2022年高考化学难点专项训练：虚拟法

难点8虚拟法所谓虚拟法，就是在分析或解决问题时，根据需要和可能，虚拟出能方便解题的对象，并以此为中介，实现由条件向结论转化的思维方法。●难点磁场请试做下列题目，然后自我界定学习本篇是否需要。A、B、C、D为四种易溶物质，它们在稀溶液中建立如下平衡：A＋2B＋H2OC＋D当加水稀释时，平衡向_______(填“正”或“逆”)反应方向移动，理由是。●案例探究［例题］600K时，在容积可变的透明容器内，反应2HI(g)I2(g)＋H2(g)达到平衡状态A。保持温度不变，将容器的容积压缩成原容积的一半，达到平衡状态B。图8—1(1)按图8—1所示的虚线方向观察，能否看出两次平衡容器内颜色深浅的变化?并请说明理由。答：(2)按图8—1所示的实线方向观察(活塞无色透明)，能否看出两次平衡容器内颜色深浅的变化?并请说明理由。答：命题意图：考查学生对平衡移动及有色气体浓度被等知识的认识。知识依托：勒夏特列原理。错解分析：从实线方向观察，根据A、B两状态下的I2的浓度关系：cB(I2)=2cA(I2)误以为能观察到容器内颜色的变化。解题思路：状态A与状态B的不同点是：pB＝2pA，但题设反应是气体物质的量不变的反应，即由状态A到状态B，虽然压强增大到原来的2倍，但是平衡并未发生移动，所以对体系内的任何一种气体特别是I2(g)而言，下式是成立的：cB［I2(g)］=2cA［I2(g)］。5/5\n对第(2)小问，可将有色气体I2(g)沿视线方向全部虚拟到活塞平面上——犹如夜晚看碧空里的星星，都在同一平面上。则视线方向上的I2分子多，气体颜色就深；反之，则浅。答案：(1)可以观察到颜色深浅的变化。由于方程式两边气体物质的物质的量相等，容积减半，压强增大到2倍时，I2(ｇ)及其他物质的物质的量均不变，但浓度却增大到原来的2倍，故可以看到I2(ｇ)紫色加深。(2)不能观察到颜色深浅的变化。因为由状态A到状态B，平衡并未发生移动，尽管cB［I2(g)］=2cA［I2(g)］，但vB［I2(g)］=vA［I2(g)］，即视线方向上可观察到的I2(g)分子数是相同的，故不能观察颜色深浅的变化。●锦囊妙计化学中，虚拟法的应用是广泛的，除可虚拟物质状态外，还有很多可用虚拟法解决的问题，如①配平复杂氧化还原反应时，可将复杂化合物中各元素的化合价皆虚拟为零；②虚拟出某些混合物的“化学式”；③虚拟出某些解题时用到的数据；④虚拟出解题需要的某些条件；⑤虚拟反应过程；⑥虚拟反应结果等等。●歼灭难点训练1.(★★★)在一密闭容器中发生如下反应：aA(g)bB(g)达平衡后，保持温度不变，将容器容积增加一倍，新平衡建立时，cB是原来的60%，则()A.平衡向正反应方向发生了移动B.A物质的转化率变小了C.B物质的质量分数增大了D.a＞b2.(★★★)在常温常压下，向5mL0.01mol·L－1FeCl3(aq)中滴入0.5mL0.01mol·L－1的NH4SCN(aq)，发生如下反应：FeCl3＋3NH4SCNFe(SCN)3＋3NH4Cl()所得溶液显红色，改变下列条件，能使溶液颜色变浅的是A.向溶液中加入少量KCl晶体B.向溶液中加入少量的水C.向溶液中加入少量无水硫酸铜，变蓝后立即取出D.向溶液中滴加2滴1mol·L－1的FeCl3(aq)3.(★★★★)在一定温度和压强下，某容器内存在如下平衡(平衡A)：2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)这是工业合成尿素的反应。如果将容器的容积缩小为原来的1/3，则达到平衡时(平衡B)下列说法一定正确的是()A.气体的平均式量比原来大B.气体的平均式量比原来小C.气体的平均式量与原来相等D.依据题给条件无法确定4.(★★★★★)CuCl2(aq)因浓度不同，颜色往往不同。有的是黄色，有的是绿色，还有的是蓝色。已知CuCl2(aq)中存在如下平衡：［Cu(H2O)4］2＋＋4Cl－［CuCl4］2－＋4H2O蓝色黄色试回答下列问题：(1)欲使溶液由黄色变为蓝色，可采取的两种方法为：①；②。(2)欲使溶液由蓝色变为绿色，可采取的两种方法为：①；②。5/5\n附：参考答案难点磁场解析：可将水虚拟为容器，将A、B、C、D四种易溶物质虚拟为盛在“水——容器”中的气体物质。那么，加水稀释，“气体”的体积扩大，压强减小，根据勒夏特列原理，平衡向气体体积增大的方向，即上列平衡的逆反应方向移动。由此，可以得出结论：溶液稀释时，平衡向溶质粒子数增加的方向移动。答案：逆因为稀释后，单位体积内溶质的粒子总数(或总浓度)减小，根据勒夏特列原理，平衡向单位体积内溶质的粒子总数(或总浓度)增加的方向移动。歼灭难点训练1.提示：虚拟一种中间状态，假设平衡不移动，则新平衡建立时：cB是原来的50%，而事实上cB是原来的60%，这表明扩大容积平衡向生成B的方向——正反应方向发生了移动。答案：AC2.解析：从反应实质来看，溶液中存在的化学平衡是：Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3等系列反应。可见加入KCl晶体，对此平衡无影响；但加入2滴1mol·L－1的FeCl3(aq)，使溶液中Fe3＋浓度增大，平衡则向正反应方向移动，溶液颜色变深。A、D项皆不可选。对于B、C选项，因平衡体系中的水量发生了改变，导致溶液中所有溶质的浓度或同等程度地增大，或同等程度地减小；若要判断平衡移动的方向，从浓度的改变来看，似无从下手。如果我们变换一下思路，将上列平衡体系中的Fe3＋、SCN－和Fe(SCN)3均虚拟为气态物质(虚拟其状态)，则向平衡体系中加水，可认为增大了容器的容积，即减小了气体反应物的压强(或浓度)，平衡就向气体体积扩大的方向(即上列反应的逆反应方向)移动，这样液体颜色就会变浅。可见B项可选而C项不可选。若采用极限思维，对于B选项，可作如下设想：加入的水不是很少而是很多，这样上列平衡体系中，Fe3＋与SCN－相互碰撞结合成Fe(SCN)3分子的机会越稀越少，而Fe(SCN)3分子电离成Fe3＋和SCN－的机会则越来越多，无疑是加水的结果，平衡是向逆反应方向移动的，故而溶液颜色变浅。答案：B3.解析：容器容积缩小，反应气体压强增大，合成尿素[CO(NH2)2]的反应向正反应方向移动，由反应方程式知，气体物质的量每减少2mol，就有60g尿素生成——固体质量增加60g，气体质量减少60g。那么，可将平衡向右移动的结果虚拟为：将30g·mol－1的气体从反应容器中移出。由于原混合气体平均式量r(A)介于Mr(NH3)、Mr(CO2)、Mr(H2O)中最大者(44)与最小者(17)之间，故有以下讨论：(1)若r(A)＞30，则移走Mr=30的气体后，剩余气体平均式量增大，故有r(B)＞r(A)(2)若r(A)=30，则r(B)=r(A)，(3)若r(A)＜30，则r(B)＜r(A)5/5\n因为原混合气体的平均式量在题设条件下无法确定，所以新平衡建立后气体平均式量数值的变化无法确定。答案：D评注：若将“一定”改为：可能，则A、B、C、D四备选项都可选。4.解析：(1)加入Ag＋降低Cl－浓度，可使平衡向左移动。将水虚拟为容器，将离子虚拟为气体，则加“水——容器”容积扩大，平衡向气体体积扩大的方向，即本反应的逆反应方向移动。(2)由美学知识可知，蓝黄相混可得绿色。这样，平衡向右移动，可使溶液由蓝变绿。由(1)知，加水CuCl2浓度降低，平衡向左移动；则增大CuCl2的浓度(或Cu2＋的浓度，或Cl－的浓度)平衡向右移动。答案：(1)加水加AgNO3(s)[或AgNO3(aq)](2)加CuCl2(s)[或浓CuCl2(aq)]加NaCl(s)[或浓NaCl(aq)等]5/5\n5/5