高中化学极限法

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1、专题7·极限法极限判断是指从事物的极端上来考虑问题的一种思维方法。该思维方法的特点是确定了事物发展的最大(或最小)程度以及事物发生的范围。例1:在120℃时分别进行如下四个反应:A.2H2S+O2=2H2O+2SB.2H2S+3O2=2H2O+2SO2C.C2H4+3O2=2H2O+2CO2D.C4H8+6O2=4H2O+4CO2(l)若反应在容积固定的容器内进行,反应前后气体密度(d)和气体总压强(P)分别符合关系式d前=d后和P前>P后的是;符合关系式d前=d后和P前=P后的是(请填写反应的代号)。(2)若反应在压强恒定容积可变的容器内进行,反应前后气体密度(d)和气体体积(V)

2、分别符合关系式d前>d后和V前d后和V前>V后的是(请填写反应的代号)。方法:从反应物全部变成生成物来作极限判断。解析:(1)在容积固定的容器内,四个反应的反应物和生成物中除硫单质外均为气体,总结:解本题还应用了物理学中气态方程和化学中的阿伏加德罗定律。这是一道物理和化学学科间综合试题,体现了当今的命题方向。例2:把含有某一种氯化物杂质的氯化镁粉末95mg溶于水后,与足量的硝酸银溶液反应,生成氯化银沉淀300mg,则该氯化镁中的杂质可能是( )-8-A.氯化钠  B.氯化铝   C.氯化钾   D.氯化钙方法:采用极值法或平均分子量法。解析:[解法一]:(极值法

3、)假设95mg全为MgCl2,无杂质,则有:MgCl2~2AgCl95mg  2×143.5mg生成沉淀为287mg,所以假设95mg全部为杂质时,产生的AgCl沉淀应大于300mg。总结:极值法和平均分子量法本质上是相同的,目的都是求出杂质相对分子量的区间值,或者杂质中金属元素的原子量的区间值,再逐一与选项比较,筛选出符合题意的选项。例3: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.各物质的起始加入量如下:A、B和C均为4.0mol、D为6.5mol、F为2.0mol,设E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

4、到平衡,并且隔板恰好处于反应器的正中位置.请填写以下空白:-8-(1)若x=4.5,则右侧反应在起始时向(填“正反应”或“逆反应”)方向进行.欲使起始反应维持向该方向进行,则x的最大取值应小于.(2)若x分别为4.5和5.0,则在这两种情况下,当反应达平衡时,A的物质的量是否相等?(填“相等”、“不相等”或“不能确定”).其理由是:。方法:解答该题时,首先要考虑两侧都达到平衡时物质的量必须相等,然后要从完全反应的角度去考虑极大值,因是可逆反应,所以又应小于极大值。至于第(3)问,应从两平衡体系的相互关系去分析,即两体系温度始终相同。解析:(1)已知左侧平衡时总物质的量为12.0mol,因此右

5、侧达到平衡时的总物质的量应为12.0mol。现x=4.5,则右侧起始时混合物的物质的量为4.5+6.5+2.0=13。反应在起始时必须向正反应方向进行才能使物质的量变成12mol。确定x的最大取值应小于多少,可通过两种方法求解。方法一:假定加入的xmolE完全转化时,则D余(6.5—x/2)mol,F共有(2.0+x)mol,由(6.5—x/2)+(2.0+x)=12.0,解得x=7.0。则欲使起始反应维持向正反应方向进行,则x的最大取值应小于7。方法二:设达平衡时E的消耗量为2amol。起始时:6.5x2.0平衡时:6.5-ax-2a2.0+2a因左侧反应混和物总的物质的量为12mol,所

6、以达平衡时右侧反应需满足:(2)因为这两种情况是在两个不同温度下达到化学平衡的,平衡状态不同,所以A的物质的量也不同。总结:压强对平衡体系的影响在众多的可逆反应分析中经常出现,此类试题要求考生既要分析平衡状态,又要分析相互影响,有时还要考虑极限值问题。-8-例4:pH=5和pH=3的两种盐酸,以等体积混合溶液的pH是()A.2B.3.3C.4D.8方法:根据端值及平均值分析。解析:根据平均值原则,端值一﹤平均值﹤端值二,不可能为A,D,而pH是对c(H+)取负对数后得到的值,不是简单地将pH1和pH2相加求算术平均数,所以不可能是C。以此答案只能为B。总结:此题也可根据两强酸等体积混合后巧用

7、pH混=pH小+0.3获得结果。例5:取3.5g某二价金属的单质投入50g溶质质量分数为18.25%的稀盐酸中,反应结束后,金属仍有剩余;若2.5g该金属投入与上述相同质量、相同质量分数的稀盐酸中,等反应结束后,加入该金属还可以反应。该金属的相对原子质量为( )A.24  B.40  C.56 D.65方法:采用极限值分析,找出金属的相对原子质量的范围,而后对照选项获得结果。例6:在一定条件下,气体A可发生如

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