2.5mol(2)假设B完全消耗，则有0.5-x/4+0.5+x/2+0.5+x/4=2.5,解之得：x=2，因为V(正)V(逆)，即反应向正方向进行，所以x=2为最大极限值。假设B完全没有消耗，则有0.5+0.5+0.5+x=2.5，解之得x=1为最小极限值，所以x的限值范围为：1x2。(3)假设C完全消耗，则有0.5+x+0.25+1.0+0.25=2.5解之得x=0.5，为最小极限值。假设C完全没有消耗，则有0.5+0.5+0.5+x=2.5，解之得x=1，为最大极限值，所以x的取值范围为：0.5x1。,.,例2：在一个容积固定的反应器中，有一可左右滑动的密封隔板，两侧分别进行如图所示的可逆反应。各物质起始加入量如下：A、B、C均为4.0mol，D为2.0mol、E为3.0mol。设F的物质的量为x，当x在一定范围内变化时，均可以通过调节容器温度使两侧反应达到平衡，并且隔板恰好处在正中位置，请填写下列空白：(1)若x=6.0mol，则右侧反应起始反应时向_(填“正反应”或“逆反应”)方向进行。(2)欲使起始反应维持向该方向进行，则x的取值范围为_。,.,解析：本题是一个恒容等压的过程，且左侧是一个参照条件左侧是气体分子数不变的反应，按题意共有12mol，而右侧当x=6.0mol时，起始共有气体2.0+3.0+6.0=11mol12mol，因此要保持隔板位于中间，只有向逆反应方向进行，使右侧体系中最后总分子数为12mol。若起始维持这个方向(逆反应方向)，极限值有两点：(1)F物质完全消耗；(2)F物质完全没有消耗。假设F完全消耗：则2.0+3.0+1.5x=12，解之得：x=14/3mol为最小极限值(因为逆向反应是气体