巧解化学中的“比例”问题

(整期优先)网络出版时间:2020-05-29
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巧解化学中的“比例”问题

张小芹

合肥市第十中学 230011

化学中的比例问题,常见的有这几种:化学反应中各物质速率的比例关系,化学反应中各物质的物质的量之比浓度之比等,看似简单,但是却让相当一部分同学头晕。我根据平时教学思考和对学生的了解,介绍一种通用的方法,简单易操作易理解,每个学生都可以轻松学会,都可以将这类问题的错误率降为零。

例1:4NH3+5O2=4NO+6H2O

我们知道,同一个反应中各种物质的速率之比等于计量系数之比,即v(NH3):v(O2):v(NO):v(H2O)=4:5:4:6,这种表达方式很容易理解,但是不太好用。例如,v(NH3)=5ed09a26db650_html_1bd39c8454ea92b.gif v(O2)还是5ed09a26db650_html_76ed9e04aa278aa.gif v(O2)呢,部分数学不太好的学生在这个简单的地方,经常会出现低级错误。

例2:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2+8H2O

n(MnO4-)=5ed09a26db650_html_7964e5c66f26359d.gif n(H2C2O4)or5ed09a26db650_html_ae02367bb015a93b.gif n(H2C2O4)呢?

实际教学中,有相当一部分同学在类似问题中出错,有一个比较常规的方法可以将错误率降至零。

v(NH3):v(O2):v(NO):v(H2O)=4:5:4:6,根据数学关系 ,表示成5ed09a26db650_html_7bbcafef4f13a777.gif =5ed09a26db650_html_b798182104a220dc.gif =5ed09a26db650_html_4edb45baeb1e179.gif =5ed09a26db650_html_c7d2f4779a22d16f.gif ,然后利用十字交叉法就可以准确快速的找出任两个速率之间的比例关系了。

同理,上述方程式中的n(MnO4-):n(H2C2O4)=2:5,也可以表示

5ed09a26db650_html_47379ad74cd60d3a.gif =5ed09a26db650_html_2ade71b9f05b3407.gif ,利用十字交叉法找出两者之间的比例关系,异常简单!根本没有犯错的机会。

例3:4NH3+5O2⇌4NO+6H2O

下列不能说明反应达到平衡状态的是( )

A 2v正(NH3)=3v逆(H2O) B v正(NH3)=v正(NO)

C 4v正(O2)=5v逆(NH3) D 2v正(NO)=3v逆(H2O)

这类题目既要考虑速率之间的关系,又要考虑正逆反应两个方向,比较头疼,同样,有一种简单的方法。

我们知道,正反应方向:5ed09a26db650_html_9441b52a9c1b2561.gif =5ed09a26db650_html_7327496363e1d4ca.gif =5ed09a26db650_html_c742f9411a50559e.gif =5ed09a26db650_html_3ec095e3a3931930.gif 恒成立

逆反应方向:5ed09a26db650_html_e1600c2cb2c07c8.gif =5ed09a26db650_html_f4ce59de1f0e072.gif =5ed09a26db650_html_5d154ca94d677737.gif =5ed09a26db650_html_42d63fa252471520.gif 恒成立。

5ed09a26db650_html_9441b52a9c1b2561.gif =5ed09a26db650_html_e1600c2cb2c07c8.gif ,反应就达到平衡状态了。

根据传递性,下面这个连等式就成立了:

5ed09a26db650_html_4263aeb60cc8c1d4.gif5ed09a26db650_html_4263aeb60cc8c1d4.gif5ed09a26db650_html_46eb47c6c6ac0340.gif5ed09a26db650_html_46eb47c6c6ac0340.gif5ed09a26db650_html_5df0ada79924a0c2.gif5ed09a26db650_html_5df0ada79924a0c2.gif5ed09a26db650_html_c74b1932a6a2fd08.gif5ed09a26db650_html_c74b1932a6a2fd08.gif5ed09a26db650_html_389d9657c2e69642.gif5ed09a26db650_html_389d9657c2e69642.gif5ed09a26db650_html_414a252200352819.gif5ed09a26db650_html_414a252200352819.gif5ed09a26db650_html_930a17151e1366a5.gif5ed09a26db650_html_930a17151e1366a5.gif5ed09a26db650_html_9441b52a9c1b2561.gif =5ed09a26db650_html_7327496363e1d4ca.gif =5ed09a26db650_html_c742f9411a50559e.gif =5ed09a26db650_html_3ec095e3a3931930.gif

5ed09a26db650_html_e1600c2cb2c07c8.gif =5ed09a26db650_html_f4ce59de1f0e072.gif =5ed09a26db650_html_5d154ca94d677737.gif =5ed09a26db650_html_42d63fa252471520.gif

所有速率之间的关系都成立了。

观察上述关系各等式,有如下发现,平衡时依然是各物质速率比等于计量系数之比,只要兼顾正反应方向和逆反应方向,即只要一个是v一个是v就可以了。2秒钟准确找出答案!