化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率 微型專題3 魯科版選修4

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1、微型專題3化學(xué)平衡第2章化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.學(xué)會化學(xué)平衡狀態(tài)及其移動方向的判斷。2.掌握化學(xué)平衡常數(shù)的表示方法及應(yīng)用。3.學(xué)會化學(xué)平衡的計算方法。4.掌握圖像與等效平衡的分析方法。一、化學(xué)平衡及其移動1.化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷例例1在一定溫度下的定容容器中，當(dāng)下列哪些物理量不再發(fā)生變化時，表明反應(yīng)A(g)2B(g)C(g)D(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是混合氣體的壓強混合氣體的密度B的物質(zhì)的量濃度混合氣體的總物質(zhì)的量混合氣體的平均相對分子質(zhì)量v(C)與v(D)的比值混合氣體的總質(zhì)量混合氣體的總體積C、D的分子數(shù)之比為11A. B.C. D.答案解析解析解析要理解化

2、學(xué)平衡狀態(tài)的特點“等、動、定”的含義，在判斷化學(xué)平衡狀態(tài)時還要注意反應(yīng)前后氣體體積是否相等。題給反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體體積不相等的反應(yīng)，因此在定容容器中，若混合氣體的壓強、B的物質(zhì)的量濃度、混合氣體的總物質(zhì)的量、混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化，均能證明該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。而中 始終不變化，中沒指明反應(yīng)進(jìn)行的方向，m(g)始終不變化，在定容容器中，混合氣體的總體積不能作為判斷依據(jù)，反應(yīng)未達(dá)到平衡時，C、D氣體的分子數(shù)之比也為11。規(guī)律方法判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的基本思路判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的基本思路(1)分析反應(yīng)容器的特點：恒溫恒壓、恒溫恒容。(2)分析反應(yīng)方程式的特點：反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)前后氣態(tài)

3、物質(zhì)計量數(shù)的相對大小。(3)采用“變量不變”法判斷所給物理量是否能作為化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)。教師用書獨具相關(guān)鏈接相關(guān)鏈接化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法(1)“兩審”一審題干條件，是恒溫恒容還是恒溫恒壓；二審反應(yīng)特點：全部是氣體參與的等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng)；有固體或液體參與的等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng)。(2)“兩標(biāo)志”本質(zhì)標(biāo)志v正v逆0。對于某一可逆反應(yīng)來說，正反應(yīng)消耗掉某反應(yīng)物的速率等于逆反應(yīng)生成該反應(yīng)物的速率。等價標(biāo)志a.全部由氣體參加的反應(yīng)前后非等體積反應(yīng)，體系的壓強、平均相對分子質(zhì)量不再隨時間而變化。b.體系中各組分的物質(zhì)的量濃度、體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量(或質(zhì)量)分?jǐn)?shù)保持

4、不變。c.對同一物質(zhì)而言，斷裂的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量與形成的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等。d.對于有色物質(zhì)參加或生成的可逆反應(yīng)，體系的顏色不再隨時間而變化。e.體系中某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率或某生成物的產(chǎn)率達(dá)到最大值且不再隨時間而變化。特別提示特別提示(1)從反應(yīng)速率的角度來判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡時，速率必須是一正一逆(不能同是v正或v逆)，且反應(yīng)速率之比等于化學(xué)系數(shù)之比。(2)在可逆反應(yīng)過程中，能發(fā)生變化的物理量(如各組分的濃度、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、混合氣體的密度、顏色、平均摩爾質(zhì)量等)，若保持不變，說明可逆反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。2.化學(xué)平衡移動方向的分析及判斷化學(xué)平衡移動方向的分析及判斷例例2利用反應(yīng)：2NO(g)2

5、CO(g)2CO2(g)N2(g)H746.8 kJmol1，可凈化汽車尾氣，如果要同時提高該反應(yīng)的速率和NO的轉(zhuǎn)化率，采取的措施是A.降低溫度B.增大壓強同時加催化劑C.升高溫度同時充入N2D.及時將CO2和N2從反應(yīng)體系中移走答案解析解析解析該反應(yīng)具備氣體分子數(shù)減少、向外釋放熱量的特征，降溫，平衡右移，NO的轉(zhuǎn)化率提高，但反應(yīng)速率降低，A項錯誤；增大壓強，平衡右移，NO的轉(zhuǎn)化率提高，加入催化劑可大幅度加快反應(yīng)速率，B項正確；升溫和充入N2，平衡都左移，NO的轉(zhuǎn)化率降低，C項錯誤；移走CO2和N2，平衡右移，但反應(yīng)速率降低，D項錯誤。 規(guī)律方法若將外界條件對反應(yīng)速率的影響等同于對平衡移動的影

6、響，則會導(dǎo)致錯選。外界條件的改變可能會使正、逆反應(yīng)速率都發(fā)生變化或只有一方發(fā)生變化，而平衡移動的方向由v正和v逆的相對大小決定，條件改變時平衡有可能不發(fā)生移動。教師用書獨具相關(guān)鏈接相關(guān)鏈接化學(xué)平衡移動的分析方法化學(xué)平衡移動的分析方法(1)根據(jù)勒夏特列原理判斷如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強或溫度等)，平衡將向能夠減弱這種改變的方向移動。(2)根據(jù)圖示中v正、v逆的相對大小判斷若v正v逆，則平衡向正反應(yīng)方向移動(注意v正增大，平衡不一定向正反應(yīng)方向移動)；若v正Q，則平衡向正反應(yīng)方向移動；若K105時，可以認(rèn)為該反應(yīng)已經(jīng)進(jìn)行完全。(3)平衡常數(shù)的應(yīng)用判斷可逆反應(yīng)進(jìn)行的方向判斷反應(yīng)的焓變符

7、號若升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反之，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。用于計算平衡濃度、轉(zhuǎn)化率等化學(xué)平衡相關(guān)計算。4.平衡轉(zhuǎn)化率的判斷平衡轉(zhuǎn)化率的判斷例例4反應(yīng)X(g)Y(g)2Z(g)Hbc，(A)增大；若abc，(A)減小。5.等效平衡的理解和應(yīng)用等效平衡的理解和應(yīng)用例例5已知H2(g)I2(g)2HI(g)H0，請回答下列問題。(1)某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為c(M)1 molL1，c(N)2.4 molL1；達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，此時N的轉(zhuǎn)化率為_。答案解析25%解析解析用“平衡三段式法”，借助平衡常數(shù)來串聯(lián)計算：M(g)N(g)P(g)Q(g)起始(molL

8、1) 1 2.4 0 0變化(molL1) 0.6 0.6 0.6 0.6平衡(molL1) 0.4 1.8 0.6 0.6(2)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度分別為c(M)4 molL1，c(N)a molL1；達(dá)到平衡后，c(P)2 molL1，則a_。答案解析6(3)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度為c(M)c(N)b molL1，達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為_。答案解析41.4%教師用書獨具相關(guān)鏈接相關(guān)鏈接化學(xué)平衡計算模式與公式化學(xué)平衡計算模式與公式(1)計算模式化學(xué)平衡計算的最基本的方法模式是“平衡三段式法”。具體步驟是在化學(xué)方程式下寫出有關(guān)物質(zhì)起始時的物質(zhì)的量、發(fā)生轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量、平衡時的物質(zhì)的量(也可以是物質(zhì)的量濃度或同溫同壓下氣體的體積)，再根據(jù)題意列式求解。 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)n(起始)/mol a b 0 0n(轉(zhuǎn)化)/mol mx nx px qxn(平衡)/mol amx bnx px qx起始、轉(zhuǎn)化、平衡是化學(xué)平衡計算的“三步曲”。 (2)計算公式若用任意狀態(tài)的生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值稱為濃度商，用Q表示。則其與K比較，當(dāng)QK，v正v逆；Qv逆。