内容正文:
一、多角度认识化学反应
二、化学反应速率和化学平衡
以密闭容器中进行的反应:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) ΔH<0(m+n>p+q)为例,当下列某个因素变化,分析其对化学反应速率的影响;若达到化学平衡时,分析这些因素变化对平衡移动的影响。
因素
化学反应速率
化学平衡
浓度
增大反应物浓度,反应速率增大;
减小反应物浓度,反应速率减小
增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡正向移动,反之,逆向移动
压强
增大压强,反应速率增大;
减小压强,反应速率减小
增大压强,平衡正向移动;
减小压强,平衡逆向移动
温度
升高温度,反应速率增大;
降低温度,反应速率减小
升高温度,平衡逆向移动;
降低稳定,平衡正向移动
催化剂
使用催化剂,反应速率增大
使用催化剂,平衡不移动
热点一 化学反应速率、化学平衡中的思维方法
1.平衡模式思维法(或“三段式”法)
化学平衡计算中,先根据化学方程式列出起始、转化、平衡时各组分的物质的量(或浓度),再根据已知条件建立等式而进行解题的一种方法叫作平衡模式思维法或“三段式”法。
如可逆反应:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),在容积为V L的恒容密闭容器中,反应物A、B的起始物质的量为a mol、b mol,达到平衡时,A的转化率为x。
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
起始量/mol a b 0 0
转化量/mol ax
平衡量/mol a-ax b-
根据得到的数据,进行其他相关计算。
2.差量思维法
利用化学反应中某化学量从始态到终态的差量,作为与未知量有对应关系的已知量,列比例式进行计算的一种常用方法,叫作差量思维法。
3.极限思维法
可逆反应可看成处于完全反应或完全不反应的中间状态,解题时用完全反应或完全不反应这两个极端点,根据题目巧妙假设某一种物质100%被消耗(推向极端),求出其他物质的最大值(或最小值),从而得出可逆反应达到某一平衡状态时的取值(或取值范围)的方法。
4.虚拟思维法
虚拟思维法是指在分析或解决问题时,根据需要和可能,虚拟出能方便解决问题的对象,并以此为中介,实现由条件向结论转化的方法。如虚拟反应结果、虚拟数据、虚拟解题需要的条件、虚拟反应过程或虚拟某混合物的化学式等。
5.守恒思维法
在任何化学反应中,均存在守恒关系,在化学平衡计算中,有时运用守恒关系能快速得出正确结论。中学研究的化学平衡体系绝大多数为气体反应体系,对于反应物和生成物均为气体的反应而言,反应前后气体质量相等,有些反应中气体的总体积也不变,运用这些守恒关系来分析平衡体系,可巧妙解答相关问题。
6.假设思维法
在化学平衡计算中,把一种平衡状态与另一种平衡状态的情况(如转化率、物质的量浓度及百分含量等)进行比较时,可以假设一个中间转化过程,从而有利于解答问题。
(一题多解)一定条件下,1 mol X气体与a mol Y气体在容积可变的密闭容器中发生反应:X(g)+aY(g) bZ(g)。反应达到平衡时,测得X的转化率为50%。同温同压下测得起始时混合气体的密度是平衡时混合气体密度的,则a和b的数值可能是( )
A.a=1,b=2
B.a=1,b=3
C.a=2,b=3
D.a=3,b=2
D [解法1:(“三段式”法)
反应达到平衡时,测得X的转化率为50%,则参加反应的X为0.5 mol,根据题意得:
X(g) + aY(g) bZ(g)
起始量/mol 1 a 0
转化量/mol 0.5 0.5a 0.5b
平衡量/mol 0.5 0.5a 0.5b
同温同压下,反应前后气体质量不变,气体密度与气体体积成反比,而气体体积之比又等于气体的物质的量之比,所以根据题意可知,平衡时混合气体的物质的量是起始时混合气体的物质的量的,可得1+a=2b。将题给四组数据代入关系式可知D项中数据符合题意。=,即
解法2:(差量法)
反应达到平衡时,测得X的转化率为50%,则参加反应的X为0.5 mol,根据题意得:
X(g)+aY(g) bZ(g) Δn(mol)
1 a b 1+a-b
0.5 0.5(1+a-b)
起始时混合气体的物质的量是平衡时混合气体的物质的量的,可得1+a=2b。将题给四组数据代入关系式可知D项中数据符合题意。]=,则有
热点二 化学平衡