内容正文:
本章总结
第2章 化学反应的方向、限度与速率
(2)依据图像信息,利用平衡移动原理,分析可逆反应的特征:吸热还是放热,反应前后气体的系数和增大、减小还是不变,有无固体或纯液体参加或生成等。
(3)先拐先平:在化学平衡图像中,先出现拐点的反应先达到平衡,可能是该反应的温度高、浓度大、压强大或使用了催化剂。
(4)定一议二:勒·夏特列原理只适用于一个条件的改变,所以图像中有三个变量时,先固定一个量,再讨论另外两个量的关系。
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①图像分析
图甲:a.t=0时,反应由正反应开始;
b.t=t1时,在改变条件的瞬间,v正瞬间变大,v逆不变;c.t>t1时,v正′>v逆′,平衡正向移动,随后又达到新的平衡状态。改变的条件是增大反应物的浓度。
图乙:a.t=0时,反应由正反应开始;
b.t=t1时,v正、v逆在改变条件时同时增大;
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c.t>t1时,v逆′>v正′,平衡逆向移动,随后又达到新的平衡状态。改变的条件可能是升高温度(正反应ΔH<0的反应)或增大压强(反应前后气体的系数和增大的反应)。
图丙:a.t=0时,反应由正反应开始;
b.t=t1时,v正、v逆在改变条件时同倍数地增大;
c.t>t1时,v逆′=v正′,平衡不移动。改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(反应前后气态物质系数之和不变的反应)。
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②规律总结
a.在分析vt图像时,要特别注意:反应速率的变化,即v正、v逆是都增大了或都减小了(条件改变的瞬间,v正′、v逆′的起点与原平衡点不重合),还是一个增大(或减小)而另一个不变(条件改变的瞬间,v正′、v逆′中不变的那一个起点与原平衡点重合)。
b.画出vt图像的“三步骤”:第一步,画出原平衡建立的过程;第二步,依据条件改变时的反应速率变化,确定两个起点[都在原平衡点的上(下),或一个在上(下)另一个不变];第三步,依据平衡移动方向确定两条曲线,完成图像。
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A.HCN比HNC稳定
B.该异构化反应的ΔH=+59.3 kJ·mol-1
C.正反应的活化能大于逆反应的活化能
D.使用催化剂,可以改变反应的反应热
答案 D
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解析 根据图中信息得到HCN能量比HNC能量低,能量越低越稳定,故A正确;根据焓变等于生成物总能量减去反应物总能量,故B正确;根据图中信息得出该反应是吸热反应,因此正反应的活化能大于逆反应的活化能,故C正确;使用催化剂,不能改变反应的反应热,只改变反应路径,反应热只与反应物和生成物的总能量有关,故D错误。
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本课结束
eq \o(\s\up20(知识网络建构),\s\do20(ZHISHIWANGLUOJIANGOU))
eq \o(\s\up20(热点专题突破),\s\do20(REDIANZHUANTITUPO))
一、化学反应速率和化学平衡图像题解题方法
1.解题指导
(1)看图像:一看轴,即纵、横坐标的意义;二看点,即起点、拐点、交点、终点;三看线,即线的走向和变化趋势;四看辅助线,即等温线、等压线、平衡线等;五看量的变化,如浓度变化、温度变化、平衡转化率变化、物质的量的变化等。
√
2.分类解析
(1)速率-时间图(vt图像)
既能表示反应速率的变化,又能表示平衡移动的速率-时间图像,如下图所示。
(2)浓度-时间图(ct图像)
此类图像能说明平衡体系中各组分(或某一组分)的物质的量浓度在反应过程中的变化情况。此类图像中各物质曲线拐点的时刻相同,各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的系数关系,如下图所示。
(3)速率-温度(压强)图(vT或vp图像)
正、逆反应速率(或放热、吸热反应的速率)随温度或压强的变化曲线,可用于判断反应的ΔH或反应前后气态物质系数关系,如下图所示。
(4)恒压(温)线
该类图像的纵轴为物质的平衡浓度(c)或反应物的平衡转化率(α),横轴为温度(T)或压强(p),常见类型如下图所示。
(5)含量-时间-温度(压强)图
此类图像表示的是不同温度(或压强)下反应物(或反应产物)的物质的量(体积)分数(或平衡转化率)的变化过程,包含达到平衡所需的时间和不同温度(或压强)下平衡状态的物质的量分数比较等信息,由图像中斜率先判断T1、T2或p1、p2的大小,再判断反应的ΔH或反应前后气态物质系数关系(是吸热反应还是放热反应,是气态物质系数增大的反应还是减小的反应)。如下图所示。
(6)其他类型
如图所示是其他条件不变时,某反应物的平衡转化率(α)与温度(T)的关系曲线,图中标出的a、b、c、d四个点中,表示v正>v逆的点是c,表示v正<v逆的点是a,而b、d点表示v正=v逆。
[真题研练]
1.(2020·天津高考)理论研究表明,在101 kPa和298 K下,HCN(g)HNC(g)异构化反