内容正文:
1 知识网络·强化记忆
2.化学平衡
(5)平衡转化率:对于反应
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
α(A)=eq \f(c0A-cA,c0A)×100%
3.化学反应进行的方向
ΔH-TΔS<0,反应自发进行
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(1ΔH<0,ΔS>0的反应\o(○,\s\up1(21))一定自发,2ΔH<0,ΔS<0的反应\o(○,\s\up1(22))低温自发,3ΔH>0,ΔS>0的反应\o(○,\s\up1(23))高温自发,4ΔH>0,ΔS<0的反应\o(○,\s\up1(24))一定不自发))
2 专题突破·热点探究
专题一 化学反应速率与化学平衡的有关计算
专题归纳
1.比值规律
(1)对于在一个固定容器中的一般反应aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)来说有:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)=Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)=a∶b∶c∶d,即速率之比等于物质的量浓度的变化量之比等于物质的量的变化量之比等于化学计量数之比。
(2)比值规律的应用:
知道了反应中某一物质的反应速率,可推知其他物质的反应速率、利用比值规律可以推断化学方程式和比较反应的快慢。
2.“始、变、平”三部曲解题模式
(1)计算模式(三段式)。
mA(g) + nB(g)
pC(g)
起始浓度 a mol·L-1 b mol·L-1 c mol·L-1
转化浓度 x mol·L-1 eq \f(nx,m) mol·L-1 eq \f(px,m) mol·L-1
平衡浓度 (a-x) mol·L-1 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(b-\f(nx,m))) mol·L-1 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(c+\f(px,m))) mol·L-1
(2)计算公式。
①对反应物:平衡浓度=起始浓度-转化浓度
对生成物:平衡浓度=起始浓度+转化浓度
②化学反应速率:v=eq \f(Δc,Δt)=eq \f(Δn,V·Δt)
③反应物转化率:eq \f(ΔcA,cA原)×100%
④平衡时的体积分数:C%=eq \f(nC平,n总平)×100%
⑤平衡常数:K=eq \f(cpC,cmA·cnB)
(3)利用K与Qc的关系判断反应进行的方向。
以化学平衡常数(K)作标准与浓度商(Qc)比较,可以判断正在进行的可逆反应是否达到平衡以及未平衡时可逆反应进行的方向。
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)在反应的任意时刻都有浓度商Qc=eq \f(cpC·cqD,cmA·cnB)
①若Qc=K,处于化学平衡状态;
②若Qc<K,向正反应方向进行;
③若Qc>K,向逆反应方向进行。
典例精析
[例1] 可逆反应A(g)+3B(g)
2C(g)+D(g),在四种不同情况下的反应速率如下,其中反应进行得最快的是( )
A.v(A)=0.15 mol·(L·min)-1
B.v(B)=0.6 mol·(L·min)-1
C.v(C)=0.4 mol·(L·min)-1
D.v(D)=0.01 mol·(L·s)-1
【解析】 利用不同物质来表示同一反应速率时,各物质速率之比等于其化学计量数之比;将不同情况下的反应速率换算成同一种物质并统一单位直接比较大小。B项v(B)=0.6 mol·(L·min)-1可推出此时v(A)=0.2 mol·(L·min)-1;C项v(C)=0.4 mol·(L·min)-1可推出此时v(A)=0.2 mol·(L·min)-1;D项v(D)=0.01 mol·(L·s)-1统一时间单位,可推出此时v(A)=0.6 mol·(L·min)-1,比较4个v(A)大小,得出D项最快。
【答案】 D
[例2] 高炉炼铁过程中发生的主要反应为
Fe2O3(g)+3CO(g)
2Fe(s)+3CO2(g)
已知该反应在不同温度下的平衡常数如下:
温度/℃
1 000
1 150
1 300
平衡常数
4.0
3.7
3.5
请回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=________,ΔH________(填“>”“<”或“=”)0。
(2)在一个容积为10 L的密闭容器中,1 000 ℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)=________________、CO的平衡转化率=__