,原子半径逐渐增大,得电予能力逐渐减弱。 ③仅依据K的变化,可以推断出:随着卤素原子核电荷数的增加, (选填字母)。
a.在相同条件下,平衡时X2的转化率逐渐降低 b.X2与H2反应的剧烈程度逐渐减弱 c.HX的还原性逐渐减弱 d.HX的稳定性逐渐减弱
四、方法规律
1.化学平衡计算的一般思路和方法——建模思想
化学平衡的计算一般涉及到各组分的物质的量、浓度、转化率、百分含量、气体混合物的密度、平均摩尔质量、压强等,通常的思路是写出平衡式,列出相关量(起始量、变化量、平衡量),确定各量之间的关系,列出比例式或等式或依据平衡常数求解。
如以下反应:mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量(mol)分别为a、
b,达到平衡后,A的消耗量为mx,容器容积为V L。
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
起始(mol) a b 0 0 变化(mol) mx nx px qx 平衡(mol) a-mx b-nx px qx
pxpqxq)·()VV则有:(1)K= a-mxmb-nxn()·()
VV(
(2)对于反应物:n(平)=n(始)-n(变); 对于生成物:n(平)=n(始)+n(变)。 (3)c平(A)=
a-mx。 Vmxmxnxmb×100%,α(A)∶α(B)=∶=。 aabna(4)α(A)平=(5)φ(A)=(6)
a-mx×100%。
a+b+(p+q-m-n)xp(平)a+b+(p+q-m-n)x=。 p(始)a+ba·M(A)+b·M(B)
(g/L)。
V(7)ρ(混)=(8)M=
a·M(A)+b·M(B)
(g/mol)。
a+b+(p+q-m-n)x2.图像题解题方法
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(1)图像识别:
①坐标含义:坐标代表的物理量及单位;是反应物还是生成物;原点是否为零。 ②曲线的三点一走向:三点即起点、转折点(即拐点)、终点;走向即变化趋势。 (2)解题方法与思路
① 一看图像 一看面:即X、Y代表的量;二看线:即线的斜率大小,增减性;三看点:即起点、终点、转折点、交叉点;四看:是否需要辅助线(等压等温图);五看量。 ②二想规律:勒夏特列原理 ③三作判断 (3)解题技巧:
①先拐先平数值大:即先出现拐点先平衡,对应的温度、压强值都增大。 ②定一议二:确定横作标不变,讨论纵坐标与曲线的关系,或反之。 3.等效平衡原理、规律及应用 (1)等效平衡原理
在一定条件(定温、定压或定温、定容)下,对于同一可逆应,只要起始时加入物质的物质的量不同,而达到平衡时,同种物质的物质的量或物质的量分数(或体积分数)相同,这样的平衡称为等效平衡。即对于一个确定的可逆反应, 化学平衡状态只与条件(T、c、p) 有关,而与建立平衡的途径无关。
如,常温常压下,可逆反应:2SO2 + O2 2SO3
① 2mol 1mol 0mol ② 0mol 0mol 2mol ③ 0.5mol 0.25mol 1.5mol
①从正反应开始,②从逆反应开始,③从正逆反应同时开始,由于①、②、③三种情况如果按方程式的计量关系折算成同一方向的反应物,对应各组分的物质的量均相等(如将②、③折算为①),因此三者为等效平衡 (2)等效平衡规律
根据反应条件(定温、定压或定温、定容)以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否相等),可将等效平衡问题分成三类:
Ⅰ .在定温(T)定容(V)条件下,对于反应前后气体分子数改变的可逆反应只改变起始时加入物质的物质的量,如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效。即:定容 ,量相同。(此种情况下又称等同平衡,即两平衡完全相同,此法又称极限法)。
例1.在一固定体积的密闭容器中,加入2 mol A和1 mol B发生反应2A(g)+B(g)3C(g)+D(g),达到平衡,c的浓度为w mol/L。若维持容器体积和温度不变,下列四种配比作为起始物质,达平衡后,c的浓度仍为w mol/L的是( )
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A. 4 mol A +2 mol B B. 1 mol A+0.5 mol B+1.5 mol C+0.5 mol D C. 3 mol C+1 mol D +1 mol B D. 3 mol C+1 mol D
Ⅱ.在定温(T)定容(V)条件下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,只要反应物(或生成物)的物质的量之比与原平衡相同,则两平衡等效。
注意:此等效平衡不一定是等同平衡,即所得两平衡体系中各物质的量成比例。 例2.恒温恒容下,可逆反应2HI(气)
H2(气)+I2(气)达平衡。
下列四种投料量均能达到同一平衡,请填写:
起始状态物质的量n/mol H2 1 ① ② ③ 2 m I2 2 4 g(g≥2m) HI 0 0 1 平衡时HI的物质的量n/mol a 0.5a [解析]①∵题干n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=1:2:a<==>2:4:2a ∴n(HI)平衡=2a ②根据反应:2HI
H2+I2(气),起始状态1mol HI<==>0.5molH2+0.5molI2
根据题干n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=1:2:a 则 n(H2)起始:n(I2)起始:n(HI)平衡=0.5:1:0.5a 则H2和I2原有物质的量应为0和1-0.5=0.5mol
③设起始HI为x mol ∵x mol HI<==>0.5x molH2+0.5x molI2 ∴n(H2)起始=(m+0.5x) mol n(I2)起始=(g+0.5x) mol
又∵n(H2)起始:n(I2)起始=(m+0.5x): (g+0.5x)=1:2 ∴x=2(g-2m) 设n(HI)平衡为ymol,
则n(I2)起始: n(HI)平衡=2:a= (g+0.5x):y ∴y=(g-m)a
[解题规律]此条件下,只要换算到同一半边时,反应物(或生成物)的物质的量的比例与原平衡相等,则两平衡等效。
Ⅲ.在定温(T)定压(P)条件,改变起始时加入物质的物质的量,只要按化学计量数换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同,则达平衡后与原平衡等效。反之,等效平衡时,物质的量之比与原建立平衡时相同。即等压,量相当。 例3.I.恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应:
A(g)+B(g)
C(g)
(1)若开始时放入1 mol A和1 mol B,到达平衡后,生成a mol C,这时A的物质的量为__________mol。
(2)若开始时放入3 mol A和3 mol B,到达平衡后,生成C的物质的量为 mol;
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(3)若开始时放入x mol A、2 mol B和1 mol C,到达平衡后,A和C的物质的量分别是y mol和3a mol,则x=___mol,y=___mol。平衡时,B的物质的量___。
A.大于2 mol B.等于2 mol C.小于2 mol D.可能大于、等于或小于2 mol (4)若在(3)的平衡混合物中再加入3 molC,待再次到达平衡后,C的物质的量分数是____________。
II.若维持温度不变,在一个与(I)反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应
(5)开始时放入1 mol A和1 mol B到达平衡后生成b mol C。将b与(1)小题中的a进行比较_________
A. a
B.a>b C.a=b D.不能比较a和b的大小
作出此判断的理由是__________________________________________。
解题规律:此条件下,只要按化学计量数换算到同一半边后,各物质的量之比与原平衡相等,则两平衡等效。
[总结]等效平衡的条件: mA(g)+nB(g) 条件 定温定容 反应前后气体体积变化 不相等m+n≠p+q (△n(g)≠0) 相等m+n=p+q (△n(g)=0) 定温定压 不相等m+n≠p+q 相等m+n=p+q pC(g)+qD(g) 等 效 条 件 需保证极值换算后 的起始投料相同。 保证极值换算后, 起始投料比例相同 保证极值换算后的 起始投料比例相同 结果 两次平衡时各组分百分 含量、n、c均相同 两次平衡时各组分百分含量相同,n、c同比例变化 两次平衡时各组分百分含量、c相同,n同比例变化 (3)等效平衡原理的应用:在判断两平衡体系的关系时,可改变其中一个体系的初始条件,使之与另一体系成等效平衡,再恢复到原来条件,判断平衡如何移动,即可得出两平衡体系的关系。此法称为“虚拟法”
第四节 化学反应进行的方向
一、你能掌握的知识 序号 1 2 化学反应自发进行的能量判据(焓判据) 熵及物质在气、液、固三种状态时熵的大小 认知层次 知识点 了解 ? ? 理解 掌握 灵活运用 39
3 4 5 化学反应自发进行的熵判据 焓减和熵增与化学反应进行的方向 过程的自发性与反应自发性的关系 ? ? ? 二、课堂学案与笔记 问题1:自然界中有许多自然而然发生的现象,请同学们联系生活知识,列举一些能自动发生的例子?
问题2:酸碱中和、镁条燃烧都是能自发发生的反应,有何共同特点?从能量角度分析它们为什么可以自发?
问题3:对于化学反应而言,绝大多数的放热反应能自发进行,且放出的热量越多,体系能量降低越多,反应越完全。但也有不少吸热过程也能自发进行,如: 2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7kJ/mol (NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol
这说明决定反应能否自发进行的因素不仅仅是焓变,决定化学反应能否自发进行的还有什么因素?
问题4:什么是熵?用什么符号表示?熵与体系的混乱度有什么关系?同一物质在不同状态的熵值相同吗?什么是熵增原理?
问题5:利用熵判椐进行解释
(1) 发生离子反应条件之一是产生气体 (2) 为何物质的溶解是自发过程?
(3) 碳酸铵[(NH4)2CO3] 分解产生氨气吸热,在室温下就能自发地分解产生氨气
问题6:是不是只要熵变大的反应就是自发的反应?正确判断一个化学反应 是否能够自发进行应考虑哪些因素?
请填写下列表格(用自发反应,非自发反应,不一定)
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