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化學反應的方向與限度速率章末歸納整合第一頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日第二頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日第三頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日1.如何判斷化學反應進行的方向?提示在溫度、壓強一定的條件下,化學反應的方向是反應的焓變和熵變共同影響的結果,反應方向的判據(jù)為ΔH-TΔS:ΔH-TΔS<0反應能自發(fā)進行ΔH-TΔS=0反應達到平衡狀態(tài)ΔH-TΔS>0反應不能自發(fā)進行第四頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日2.溫度與反應方向的關系如何?提示第五頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日3.化學平衡狀態(tài)的判斷方法?提示(1)直接判定:v正=v逆(實質)①同一物質:該物質的生成速率等于它的消耗速率。②不同的物質:速率之比等于化學方程式中的系數(shù)比,但必須是不同方向的速率。第六頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日(2)間接判定①各組成成分的質量、物質的量、分子數(shù)、體積(氣體)、物質的量濃度保持不變。②各組成成分的質量分數(shù)、物質的量分數(shù)、氣體的體積分數(shù)保持不變。③若反應前后的物質都是氣體,且系數(shù)不等,總物質的量、總壓強(恒溫、恒容)、平均摩爾質量、混合氣體的密度(恒溫、恒壓)保持不變。④反應物的轉化率、產物的產率保持不變??傊?,能變的量保持不變說明已達平衡。第七頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日4.如何理解“溫度對平衡移動的影響是通過改變平衡常數(shù)實現(xiàn)的”?提示溫度改變引起平衡常數(shù)發(fā)生變化,體系中各組分濃度關系必須發(fā)生變化,體系才能建立起與新的平衡常數(shù)相對應的新的平衡狀態(tài),所以說溫度對平衡移動的影響是通過改變平衡常數(shù)實現(xiàn)的。5.外界條件對化學平衡有何影響?提示升高溫度,有利于平衡向吸熱方向移動。改變濃度,若Q>K,平衡逆向移動,若Q<K,平衡正向移動;改變壓強,若Q>K,平衡逆向移動,若Q<K,平衡正向移動。第八頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日6.合成氨工業(yè)的適宜條件和生產流程?提示條件:鐵催化劑,700K,加壓:107~108Pa投料比n(N2)∶n(H2)=1∶2.8。流程:造氣、凈化、合成氨。第九頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日1.化學平衡常數(shù)有何應用?提示①K的大小表示可逆反應進行的程度,K越大說明正反應進行的越完全。②借助平衡常數(shù),可以判斷一個化學反應是否達到化學平衡狀態(tài)。③利用K判斷反應的熱效應。2.平衡常數(shù)和平衡轉化率的聯(lián)系?提示平衡常數(shù)和平衡轉化率都可以表示可逆反應進行的程度,但是平衡轉化率隨著反應物起始濃度的不同而變化,而平衡常數(shù)卻不受起始濃度的影響。因此,平衡常數(shù)更能反映出反應的本質。平衡常數(shù)與某反應物的平衡轉化率之間是可以互相求算的。第十頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日3.化學平衡計算的一般方法?提示(1)先寫出有關化學方程式,列出反應物和生成物的起始濃度、變化濃度、平衡濃度(或它們的物質的量)(稱為“三段式”)。(2)根據(jù)平衡濃度中已知量、未知量的關系,求出平衡時某物質的物質的量或轉化率。(3)根據(jù)平衡前后物質的量和阿伏加德羅定律求出體系的體積、壓強、密度等變化。第十一頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日4.反應速率與化學平衡的內在聯(lián)系?提示(1)化學平衡狀態(tài)的本質特征是正、逆反應速率相等。(2)化學平衡移動的根本原因是正、逆反應速率不相等。且有:當正反應速率大于逆反應速率時,平衡向正反應方向移動;當逆反應速率大于正反應速率時,平衡向逆反應方向移動。第十二頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日5.化學圖像題的解題思路?提示(1)看清各坐標代表的量的意義,弄清曲線表示的量的關系。(2)關注曲線上的特殊點,如與坐標的交點、多條曲線的交點、轉折點、極值點等。(3)注意曲線坡度的“平”與“陡”,并弄清其意義。(4)注意弄清高溫、高壓時反應速率更快,有利于先達到平衡,即“先拐先平數(shù)值大”,也就是說其他條件不變時,較高溫度或較高壓強達到平衡所用的時間短。(5)注意分清曲線函數(shù)的遞增性和遞減性。(6)注意運用圖像中濃度(或物質的量)的變化來確定反應中系數(shù)的關系,即系數(shù)之比等于同一時間內各反應物、生成物的濃度(或物質的量)變化值之比。第十三頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日(7)對時間-速率圖像,注意分清曲線的連續(xù)性、跳躍性,是“漸變”還是“突變”,是“大變”還是“小變”,是“變大”還是“變小”,變化后是否仍然相等等情況,才可確定對應改變的條件是什么及如何改變。第十四頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日6.外界條件對化學反應影響的規(guī)律?提示

第十五頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日學科思想培養(yǎng)二方向化學反應速率、化學平衡圖像的分析方法及思路化學反應速率和化學平衡圖像類試題是化學試題中的一種特殊題型,其特點是:圖像是題目的主要組成部分,把所要考查的化學知識寓于圖中曲線上,具有簡明、直觀、形象的特點。隨著高考的不斷改革以及對學科內能力要求不斷提高,這種數(shù)形結合的試題將頻頻出現(xiàn)。預計這將是考查考生學科內綜合能力的一種方向,高考試題考查這種題型的力度將加大。第十六頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日【題型分類】(1)分析外界條件對反應速率及化學平衡的影響;(2)由圖像判斷反應特征(確定反應中各物質的系數(shù)、判斷熱效應或氣體物質系數(shù)的變化關系);(3)由反應和圖像判斷圖像中坐標或曲線的物理意義;(4)由反應和圖像判斷符合圖像變化的外界條件;(5)由反應判斷圖像正誤等。第十七頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日【解題指導】(1)看圖像:一看軸,即縱、橫坐標的意義;二看點,即起點、拐點、交點、終點;三看線,即線的走向和變化趨勢;四看輔助線,即等溫線、等壓線、平衡線等;五看量的變化,即濃度變化、溫度變化、轉化率變化、物質的量的變化等。(2)依據(jù)圖像信息,利用平衡移動原理,分析可逆反應的特征:吸熱還是放熱,氣體系數(shù)增大、減小還是不變,有無固體或純液體參加或生成等。(3)先拐先平:在化學平衡圖像中,先出現(xiàn)拐點的反應先達到平衡,可能是該反應的溫度高、濃度大、壓強大或使用了催化劑。(4)定一議二:勒夏特列原理只適用于一個條件的改變,所以圖像中有三個變量時,先固定一個量,再討論另外兩個量的關系。

第十八頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日第十九頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日(2)全程速率-時間圖:如Zn與足量鹽酸的反應,反應速率隨時間的變化出現(xiàn)如圖2所示的情況,解釋原因:AB段(v漸增),因反應為放熱反應,隨反應的進行,溫度漸高,導致反應速率增大;BC段(v漸小),則主要原因是隨反應的進行,溶液中c(H+)漸小,導致反應速率減小。故分析時要抓住各階段的主要矛盾,認真分析。(3)含量-時間-溫度(壓強)圖:常見形式有如下幾種。(C%指某產物的質量分數(shù);B%指某反應物的質量分數(shù))第二十頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日(T2>T1,正反應為放熱反應)第二十一頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日(p1>p2,正反應為氣體體積增大的反應)第二十二頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日(4)恒壓(溫)線(如圖3所示):該類圖的縱坐標為物質的平衡濃度(c)或反應物的轉化率(α),橫坐標為溫度(T)或壓強(p),常見類型有:(5)其他:如圖4所示曲線是其他條件不變時,某反應物的最大轉化率(α)與溫度(T)的關系曲線,圖中標出的1、2、3、4四個點,表示v正>v逆的點是3,表示v正<v逆的點是1,而2、4點表示v正=v逆。第二十三頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日第二十四頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日A.反應Ⅰ:若p1>p2,則此反應只能在高溫下自發(fā)進行B.反應Ⅱ:此反應的ΔH<0,且T1<T2C.反應Ⅲ:ΔH>0,且T2>T1或ΔH<0且T2<T1D.反應Ⅳ:T1<T2,則該反應不易自發(fā)進行解析這是一道綜合性較強的題目,涉及圖像的分析及平衡移動和反應的方向。反應Ⅰ中在恒壓下溫度升高,α(A)減小,即升高溫度平衡向左移動,則正反應為放熱反應,ΔH<0;由p1>p2知,恒定溫度時壓強越大,α(A)越大,即增大壓強平衡向右移動,說明此反應為氣體分子數(shù)減少的反應(a+b>c),即為熵減反應,ΔS<0。放熱熵減反應只能在低溫下自發(fā)進行,A錯誤;反應Ⅱ中在T2溫度下反應先達到平衡狀態(tài),說明T2>T1。

第二十五頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日溫度越高平衡時C的物質的量越少,即升高溫度平衡向左移動,則正反應為放熱反應,ΔH<0,B正確;反應Ⅲ中在同一溫度下,增加B的物質的量平衡向右移動,φ(C)增大;但當B的物質的量達到一定程度后,對C的稀釋作用會大于平衡右移對C的影響,φ(C)又減小,出現(xiàn)如圖所示的曲線。若T2>T1,溫度越高φ(C)越小,即升高溫度平衡向左移動,則正反應為放熱反應,ΔH<0,C錯誤;反應Ⅳ中在恒溫下壓強變化對α(A)沒有影響,說明壓強變化不能影響平衡,此反應為氣體分子數(shù)不變的反應(a+b=c),反應過程中熵變很小,ΔS≈0;若T1<T2,恒壓下溫度越高,α(A)越小,說明升高溫度平衡向左移動,正反應為放熱反應,ΔH<0,則ΔH-TΔS<0,反應易自發(fā)進行,D錯誤。答案B第二十六頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日【總結】有關化學反應速率和化學平衡的圖像題是各類考試中的一個熱點,這類試題的特點是將解題所需的信息概括在圖像中,具有抽象性、復雜性和隱蔽性。解答這類問題時,首先要看清并讀懂圖像:一要看清楚橫坐標和縱坐標;二要看懂線的走向、變化趨勢;三要注意變化點,如線是否通過原點,兩條線的交點及線的拐點;四要善于借助輔助線(如等溫線、等壓線);五要看清楚定量圖像中有關量的多少。其次要學會聯(lián)想規(guī)律,即聯(lián)想外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響規(guī)律,且熟練、準確應用。最后是能正確判斷,即依題意仔細分析進行正確判斷。解題時還應特別注意:①圖像中的橫坐標、縱坐標分別表示哪些量;曲線上的點是不是表示平衡狀態(tài)。一般橫坐標是時間的曲線包含速率的因素,曲線上的點不一定都表示平衡狀態(tài);橫坐標是溫度或壓強的曲線上的點一般表示平衡狀態(tài),這些點之間的關系反映了化學平衡的移動情況。②當圖像包含溫度、壓強等多種因素時,必須固定其他條件不變,分析某單一因素對化學平衡的影響。第二十七頁,共二十九頁,編輯于2023年,星期日【例2】(2011·重慶理綜,10)一定條件下,下列

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