高三化學攻關三十六法之――虛擬法
所謂虛擬法，就是在分析或解決問題時，根據需要和可能，虛擬出能方便解題的對象，并以此為中介，實現由條件向結論轉化的思維方法。
●難點磁場
請試做下列題目，然后自我界定學習本篇是否需要。
A、B、C、D為四種易溶物質，它們在稀溶液中建立如下平衡：
A＋2B＋H2O
C＋D
當加水稀釋時，平衡向_______(填“正”或“逆”)反應方向移動，理由是
。
●案例探究
［例題］600 K時，在容積可變的透明容器內，反應2HI(g)I2(g)＋H2(g)達到平衡狀態A。保持溫度不變，將容器的容積壓縮成原容積的一半，達到平衡狀態B。
圖8―1
(1)按圖8―1所示的虛線方向觀察，能否看出兩次平衡容器內顏色深淺的變化?并請說明理由。
答：
(2)按圖8―1所示的實線方向觀察(活塞無色透明)，能否看出兩次平衡容器內顏色深淺的變化?并請說明理由。
答：
命題意圖：考查學生對平衡移動及有色氣體濃度被等知識的認識。
知識依托：勒夏特列原理。
錯解分析：從實線方向觀察，根據 A、B 兩狀態下的 I2 的濃度關系：
cB(I2)=2cA(I2)
誤以為能觀察到容器內顏色的變化。
解題思路：狀態A與狀態B的不同點是：pB＝2pA，但題設反應是氣體物質的量不變的反應，即由狀態A到狀態B，雖然壓強增大到原來的2倍，但是平衡并未發生移動，所以對體系內的任何一種氣體特別是 I2(g) 而言，下式是成立的：cB［I2(g)］=2cA［I2(g)］。
對第(2)小問，可將有色氣體 I2(g) 沿視線方向全部虛擬到活塞平面上――猶如夜晚看碧空里的星星，都在同一平面上。則視線方向上的 I2 分子多，氣體顏色就深；反之，則淺。
答案：(1)可以觀察到顏色深淺的變化。由于方程式兩邊氣體物質的物質的量相等，容積減半，壓強增大到2倍時，I2(ｇ)及其他物質的物質的量均不變，但濃度卻增大到原來的2倍，故可以看到I2(ｇ)紫色加深。
(2)不能觀察到顏色深淺的變化。因為由狀態A到狀態B，平衡并未發生移動，盡管 cB［I2(g)］=2cA［I2(g)］，但 vB［I2(g)］=
vA［I2(g)］，即視線方向上可觀察到的 I2(g) 分子數是相同的，故不能觀察顏色深淺的變化。
●錦囊妙計
化學中，虛擬法的應用是廣泛的，除可虛擬物質狀態外，還有很多可用虛擬法解決的問題，如①配平復雜氧化還原反應時，可將復雜化合物中各元素的化合價皆虛擬為零；②虛擬出某些混合物的“化學式”；③虛擬出某些解題時用到的數據；④虛擬出解題需要的某些條件；⑤虛擬反應過程；⑥虛擬反應結果等等。
●殲滅難點訓練
1.(★★★)在一密閉容器中發生如下反應：
aA(g)
bB(g)
達平衡后，保持溫度不變，將容器容積增加一倍，新平衡建立時，cB 是原來的 60%，則( )
A.平衡向正反應方向發生了移動 B.A 物質的轉化率變小了
C.B 物質的質量分數增大了 D.a＞b
2.(★★★)在常溫常壓下，向5 mL 0.01 mol?L－1FeCl3(aq)中滴入0.5 mL 0.01 mol?L－1的NH4SCN(aq)，發生如下反應：
FeCl3＋3NH4SCNFe(SCN)3＋3NH4Cl ( )
所得溶液顯紅色，改變下列條件，能使溶液顏色變淺的是
A.向溶液中加入少量KCl晶體
B.向溶液中加入少量的水
C.向溶液中加入少量無水硫酸銅，變藍后立即取出
D.向溶液中滴加2滴1 mol?L－1的FeCl3(aq)
3.(★★★★)在一定溫度和壓強下，某容器內存在如下平衡(平衡 A)：
2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)
這是工業合成尿素的反應。如果將容器的容積縮小為原來的 1/3，則達到平衡時(平衡 B)下列說法一定正確的是( )
A.氣體的平均式量比原來大 B.氣體的平均式量比原來小
C.氣體的平均式量與原來相等 D.依據題給條件無法確定
4.(★★★★★)CuCl2(aq) 因濃度不同，顏色往往不同。有的是黃色，有的是綠色，還有的是藍色。已知 CuCl2(aq) 中存在如下平衡：
［Cu(H2O)4］2＋＋4Cl－［CuCl4］2－＋4H2O
藍色 黃色
試回答下列問題：
(1)欲使溶液由黃色變為藍色，可采取的兩種方法為：① ；② 。
(2)欲使溶液由藍色變為綠色，可采取的兩種方法為：① ；② 。
難點磁場
解析：可將水虛擬為容器，將 A、B、C、D 四種易溶物質虛擬為盛在“水――容器”中的氣體物質。那么，加水稀釋，“氣體”的體積擴大，壓強減小，根據勒夏特列原理，平衡向氣體體積增大的方向，即上列平衡的逆反應方向移動。由此，可以得出結論：溶液稀釋時，平衡向溶質粒子數增加的方向移動。
答案：逆 因為稀釋后，單位體積內溶質的粒子總數(或總濃度)減小，根據勒夏特列原理，平衡向單位體積內溶質的粒子總數(或總濃度)增加的方向移動。
殲滅難點訓練
1.提示：虛擬一種中間狀態，假設平衡不移動，則新平衡建立時：cB 是原來的 50%，而事實上 cB 是原來的 60%，這表明擴大容積平衡向生成 B 的方向――正反應方向發生了移動。
答案：AC
2.解析：從反應實質來看，溶液中存在的化學平衡是：
Fe3＋＋3SCN－
Fe(SCN)3
等系列反應。可見加入 KCl 晶體，對此平衡無影響；但加入 2 滴 1 mol?L－1 的 FeCl3(aq)，使溶液中 Fe3＋ 濃度增大，平衡則向正反應方向移動，溶液顏色變深。A、D 項皆不可選。
對于 B、C 選項，因平衡體系中的水量發生了改變，導致溶液中所有溶質的濃度或同等程度地增大，或同等程度地減小；若要判斷平衡移動的方向，從濃度的改變來看，似無從下手。如果我們變換一下思路，將上列平衡體系中的 Fe3＋、SCN－ 和 Fe(SCN)3 均虛擬為氣態物質(虛擬其狀態)，則向平衡體系中加水，可認為增大了容器的容積，即減小了氣體反應物的壓強(或濃度)，平衡就向氣體體積擴大的方向(即上列反應的逆反應方向)移動，這樣液體顏色就會變淺。可見 B 項可選而 C 項不可選。
若采用極限思維，對于 B 選項，可作如下設想：加入的水不是很少而是很多，這樣上列平衡體系中，Fe3＋與 SCN－ 相互碰撞結合成 Fe(SCN)3 分子的機會越稀越少，而 Fe(SCN)3 分子電離成 Fe3＋ 和 SCN－ 的機會則越來越多，無疑是加水的結果，平衡是向逆反應方向移動的，故而溶液顏色變淺。
答案：B
3.解析：容器容積縮小，反應氣體壓強增大，合成尿素[CO(NH2)2]的反應向正反應方向移動，由反應方程式知，氣體物質的量每減少 2 mol，就有 60 g 尿素生成――固體質量增加60 g，氣體質量減少60 g。那么，可將平衡向右移動的結果虛擬為：將 30 g?mol－1的氣體從反應容器中移出。
由于原混合氣體平均式量 
r(A)介于Mr(NH3)、Mr(CO2)、Mr(H2O)中最大者(44)與最小者(17)之間，故有以下討論：
(1)若
r(A)＞30，則移走 Mr=30的氣體后，剩余氣體平均式量增大，故有r(B)＞r(A)
(2)若r(A)=30，則r(B)= r(A)，
(3)若r(A)＜30，則r(B)＜r(A)
因為原混合氣體的平均式量在題設條件下無法確定，所以新平衡建立后氣體平均式量數值的變化無法確定。
答案：D
評注：若將“一定”改為：可能，則 A、B、C、D 四備選項都可選。
4.解析：(1)加入 Ag＋ 降低 Cl－ 濃度，可使平衡向左移動。
將水虛擬為容器，將離子虛擬為氣體，則加“水――容器”容積擴大，平衡向氣體體積擴大的方向，即本反應的逆反應方向移動。
(2)由美學知識可知，藍黃相混可得綠色。這樣 ，平衡向右移動，可使溶液由藍變綠。由(1)知，加水 CuCl2 濃度降低，平衡向左移動；則增大 CuCl2 的濃度(或 Cu2＋ 的濃度，或 Cl－ 的濃度)平衡向右移動。
答案：(1)加水 加 AgNO3(s)[或 AgNO3(aq)]
(2)加 CuCl2(s)[或濃 CuCl2(aq)] 加NaCl(s)[或濃 NaCl(aq)等]
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