对一道高考化学试题的分析与讨论

曹继莲

一、问题的提出

2013年普通高等学校招生全国统一考试化学试卷（上海卷）第20题是一道考查化学平衡和可逆反应的题目，原题摘录如下：

某恒温密闭容器中，可逆反应A（s）=B+C（g）-Q达到平衡。缩小容器体积，重新达到平衡时，C（g）的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。以下分析正确的是（）。

A.产物B的状态只能是固体或液态

B.平衡时单位时间内n（A）消耗∶n（C）消耗=1∶1

C.保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡可能向逆反应方向进行

D.若开始时向反应中加入1molB和1molC，达到平衡时，放出热量Q

【答案】AB。

笔者认为，这道化学试题的内容及部分选项值得商榷。

二、问题的分析

1.对选择项A的分析。产物B的状态只能是固体或液态时，该反应的标准平衡常数kθ=Pc1Pθ=nCRT1VPθ=cCRT1Pθ（i）（气体看做是理想气体），由“恒温”可知kθ是不变的，由式（i）推出：cC=nc1V=kθPθ1RT（ii）是个常数。要保证缩小容器体积，重新达到平衡时，C（g）的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等，只需体积V和nC等比例减小即可。

假设产物B的状态是气体，且反应开始时B和C的浓度相等，则该反应的标准平衡常数kθ=PC1Pθ×PB1Pθ=nCRT1VPθ×nBRT1VPθ=cC×cB×（RT1Pθ）2（iii），由式（iii）可推出：cC×cB=nC1V×nB1V=kθ（Pθ1RT）2（iv）。要保证缩小容器体积，重新达到平衡时，C（g）的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等，同样可采用体积V和nC都等比例减小的方法。由于已假设B和C的浓度在反应开始时相等，又化学反应方程中B和C是按1∶1反应，只要C（g）的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等，B（g）的浓度与缩小体积前的平衡浓度也相等。笔者认为本题题干中应加入一个限制条件“反应开始时，B、C初始浓度不相等”，这样根据题干就可推出产物B的状态只能是固体或液态。

2.对选项C的分析。众所周知，一个达到化学平衡的反应，当外界条件发生变化时化学平衡会出现“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“平衡不发生移动”这三种情况之一。根据题意可以知道，向平衡体系中加入B，平衡一定不会向正反应方向进行。如果题干中加入“反应开始时，B、C初始浓度不相等”这一限制条件，保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡一定不移动，所以C项“平衡可能向逆反应方向进行”是错误的。如果没有这个限制条件，就可以推出：如果物质B是气体，保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡向逆反应方向进行；如果是液态或固体，保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡不移动。因此，综合上述两种可能情况，就可以说保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡可能向逆反应方向进行。

三、结论

综合上述分析可知，在此题题干中增加“反应开始时，B、C初始浓度不相等”这一限制条件，才能使此题更加科学严谨，不失偏颇。

（责任编辑罗艳）endprint

一、问题的提出

2013年普通高等学校招生全国统一考试化学试卷（上海卷）第20题是一道考查化学平衡和可逆反应的题目，原题摘录如下：

某恒温密闭容器中，可逆反应A（s）=B+C（g）-Q达到平衡。缩小容器体积，重新达到平衡时，C（g）的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。以下分析正确的是（）。

A.产物B的状态只能是固体或液态

B.平衡时单位时间内n（A）消耗∶n（C）消耗=1∶1

C.保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡可能向逆反应方向进行

D.若开始时向反应中加入1molB和1molC，达到平衡时，放出热量Q

【答案】AB。

笔者认为，这道化学试题的内容及部分选项值得商榷。

二、问题的分析

1.对选择项A的分析。产物B的状态只能是固体或液态时，该反应的标准平衡常数kθ=Pc1Pθ=nCRT1VPθ=cCRT1Pθ（i）（气体看做是理想气体），由“恒温”可知kθ是不变的，由式（i）推出：cC=nc1V=kθPθ1RT（ii）是个常数。要保证缩小容器体积，重新达到平衡时，C（g）的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等，只需体积V和nC等比例减小即可。

假设产物B的状态是气体，且反应开始时B和C的浓度相等，则该反应的标准平衡常数kθ=PC1Pθ×PB1Pθ=nCRT1VPθ×nBRT1VPθ=cC×cB×（RT1Pθ）2（iii），由式（iii）可推出：cC×cB=nC1V×nB1V=kθ（Pθ1RT）2（iv）。要保证缩小容器体积，重新达到平衡时，C（g）的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等，同样可采用体积V和nC都等比例减小的方法。由于已假设B和C的浓度在反应开始时相等，又化学反应方程中B和C是按1∶1反应，只要C（g）的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等，B（g）的浓度与缩小体积前的平衡浓度也相等。笔者认为本题题干中应加入一个限制条件“反应开始时，B、C初始浓度不相等”，这样根据题干就可推出产物B的状态只能是固体或液态。

2.对选项C的分析。众所周知，一个达到化学平衡的反应，当外界条件发生变化时化学平衡会出现“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“平衡不发生移动”这三种情况之一。根据题意可以知道，向平衡体系中加入B，平衡一定不会向正反应方向进行。如果题干中加入“反应开始时，B、C初始浓度不相等”这一限制条件，保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡一定不移动，所以C项“平衡可能向逆反应方向进行”是错误的。如果没有这个限制条件，就可以推出：如果物质B是气体，保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡向逆反应方向进行；如果是液态或固体，保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡不移动。因此，综合上述两种可能情况，就可以说保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡可能向逆反应方向进行。

三、结论

综合上述分析可知，在此题题干中增加“反应开始时，B、C初始浓度不相等”这一限制条件，才能使此题更加科学严谨，不失偏颇。

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一、问题的提出

2013年普通高等学校招生全国统一考试化学试卷（上海卷）第20题是一道考查化学平衡和可逆反应的题目，原题摘录如下：

某恒温密闭容器中，可逆反应A（s）=B+C（g）-Q达到平衡。缩小容器体积，重新达到平衡时，C（g）的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。以下分析正确的是（）。

A.产物B的状态只能是固体或液态

B.平衡时单位时间内n（A）消耗∶n（C）消耗=1∶1

C.保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡可能向逆反应方向进行

D.若开始时向反应中加入1molB和1molC，达到平衡时，放出热量Q

【答案】AB。

笔者认为，这道化学试题的内容及部分选项值得商榷。

二、问题的分析

1.对选择项A的分析。产物B的状态只能是固体或液态时，该反应的标准平衡常数kθ=Pc1Pθ=nCRT1VPθ=cCRT1Pθ（i）（气体看做是理想气体），由“恒温”可知kθ是不变的，由式（i）推出：cC=nc1V=kθPθ1RT（ii）是个常数。要保证缩小容器体积，重新达到平衡时，C（g）的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等，只需体积V和nC等比例减小即可。

假设产物B的状态是气体，且反应开始时B和C的浓度相等，则该反应的标准平衡常数kθ=PC1Pθ×PB1Pθ=nCRT1VPθ×nBRT1VPθ=cC×cB×（RT1Pθ）2（iii），由式（iii）可推出：cC×cB=nC1V×nB1V=kθ（Pθ1RT）2（iv）。要保证缩小容器体积，重新达到平衡时，C（g）的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等，同样可采用体积V和nC都等比例减小的方法。由于已假设B和C的浓度在反应开始时相等，又化学反应方程中B和C是按1∶1反应，只要C（g）的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等，B（g）的浓度与缩小体积前的平衡浓度也相等。笔者认为本题题干中应加入一个限制条件“反应开始时，B、C初始浓度不相等”，这样根据题干就可推出产物B的状态只能是固体或液态。

2.对选项C的分析。众所周知，一个达到化学平衡的反应，当外界条件发生变化时化学平衡会出现“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“平衡不发生移动”这三种情况之一。根据题意可以知道，向平衡体系中加入B，平衡一定不会向正反应方向进行。如果题干中加入“反应开始时，B、C初始浓度不相等”这一限制条件，保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡一定不移动，所以C项“平衡可能向逆反应方向进行”是错误的。如果没有这个限制条件，就可以推出：如果物质B是气体，保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡向逆反应方向进行；如果是液态或固体，保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡不移动。因此，综合上述两种可能情况，就可以说保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡可能向逆反应方向进行。

三、结论

综合上述分析可知，在此题题干中增加“反应开始时，B、C初始浓度不相等”这一限制条件，才能使此题更加科学严谨，不失偏颇。

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