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回归教材重难点08 聚焦热、速率、平衡
热化学、化学反应速率和化学平衡是高考中的重点和热点问题,主要以某一可逆反应为载体,以表格和图像的形式考查反应热的计算、化学反应速率的计算,影响因素、平衡的标志和特征,平衡的移动,化学平衡常数、转化率、物质的量分数等的计算。
本考点是高考五星高频考点,2020年~2022年各地新高考卷均为必考的综合题。
一、化学反应与能量变化
1.典型的放热反应和吸热反应
(1)放热反应
①金属、金属氧化物与酸或水的反应
②可燃物的燃烧反应及缓慢氧化
③酸和碱的中和反应
④铝热反应,如2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
⑤大多数的化合反应。如2NO2N2O4
(2)吸热反应
①大多数的分解的反应(2H2O22H2O+O2↑除外)
②铵盐和碱反应,如Ba(OH)2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3•H2O+8H2O
③盐的水解反应
④两个特殊反应:C+CO22CO、C+H2O(g)CO+H2
⑤碳酸氢钠与柠檬酸的反应
2.牢记两类能量变化图像的含义
(1)反应热与物质具有的能量的关系
(2)反应热与正、逆反应活化能的关系
如图所示,E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能,ΔH=E1-E2。
3.熟练掌握计算反应热的八种方法(根据条件作选择)
(1)根据热化学方程式计算:反应热与热化学方程式中各物质的物质的量成正比(Q=n·ΔH)。
(2)根据反应物和生成物的总能量计算:ΔH=E生成物的总能量-E反应物的总能量。
(3)根据键能计算:ΔH=E反应物键能之和-E生成物键能之和。
(4)根据燃烧热和热值计算:Q=n(可燃物)×燃烧热。
①根据燃烧热计算:Q放=n(可燃物)×|燃烧热|
②根据热值计算:Q放=m(可燃物)×|热值|
(5)计算燃烧热、热值、中和热
①计算燃烧热:H燃烧热=-kJ/mol
②计算热值:H热值=-kJ/g
③计算中和热:H中和热=-kJ/mol
(6)根据比热公式进行计算:Q=cmΔT。
①水的比热容:c=4.18×10-3kJ/(g·℃)
②m代表液体或混合液的总质量
③ΔT表示反应前后温度的变化值,ΔT=T2-T1
(7)利用活化能计算:反应热=正反应活化能-逆反应的活化能
(8)根据盖斯定律计算
①合理设计反应途径
如: ,则ΔH=ΔH1+ΔH2
②热化学方程式相加或相减
三、化学反应速率及化学平衡
1.化学反应速率
2.化学平衡
3.平衡常数与书写方式的关系
(1)正逆反应平衡常数的关系是:K正·K逆=1
(2)化学计量数变成n倍,平衡常数变为n次方倍
(3)反应③=反应①+反应②,则:△H3=△H1+△H2,K3=K1·K2
(4)反应③=反应①-反应②,则:△H3=△H1-△H2,K3=
(5)反应③=a×反应①-×反应②,则:△H3=a△H1-△H2,K3=
4.计算平衡常数的注意事项
(1)浓度平衡常数:Kc=
①平衡量必须为平衡时的浓度
②等体反应:可以用平衡时的物质的量代替平衡时的浓度
③恒压条件下:先计算平衡体积,再算平衡常数
(2)压强平衡常数:Kp=
①平衡量为平衡时的浓度、物质的量、体积等均可
②分压Pi=P总×xi=P总×=(P1+P2+P3+…)×
③恒容条件下:先计算平衡总压,再算平衡常数或直接根据分压计算
四、外界条件对化学平衡移动的影响
1.正常情况下的平衡移动
(1)温度:升高温度,平衡向吸热反应方向移动
(2)浓度:增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动
(3)压强:增大气体反应压强,平衡向气体体积减小的方向移动
(4)体积:视体积变化为压强变化
①比较瞬间浓度与所给浓度的相对大小,确定平衡移动方向
②利用压强对平衡移动的影响,判断系数的关系,确定物质的状态
③反应:xA(g)+yB(g)zC(g)
原平衡
c(A)=0.5mol·L-1
体积加倍新平衡
c(A)=0.3mol·L-1
平衡移动方向
逆反应
x、y、z的关系
x+y>z
2.特殊情况下的平衡移动
(1)向容器中通入无关气体
①恒容容器:压强增大,浓度不变,速率不变,平衡不移动
②恒压容器:体积增大,浓度减小,速率减慢,平衡向气体体积增大的方向移动
(2)同倍数改变反应物和生成物浓度
①恒温恒容:相当于改变压强
②恒温恒压:瞬间各组分的浓度不变,平衡不移动
(3)不同倍数改变反应物和生成物浓度
①Q<K:平衡正向移动,v正>v逆
②Q=K:平衡不移动,v正=v逆
③Q>K:平衡逆向移动,v正<v逆
3.水对平衡移动的影响
(1)溶液反应:加水,相当于稀释,平衡向可溶性微粒系数和增大的方向移动
①A(aq)+B(aq)C(aq)+D(aq):不移动
②A(aq)C(aq)+D(aq)+H2O(l):正向移动
③A(aq)+B(aq)+H2O(