【高一化学】抓住“平衡”的难点

2019-10-27 14:31:43

  物理上能量守恒定律:能量既不会凭空产生也不会凭空消亡。而化学也一样,化合价总数是不会变的,离子的总数是不变的,化学各种离子的总量是不变的,无论如何稀释、如何浓缩,其总量不变。抓住这一点,那么离子守恒基本上就会了。

  化学计量计算题:在化学电解质溶液中,先看酸碱度排名,注意阴阳离子总数相等,特别是计算守恒时,一定要时刻抓住H+和OH-。化学浓度计算本质上就是二元一次方程,或者三元一次方程,计算过程属于初中范畴,而分析过程,我们把有变化的化学式、离子表达式用xyz、abc表示,那么化学浓度计算就非常的直观。在比较浓度大小时,我们要看“反应方向”。

  例题:下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是

  A.在0.1mol·L-1NaHCO3溶液中:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(H2CO3)

  B.在0.1mol·L-1Na2CO3溶液中:c(OH-)-c(H+)=c(HCO3-)+2c(H2CO3)

  C.向0.2mol·L-1NaHCO3溶液中加入等体积0.1mol·L-1NaOH溶液:

  c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)

  D.常温下,CH3COONa和CH3COOH混合溶液[pH=7,c(Na+)=0.1mol·L-1]:

  c(Na+)=c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(H+)=c(OH-)

  分析:A选项,按照酸性大小,我们可以知道Na+的总量是固定的为0.1mol,而HCO3-会发生水解和电离,那么我们只要判断溶液是呈酸性还是碱性的,就能判断c(CO32-)>c(H2CO3)的大小。很显然,由于Na+的浓度最高,比其他酸根都高,因此溶液呈碱性(NaOH),故而平衡向 H2CO3移动。所以A排除。

  B选项,因为有加有减,我们把式子换个方式表达c(OH-)=c(HCO3-)+2c(H2CO3)+c(H+),那么马上可以看出离子总数是相等的,故而B正确。不会看的同学这么分析:溶液中含有H+、HCO3-、H2CO3、Na+、OH-四种离子,而原始化学式是Na2CO3,我们为了便于计算,我们假设Na2CO3是1,那么Na+是2,Na+与OH-等量,H+是由水反应OH-多出来的,那么H+只能与OH-等量,也是2。那么我们看H+的存在形式,与HCO3-结合部分为x,与H2CO3结合部分为y,剩下的以离子存在的形式为z,那么有x+y+z=1,x对应的是HCO3-,y对应的是 1/2的H2CO3,z对应的是剩余的H+,所以整体式子守恒。

  继续看C选项吧。看C选项,向0.2mol·L-1NaHCO3溶液中加入等体积0.1mol·L-1NaOH溶液后,相当于0.05mol·L-1的 Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的混合液,由于Na2CO3的水解程度大于NaHCO3的水解程度,因此正确的关系是:c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)。

  而D选项更加容易判断:常温下,CH3COONa和CH3COOH混合溶液,包括CH3COO-水解和CH3COOH电离两个过程,既然pH=7,根据电荷守恒式,不难得出c(Na+)=c(CH3COO-)=0.1mol·L-1,c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol·L-1。水解是有限的,c(CH3COOH)>c(CH3COO-)。

  1.反应方向

  其实反应方向的判断很简单,第一时间判断“变化”。是水解还是电离?这个直接来源于溶液的酸碱性变化,朝酸性变化,那么朝着电离方向移动,朝碱性变化,朝着水解方向移动。溶液呈酸性,那么电离>水解,反之亦然。当然,如果看不懂这些,说明你电离、水解的概念搞不清楚,还是赶紧看课本吧。

  2.化学平衡

  这个问题也是“反应方向”的判断。就三个参数,温度、压强、体积。而本质上其实又是一样的。用点物理知识,假设能量不损失。恒温情况下,增大压强变相等于总体体积缩小,平衡朝着体积小的方向转化。体积不变情况下,增大压强等于温度升高,平衡朝着温度低的方向转化。恒压条件下,温度升高等于体积变大,平衡朝着体积减小的方向转化。反之也是一个道理。

  举例子来说,一个平衡式子为:a+b→(加热)c,固定体积密闭容器里(体积不变),加入a或b或升高温度,则反应朝右;假设温度、压强不变,体积可变(活塞容器)减少体积,反应朝右,温度、体积不变,压强增大,就看加入a、b还是c。无论题目怎么变,用多么隐蔽的方式来命题,总之就跳不开左右两边反应物质浓度、温度、体积、压强。我们就可以根据反应式的判断来做题。

  3.化学计算在于平衡

  平衡的关键在于对化学性质的理解,如何理解呢?很简单,“对比”2字道尽化学的全部秘密。同主族、同周期对比,类似的“根”对比,只要化学性质比较明白了,那么就非常的简单的了。有的同学说有机部分很难学,其实并不难,课本也是循序渐进的,基、醇、醛、羧酸……等,其实都是逐步演变的,掌握一个化学式的组成方式,后面的根据化学构“键”的差异,就能推出后面的部分。反应特性也是逐步变化的。

  责编/王睿