巧解化学平衡问题

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妙用思维建模,巧判化学平衡

妙用思维建模,巧判化学平衡

妙用思维建模,巧判化学平衡化学平衡是指在一个封闭的系统中,化学反应向正反两个方向进行,当正反两个方向的反应速率相等时,化学反应达到平衡状态。

在化学平衡中,不仅需要反应物的分子间互相转化,还需要考虑各种反应物和产物之间的摩尔比例关系,因此需要运用思维建模技巧,以便更准确地判断化学平衡的状态。

思维建模是指将具体的事物或现象抽象化、简化和符号化的思维过程。

在化学平衡中,可以将这种复杂的反应和平衡关系用化学方程式、摩尔比例和反应项数等符号进行建模,从而更好地理解和判断化学平衡的状态。

以下是几个妙用思维建模的例子。

例1、酸碱中和反应酸碱中和反应是一种广泛应用于生活中的反应,其中酸(如HCl)与碱(如NaOH)反应产生盐(如NaCl)和水。

当化学平衡达到时,反应物和产物的浓度达到某种固定比例关系,通过构建傅里叶级数模型,可以建立出反应物和产物的浓度与时间的函数关系,从而通过浓度变化曲线判断反应是否到达平衡状态。

例如,对于弱酸:HA + H2O ⇌ A- + H3O+,可以使用公式Ca = [H3O+][A-]/[HA]表示该反应的离子浓度积(Ka值),并通过化学平衡计算得到反应物和产物的浓度。

例2、氧化还原反应氧化还原反应是指带有电子转移的化学反应,比如Fe2+ + MnO4- → Fe3+ + Mn2+。

在这种反应中,需要考虑电子的转移,通常通过使用氧化还原计算器模拟反应过程,从而得到每个物种的氧化态和还原态,以判断反应是否到达平衡状态。

例3、液相-气相反应液相-气相反应是指固体或液体反应物在气相反应生成气态产物,例如甲醛和溴反应生成甲醛溴化物。

在这种反应中,液相反应物的浓度通常影响气相产物的生成速率,需要通过摩尔分数进行计算。

同时,反应过程中需要考虑气体的分压,可以使用迈克尔斯完全平衡方程模型,将混合气体的平衡常数Kc 转化为气体的分压P,并通过基尔霍夫定理进行计算,得出反应是否达到平衡状态。

通过应用思维建模技巧,可以更全面、准确地分析和判断化学平衡反应的状态。

巧用假想中间态模型解答平衡中比较类问题

巧用假想中间态模型解答平衡中比较类问题

巧用假想中间态模型解答平衡中比较类问题作者:***来源:《中学化学》2024年第01期化學平衡(特别是等效平衡)是高中化学知识体系中的重难点,而假想中间态模型是解答等效平衡问题的有效方法。

本文提出假想中间态模型,构建不同投料比、不同状态下的假想中间态模型,用以分析并快速解答化学平衡中的比较类问题。

一、假想中间态模型的适用情境对于同一个可逆反应,以不同投料比或在不同状态下进行投料分别建立平衡,可通过构建假想中间态模型比较最终平衡状态各物理量(百分含量、转化率等)的大小关系。

运用此模型进行分析时,需要利用假想的平衡移动过程,但并不解释条件改变后平衡的真实移动方向。

例题1 对反应:初始投入2 mol SO3后建立平衡,平衡后SO3的转化率为α,百分含量为6;之后再向此平衡体系中投入2 mol SO3。

问:①投料后平衡向什么方向移动?②再次建立平衡后SO3的转化率、百分含量较初次平衡大小关系如何比较?分析①此问考查条件改变后平衡的真实移动方向。

向平衡体系中再次加入反应物,使正逆反应速率不再相等,打破原有平衡状态使平衡发生移动,可以从速率-时间图像、浓度商和平衡常数大小关系、勒夏特列原理等方面解释说明,得出结论:平衡正向移动。

②比较两次平衡状态相关物理量(SO3的转化率、百分含量)的大小关系,可以构建假想中间态模型进行分析。

二、假想中间态模型的构建1.恒温恒容条件下,比较倍数比投料平衡状态恒温恒容条件下,对于气相反应:建立倍数比投料下的“假想中间态模型”。

初始投料按照反应物的化学计量数(a mol A和b molB)进行投料,建立平衡状态Ⅰ。

为便于学生理解模型建构原理,以最基础的2倍投料为例构建假想中间态模型,建立平衡状态Ⅱ。

建构模型如图1所示,以初始投料建立平衡状态Ⅰ,以2倍投料建立假想过程(倍数比投料→构建假想中间态→建立假想平衡状态Ⅰ→抽隔板→加压→平衡移动),到平衡状态Ⅱ。

本文选取平衡时各物质的百分含量(a% A、b% B、c% C和d% D)对倍数比投料平衡状态进行分析。

守恒法巧解双平衡题几例

守恒法巧解双平衡题几例

守恒法巧解“双平衡”题几例广西富川县富川高中(542700)廖开川化学平衡是中学化学的重要理论之一。

这一部分中有这样一类平衡,就是在一个容器中同时存在两个或多个可逆反应,我们通常把这类平衡称为“双平衡”或“多平衡”。

由于这类平衡中各可逆反应间的相互影响,学生往往理不清思路,得分率不高。

众所周知,化学平衡的计算在高中阶段,一般都用“三段式”法解题,但这种方法费时费力,且易出错。

若将大家熟悉的守恒法引入化学平衡的计算中,尤其是这类“双(多)平衡”的计算中,将大大减少失误,快速求解。

下面列几例对比分析,供读者参考。

[例1] 加热N2O5时发生两个分解反应:N2O5(g) N2O3(g)+O2(g)N2O3(g) N2O(g)+O2(g)在1L密闭容器中加热4mol N2O5,达平衡时,c(O2)=4.50mol/L,c(N2O3)=1.62mol/L,则在该温度下N2O5和N2O的平衡浓度各为多少?[三段式解] 设平衡时,c(N2O5)=x,c(N2O)=y,则有:N2O5(g) N2O3(g)+O2(g)初始(mol/L): 4 0 0转化(mol/L): (4-x) (4-x) (4-x) 平衡(mol/L): x (4-x) (4-x)N2O3(g) N2O(g)+O2(g) 初始(mol/L): (4-x) 0 (4-x) 转化(mol/L): y y y平衡(mol/L):(4-x-y) y (4-x+y) 所以,平衡后c(N2O3)=4-x-y=1.62mol/L,c(O2)=(4-x+y)=4.50mol/L,因此,x=0.94mol/L,y=1.44mol/L,即达平衡时,c(N2O5)=0.94mol/L,c(N2O)=1.44mol/L 。

[守恒法解]设平衡时,c(N2O5)=x, c(N2O)=y,N2O5 N2O3 N2O O2平衡(mol/L): x 1.62 y 4.50 因为c(N2O5)初始=4mol/L,由N原子守恒:2x+2×1.62+2y=2×4由O原子守恒:5x+3×1.62+y+2×4.50=4×5 解得:x=0.94mol/L,y=1.44mol/L 即达平衡时,c(N2O5)=0.94mol/L,c(N2O)=1.44mol/L 。

虚拟等效平衡巧解化学计算

虚拟等效平衡巧解化学计算

虚拟等效平衡巧解化学计算化学平衡在化学反应原理中占据举足轻重的地位,是值得关注高考的热点。

在一些有关化学平衡的计算题中,若能应用等效平衡的思想解答,便可达到事半功倍的效果。

等效平衡:指在相同的条件(恒温恒容或恒温恒压)下,同一可逆反应体系,不管是从正反应开始,还是从逆反应开始,在达到化学平衡状态时,任何相同组分的百分含量(体积分数、物质的量分数等)均相同,这样的化学平衡间互称等效平衡。

即“等效平衡”与建立平衡的途径无关,只要求平衡混合物中各组分的百分含量对应相同,而反应的速率、压强、同一物质的物质的量等可以不同。

这样在解题时便可第一步先虚设一个与题目相关的等效平衡,第二步再回到题目要求条件。

这既不影响最终结果还能方便判断。

下面我们通过以下几个例题感受虚拟等效平衡带来的方便。

例1、在某温度下,一个容积不变的密闭容器中,进行:H2(g)+I2(g)2HI(g)的反应,已知H2和I2的起始浓度均是0.10mol/L,达到平衡时HI的浓度为0.16mol/L,若H2和I2的起始浓度均变为0.40mol/L时,则平衡时的H2浓度是()(A)0.16mol/L(B)0.08mol/L(C)0.04mol/L(D)0.02mol/L解析:本题第一步可先虚拟让二者在等温等压条件下,建立等效平衡。

假设原平衡时,反应体系的体积为VL,则H2和I2的起始浓度均变为0.40mol/L时,达到平衡后,反应体系的体积为4VL,此时H2的平衡浓度相同,解得均为0.02mol/L,第二步将后者的反应体积由4VL压缩回VL时,平衡不移动,但H2、I2和HI的浓度均增大4倍,则此时H2的平衡浓度0.08mol/L。

故选B。

例2、在恒温时,一固定容积的容器内发生如下反应:2NO2(g)N2O4(g)达到平衡时,再向容器中通入一定量的NO2,重新达到平衡后,与第一次平衡时相比,NO2体积分()(A)不变(B)增大(C)减小(D)无法判断解析:本题第一步可虚拟让二者在“恒温、恒压”条件下建立等效平衡。

“过程假设”,巧解化学平衡

“过程假设”,巧解化学平衡

“过程假设”,巧解化学平衡浠水骆旭锋由于化学平衡的建立,只与条件有关,而与建立化学平衡的途径无关,因此我们可将复杂的平衡建立过程(或平衡移动过程),人为的假设(虚构)出一种含某种中间状态(通常与之对比的平衡状态等效)的新过程,以便于分析和比较某些量(如转化率、物质的量浓度或百分含量等)的关系。

一、不同途径建立的等效平衡,某些量(转化率和热量)的比较。

(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH =-Q kJ·mol-1。

向一密闭容器例1 已知在一定条件下2SO中加入2 mol SO2和1 mol O2,达到平衡时SO2的转化率为90%,放出的热量为Q1 kJ;向另一相同容器中加入2 mol SO3,在相同条件下,达到平衡时SO3的转化率为α,吸收的热量为Q2 kJ,则下列关系错误的是( )A.Q>Q1>Q2 B.Q1+Q2 =Q C.α+90%=1 D.Q>Q1=Q2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH = -Q kJ·mol-1平衡的建立假设为A解析将可逆反应2SOB【(2 mol SO2和1 mol O2)与(2SO3 mol)】间的路程问题(如图(1)),A完全进行到B或B完全进行到A,放出或吸收的热量为Q kJ,转化率为1(极端状态,实际达不到)。

现两平衡状态相同(如图(2)):一个由A进行到C,一个由B进行到C。

由图(2)可以直观得出:Q1=90%Q,Q2=10%Q,α=10%。

(同学们可将该方法与三段计算法做对比)。

答案 D二、不同外界条件(浓度、压强、温度),新旧平衡某些量的比较1、不同浓度,平衡某些量(转化率)的比较例2恒温条件下,在容积固定的容器中,反应2NO 2(g)N2O4(g)达到平衡后,再向容器内充入一定量的NO2,又达到平衡,NO2的转化率( )A.不变B.增大C.减小D.无法判断解析原平衡充入一定量的NO2达到新平衡(过程Ⅰ),为了便于比较,假设原平衡经过过程Ⅱ到达新平衡(如图):在与原容器有一隔板的另一体积的容器中充入一定量NO2【V(原容器):V(另一容器)=n(原容器中NO2):n(充入的NO2)】,使其反应直至达到平衡。

高考化学巧解平衡及速率图像题

高考化学巧解平衡及速率图像题

微点聚焦一
微点聚焦二
微点聚焦三
A.温度 T 下,该反应的平衡常数 K=4c0-c21 c12 B.温度 T 下,随着反应的进行,混合气体的密度减小 C.曲线 b 对应的条件改变可能是加入了催化剂 D.若曲线 b 对应的条件改变是温度,可判断该反应的 ΔH<0
微点聚焦一
微点聚焦二
微点聚焦三
思维提示 A 项,在温度 T 下,由曲线 a 可知,达到平衡后
微点聚焦一
微点聚焦二
微点聚焦三
(4) 推 测 第 10 min 引 起 曲 线 变 化 的 反 应 条 件 可 能 是 __________________(填编号,下同); 第16 min引起曲线变化的反应条件可能是________。 ①减压 ②增大A的浓度 ③增大C的量 ④升温 ⑤降温 ⑥加催化剂 (5) 若 平 衡 Ⅰ 的 平 衡 常 数 为 K1 , 平 衡 Ⅱ 的 平 衡 常 数 为 K2 , 则 K1________(填“>”、“=”或“<”)K2。 答案 (1)0.02 mol·L-1·min-1 (2)1∶2 (3)变大 (4)④⑥ ④ (5)>
N2、O2、NO 的浓度分别为 c1 mol/L、c1 mol/L 、2(c0-c1) mol/L,所以该反应的平衡常数 K=4c0-c21 c12 ,正确;B 项, 反应前后,混合气体的体积与质量都没有发生改变,所以混合
气体的密度不变,错误;C 项,加入催化剂只改变反应速率而
不改变反应的转化率,若加入催化剂达到平衡后,c(N2)应与曲 线 a 对应的平衡浓度相同,错误;D 项,若曲线 b 对应的条件
改变是温度,由于曲线 b 相对于曲线 a 先达到了平衡,故应该
为升温,升高温度,N2 的平衡浓度减小,说明平衡向正向移动,

用数轴法巧解化学平衡题一例

用数轴法巧解化学平衡题一例

用数轴法巧解化学平衡题一例作者:杨文健来源:《新课程·中学》2013年第06期摘要:通过解析数轴法在化学平衡题中的应用,提供一种直观、形象、简洁的解题方法。

关键词:数轴法;化学平衡;条件数轴分析法在处理某些化学问题时,可以化繁为简,由抽象到直观,便于理解问题,提高解题的速度。

现用数轴法来巧解化学平衡中的一类问题。

例:在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下判断(1)a、b、c之间的大小关系;(2)α1、α2、α3之间的大小关系。

解析:由题意明确甲、乙、丙等温等容且恒温恒容下达到平衡。

首先乙、丙做等效转换,将乙、丙中的反应物转换成与甲相同的起始反应物。

比较甲、乙、丙起始状态,在等温等容条件下,甲、乙达到平衡时平衡状态相同(等效平衡且是等同平衡);丙可以看作两份的乙进行加压得到,如图所示:一、讨论a、b、c之间的大小关系作数轴,1 mol N2与3 mol H2完全反应生成2 mol NH3,放出92.4 kJ的热量,假设甲,1 mol N2与3 molH2在该条件下达到平衡状态为某点X,则放出的热量为a kJ,对于乙,2 mol NH3达到的平衡点和甲相同,同为X点,这一过程为吸热反应,吸收的热量为b kJ,则a+b=92.4。

如下图所示:分析丙:对于丙,假设由两份的乙压缩得到的丙的平衡状态不变,则由丙中NH3的物质的量是乙的两倍,所以吸收的热量是乙的两倍,即c=2b,由反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)可知,加压,平衡向正方向移动,所以实际吸收热量小于2b,即c二、α1、α2、α3之间的大小关系作数轴,1 mol N2与3 mol H2完全反应生成2 mol NH3,转化率为100%,假设甲,1 mol N2与3 mol H2在该条件下达到平衡状态为某点X,则该反应的转化率为α1,对于乙,2 molNH3达到的平衡点和甲相同,同为X点,该逆反应的转化率为α2且必有α1+α2=1,如下图所示:对于丙,假设由两份的乙压缩得到的丙的平衡状态不变,则丙的转化率同乙,由反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)可知,加压,平衡向正方向移动,所以实际丙的转化率小于乙,即α2>α3,如下图所示:模拟试题:在温度、容积相同的两个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下用数轴法可以将化学平衡问题中的等效模型具体化,定性分析化学平衡中的等效问题。

解决化学平衡问题的重要思维方法

解决化学平衡问题的重要思维方法

INTELLIGENCE(下转第155页)(上接第134页)性,引导学生积极思考。

有些新知识并不全是新的,而是旧知识的发展,只要通过学生积极的活动把真正是新的那一部分弄清楚就可以了。

例如在学习一元一次不等式组的解集的一节中,只要向学生点明其实质是不等式组中每一个不等式的解集的公共部分即可,是解一元一次不等式的延伸。

从而,通过在学生的活动训练中发现不等式组的解集的真正含义。

三、以培养能力为中心数学教学与培养能力也是相辅相成的。

这方面的任务不可偏废。

如果忽视思维能力创新能力的培养,学生掌握的数学知识就比较死,不会灵活运用;如果只注意能力的培养,忽视数学基础知识的掌握,结果思维能力也不可能培养起来。

上课时要紧密结合数学基础知识的教学来发展学生的思维能力。

但如果离开教材内容,搞一些超出大纲和课本范围的难题,不但不能真正发展学生的思维能力,而且会增加学生的负担。

在一节课的各个教学环节,都要注意培养学生的能力。

而且要根据不同教学内容的目的要求来确定培养能力的侧重点。

例如:在教学新的数学概念和法则时,可以着重发展学生的抽象、概括和归纳推理的能力;学生开始做练习时照刚学的法则做,可以着重发展学生的演绎推理能力,以后还可以让学生提出不同的方法去解。

从而培养学生思维的灵活性;解答应用题时可以着重发展学生的分析、综合、判断、推理能力等。

化学平衡是教学的重点、难点、也是高考的热点,化学平衡知识应用非常广泛,学习时不仅要夯实基础,更要熟悉解答该类题的常用方法。

1.“一边倒”法例题将2molSO2和2molSO3气体混和于某固定体积的密闭容器中,在一定条件下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)平衡时SO3为nmol。

相同温度下,分别按下列配比在相同体积的密闭容器中加入起始物质,平衡时SO3的物质的量大于nmol的是()A.2molSO2+1molO2B.4molSO2+1molO2C.2molSO2+1molO2+2molSO3D.3molSO2+1molO2+1molSO3解析:“一边倒”法,即假设将各种起始原料的配比量完全转化成反应物或生成物时,再与原配比量相比较,从而判断出所需结论。

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巧解化学平衡问题
化学科与数学、物理有着密切的联系,在解决化学问题时常用到数学方法或物理方法,如物理解题中常用的选取参照物、数学上常用的反证法等都可以用在化学解题上。

在分析平衡问题时,有些问题从正面分析往往不容易找到合适的突破口,若选择恰当的状态作为参照,利用比较或反证法,则比较容易作出迅速判断。

例1、恒温恒容条件下,在密闭容器中,反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡后,再向容器内通入一定量N2O4,又达平衡时,NO2的体积分数()
A、不变
B、增大
C、减小
D、无法确定
解析:本题中反应物和生成物都只有一种,反应达平衡后,再通入N2O4,增大了生成物的浓度,平衡向逆反应方向移动,但是并不能由此就判断NO2的体积分数会增大,而应该是判断新平衡与原平衡比较,相当于平衡向哪移动。

正确的方法是先假设把要充入的N2O4在上述同样条件(同温同压)下达平衡,此时两个平衡是等同的,再把这部分气体通入到原容器中,这相当于对原平衡气体加压,新平衡与原平衡比较,相当于增大压强,平衡正移,NO2的体积分数减小,故答案应为C项。

答案:C项
点评:本题的解法是通过假设引入一个状态作为参照把充入一定量N2O4这个条件等效为在原平衡基础上增大压强,再比较新旧两个平衡状态,最后比较得出结论。

由此推理,若把“通入一定量N2O4”改为“通入一定量NO2”,由于等温等压下,容器中充入N2O4和充入NO2为等效平衡,新平衡与原平衡比较仍然相当于增大压强,平衡正移,NO2的体积分数也是减小。

另外若把原题中“恒温恒容”改为“恒温恒压”,则无论再充入一定量NO2还是N2O4,新旧平衡都为等效平衡,NO2的体积分数都不变。

例2、某温度时,一定压强下的密闭容器中发生反应:aX(g)+bY(g) cZ(g)+dW(g),达平衡后,保持温度不变压强增大至原来的2倍,当再达到平衡时,W的浓度为原平衡状态的1.8倍,下列叙述正确是 ()
A、平衡正移
B、(a+b)﹥(c+d)
C、Z的体积分数变小
D、X的转化率变大
解析:反应达到平衡后,保持温度不变压强增大至原来的2倍,若平衡不移动,各种物质的浓度都将变为原来的2倍,而W的浓度只有原平衡状态的1.8倍,W的浓度减小,说明平衡向逆反应方向移动,A项不
正确;增大压强,平衡逆移,说明正反应是气体总体积增大的反应,即(a+b)<(c+d),B项不正确;增大压强,平衡逆移,Z的体积分数变小,X 的转化率变小,C项正确,D项不正确。

答案:C项
点评:本题的关键是判断平衡移动的方向,保持温度不变压强增大至原来的2倍,先假设平衡不移动,W的浓度应为原来的2倍作为参照,现实际上只有原平衡状态的1.8倍,说明平衡向逆反应方向移动。

例3、25℃时,若体积为V A、pH=a的某一元强酸与体积为V B、
pH=b的某一元强碱混合,恰好中和,且已知V A<V B,和a=0.5b。

请填写下列空白:
(1)a值可否等于3(填“可”或“否”),理由是。

(2)a值可否等于5(填“可”或“否”),理由是。

(3)a的取值范围是。

解析:本题第(1)问和第(2)问若直接分析不好回答,若借用数学上的反证法则比较容易回答,如第(1)问,假若a=3,则b=6,即pH=6<7,溶液呈酸性,与已知条件一元强碱应呈碱性不符,故假设不成立,a不能等于3;同理,第(2)问若a =5,则b =10,酸溶液中c(H+)=10-5mol•L-1,碱溶液中c(OH-)=10-4mol•L-1,酸碱恰好中和,则有10-5V A=10-4V B,=10,即V A> V B,也与已知条件V A<V B不符,故假设不成立,a不能等于5。

第(3)问要充分利用题给条件,根据
a=0.5b,则b=2a>7,a>,再根据酸碱恰好中和,10-a V A=10b-14V
,=10a+b-14<1,a+b-14<0,将b=2a代入得3a<14,a<,即:<a<。

B
答案:(1)否若a=3,则b=6,两溶液均呈酸性(2)否若a =5,则b =10,10-5 V A=10-4V B,=10,则V A> V B(3)<a<
点评:本题中第(1)问和第(2)问,根据题给条件不能直接推出a的值,若从正面直接分析不好回答,而通过借用数学上的反证法,先假设a等于该数值,然后由此得出与已知条件不符的结论,从而说明假设不成立,a不能等于该数值。

例4、常温下,将稀盐酸和氨水等体积混合,溶液恰好呈中性,则混合前溶液中c(HCl) c(NH3·H2O)(填“大于”、“小于”或“等于”,下同),混合前酸中c(H+)与碱中c(OH-)的关系:c(H+) c(OH-)。

解析:假若c(HCl)=c(NH3·H2O),HCl与NH3·H2O正好反应生
成NH4Cl,由于NH4Cl水解溶液呈酸性,要使溶液呈中性,必须增
大NH3·H2O的浓度,即c(HCl)小于c(NH3·H2O);假若c(H+)= c(OH-),等体积混合时根据“谁弱显谁性”的原则,由于NH3·H2O远过量,溶液
呈碱性,要使溶液呈中性,就必须增大HCl中H+浓度,即c(H+) 大于c(OH-)。

答案:小于大于
点评:本题中直接比较c(HCl)与c(NH3·H2O)或c(H+) 与c(OH-)大小时不容易,因题目要求溶液恰好呈中性,先假设二者相等,判断出溶液的酸碱性,若呈酸性则要增大碱的浓度,反之,若呈碱性,则要增大酸的浓度,从而迅速比较出结果。

例5、已知多元弱酸在水溶液中的电离是分步进行的,且第一步电离程度远大于第二步电离程度,第二步电离程度远大于第三步电离程度,今有HA、H2B、H3C三种一元、二元、三元弱酸。

根据“较弱酸+较弱酸盐=较弱酸盐+较弱酸”的反应规律,它们之间能发生下列反应:
①HA+HC2-(少量)=A-+H2C-
②H2B(少量)+2A-=B2-+2HA
③H2B(少量)+H2C-=HB-+H3C
回答下列问题:
(1)相同条件下,HA、H2B、H3C三种酸中酸性最强的是。

(2)A-、B2-、C3-、HB-、H2C-、HC2-六种离子中,最易结合质子(H+)的是,最难结合质子(H+)的是。

(3)完成下列反应的离子方程式:
①H3C+A-:;
②HB-+A-:;
③H3C+B2-:。

解析:要解答本题,首先要判断六种酸的酸性强弱,根据题给三个方程式分别作出判断,根据方程式①HA+HC2-(少量)=A-+H2C-,根据强酸制弱酸的规律容易判断出HA>H2C-,另外还要注意量的关系,HC2-少量,则HA过量,说明HA只能与HC2-反应生成H2C-,而不能与H2C-再反应生成H3C,说明HA的酸性不比H3C的酸性强,即H3C的酸性大于HA的酸性,根据方程式①可得出酸性强弱顺序:H3C>HA>H2C-;同理根据方程式③可得出酸性强弱顺序:H2B>H3C>HB-;而方程式②H2B(少量)+2A-=B2-+2HA,实际上相当于两个反应:H2B+A-= HB-+HA和HB-+ A- = HA+ B2,根据前者可得酸性:H2B>HA,根据后者可得酸性:HB->HA,即:H2B>HB->HA,三个顺序结合起来就得到六种酸的酸性强弱
顺序:H2B>H3C>HB->HA>H2C->HC2-,其对应酸根结合质子(H+)的能力则正好相反,顺序为:HB-< H2C-< B2-< A-< HC2-< C3-,由此不难完成三个问题。

答案:(1)H2B(2)C3- HB-
(3)①H3C+A- = HA+H2C-②HB-+A- = B2-+HA ③H3C+B2- = H2C-+ HB-
点评:本题的关键是比较这几种酸的强弱顺序,HA为一元酸,
H2B为二元酸,存在两步电离,相当于两种酸:H2B和HB-,H3C为三元酸,存在三步电离,相当于三种酸:H3C、H2C-和HC2-,实际共有六种酸。

根据题目所给的方程式分析时,根据“较弱酸+较弱酸盐=较弱酸盐+较弱酸”的反应规律,可以直接比较其中两种酸,但根据题给方程式中量及产物还须比较另一种酸的酸性强弱,此时要用反证法,如根据方程式①HA+HC2-(少量)=A-+H2C-,HA>H2C-容易判断,还必须比较H3C与HA的酸性,假若HA的酸性大于H3C的酸性,过量的HA应该能与生成的H2C-继续反应生成H3C,但根据方程式①HA不能与H2C-继续反应生成H3C,说明假设不成立,HA的酸性不比H3C的酸性强,即H3C的酸性大于HA的酸性。

这方面比较典型的例子是碳酸,碳酸与次氯酸、苯酚、偏铝酸等的酸性比较,H2CO3>HClO(C6H5OH)>HCO3->HAlO2。

总之,化学科与其它学科有着密切的联系,尤其与数学、物理联系更密切,在解决化学问题时常用到数学、物理的有关知识、方法和规律,在平时练习中要注意灵活的迁移和应用。

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