高中化學(xué)-化學(xué)反應(yīng)與能量

§選修四-化學(xué)反應(yīng)原理

化學(xué)反應(yīng)與能量

—.知識解讀

一、始變反應(yīng)熱

1.反應(yīng)熱：一定條件下，一定物質(zhì)的量的反應(yīng)物之間完全反應(yīng)所放出或吸收的熱量

2.始變（AH）的意義：在恒壓條件下進行的化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)（1）.符號：AH（2）.

單位:kJ/moI

3.產(chǎn)生原因：化學(xué)鍵斷裂——吸熱化學(xué)鍵形成——放熱

放出熱量的化學(xué)反應(yīng)。（放熱＞吸熱）4H為或＜0

吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)。（吸熱》放熱）4H為“+”或＞0

☆常見的放熱反應(yīng)：①所有的燃燒反應(yīng)②酸堿中和反應(yīng)

③大多數(shù)的化合反應(yīng)④金屬與酸的反應(yīng)

⑤生石灰和水反應(yīng)⑥濃硫酸稀釋、氫氧化鈉固體溶解等

☆常見的吸熱反應(yīng)：①晶體Ba（OH）z?8HQ與NH4cl②大多數(shù)的分解反應(yīng)

③以%、CO、C為還原劑的氧化還原反應(yīng)④鎂鹽溶解等

二、熱化學(xué)方程式

書寫化學(xué)方程式注意要點：

①熱化學(xué)方程式必須標(biāo)出能量變化。

②熱化學(xué)方程式中必須標(biāo)明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)（g,l,s分別表示固態(tài)，液態(tài)，

氣態(tài)，水溶液中溶質(zhì)用aq表示）

③熱化學(xué)反應(yīng)方程式要指明反應(yīng)時的溫度和壓強。

④熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)

⑤各物質(zhì)系數(shù)加倍，414加倍；反應(yīng)逆向進行，4H改變符號，數(shù)值不變

三、燃燒熱

1.概念：25℃,101kPa時，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱

量。燃燒熱的單位用kJ/mol表示。

※注意以下幾點：

①研究條件：101kPa

②反應(yīng)程度：完全燃燒，產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。

③燃燒物的物質(zhì)的量：1mol

④研究內(nèi)容：放出的熱量。（AH＜0,單位kJ/mol）

四、中和熱

1.概念：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1molH20,這時的反應(yīng)熱叫中和熱。

2.強酸與強堿的中和反應(yīng)其實質(zhì)是H+和0H-反應(yīng)，其熱化學(xué)方程式為：

H+（aq）+0H-（aq）=H20（l）AH=-57.3kJ/mol

3.弱酸或弱堿電離要吸收熱量，所以它們參加中和反應(yīng)時的中和熱小于57.3kJ/mol。

4.中和熱的測定實驗

五、蓋斯定律

1.內(nèi)容：化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)（各反應(yīng)物）和終態(tài)（各生成物）有關(guān)，

而與具體反應(yīng)進行的途徑無關(guān)，如果一個反應(yīng)可以分幾步進行，則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和

與該反應(yīng)一步完成的反應(yīng)熱是相同的。

二.習(xí)題演練

例1:(04GD)已知葡萄糖的燃燒熱是2804kJ/mol,當(dāng)它氧化生成1g水時放出的熱量是

()

A.26.OkJB.51.9kJ0.155.8kJD.467.3kJ

例2:(03QG)已知在1*10午2,298K條件下，2moi氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量，

下列熱化學(xué)方程式正確的是

()

A.H20(g)=H2(g)+1/202(g)AH=+242kJ/moIB.2H2(g)+02(g)=2H20(l)AH=-

484kJ/mol

C.H2(g)+102(g)=H20(g)AH=+242kJ/molD.2H2(g)+02(g)=2H20(g)AH=+

484kJ/moI

例3.(08SH)已知：H2(g)+Fz(g)T2HF(g)+270kJ,下列說法正確的是()

A.2L氟化氫氣體分解成1L氫氣與1L氟氣吸收270kJ熱量

B.1mol氫氣與1moI氟氣反應(yīng)生成2moi液態(tài)氟化氫放出熱量小于270kJ

C.在相同條件下，1moI氫氣與1moI氟氣的能量總和大于2moI氟化氫氣體的能量

D.1個氫氣分子與1個氟氣分子反應(yīng)生成2個氟化氫氣體分子放出270kJ熱量

例4.(07JS07)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是

1

①CH30H(g)+H20(g)=C02(g)+3H2(g)AH=+49.0kJ?moF

②CH30H(g)+0z(g)=COz(g)+2%(g)A//=-192.9kJ?mol"'

2

能量:

CH30H(g)+H(g)

反應(yīng)物的12

總能量

AH

生成物的

總能量

CO2(g)+3H2(g)

0

反應(yīng)過程

下列說法正確的是

A.CH30H的燃燒熱為192.9kJ?moF'

B.反應(yīng)①中的能量變化如圖所示

0.CH30H轉(zhuǎn)變成出的過程一定要吸收能量

D.根據(jù)②推知反應(yīng):CH30H(1)+1/202(g)=CO?(g)+2Hz(g)的/Z>-192.9kJ?moI-1

例5.(07QG)已知：①1molHz分子中化學(xué)鍵斷裂時需要吸收436kJ的能量；②1molCl2

分子中化學(xué)鍵斷裂時需要吸收243kJ的能量；③由H原子和CI原子形成1molHCI分子時

釋放431kJ的能量；下列敘述正確的是

A.氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫氣體的熱化學(xué)方程式是%(g)+Clz(g)=2HCI(g)

B.氫氣和氯氣反應(yīng)生成2moI氯化氫氣體，反應(yīng)的△〃=183kJ/mol

C.氫氣和氯氣反應(yīng)生成2moI氯化氫氣體，反應(yīng)的A”=-183kJ/mol

D.氫氣和氯氣反應(yīng)生成1moI氯化氫氣體，反應(yīng)的A//=-183kJ/mol

例&(O7GD)灰錫(以粉末狀存在)和白錫是錫的兩種同素異形體，已知：

①Sn(s、白)+2HCI(aq)=SnClz(aq)+Hz(g);A/Z

②Sn(s、灰)+2HCI(aq)=SnClz(aq)+Hz(g);Nfi

③Sn(s、灰)A3.C'=Sn(s、白)；AA=+2.1kJ/mol;

<13.2'C

下列說法正確的是

()

A.NHiB.錫在常溫下以灰錫狀態(tài)存在0.灰錫轉(zhuǎn)化為白錫的反應(yīng)是放熱反應(yīng)

D.錫制器皿長期處于低于13.2°C的環(huán)境中，會自行毀壞

例7:(06江蘇)下列各組熱化學(xué)方程式中，化學(xué)反應(yīng)的AH前者大于后者的是

()

①C(s)+0z(g)=C02(g);AH,C(s)+-0(g)=C0(g)；AH

222

②S(s)+0(g)=S0(g)；AH

223S(g)+02(g)=S02(g)；AH4

③%(g)+—th(g)=HzO(I);△Hs2Hz(g)+0(g)=2H0(l)；AH

2226

④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(s);AH7Ca0(s)+H20(l)=Ga(0H)2(s);AH8

A.①B.@C.②③DD.①②③

例8.(08年重慶理綜)化學(xué)反應(yīng)2+3%=2NH3的能量變化如下圖所示，該反應(yīng)的熱化學(xué)

方程式是

ImolN+3molH

能h

量△E=akJ

E△E=bkJ

增

-^-.molN2(g)4-SmolH??

加

1molNH3(g)“AE=ckJ

1molNH^(1)

-1

A.N2(g)+3H2(g)=2NH3(I);/H=2(5—c)kJ?mol

B.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);/H=2(b—a)kJ,moI

13

1

C.—N2(g)+—H2(g)=NH3(I);/H=(6+c—a)kJ,moI

22

13

D.-N(g)+-H(g)=NH(g);(a+A)kJ,moI1

22223

化學(xué)反應(yīng)與能量答案解析

1.答案：Ao

解析：在101kPa時，C6HI206(s)+602(g)6C02(g)+6H20(I)；AH=-2804kJ/moI

6*182804

1x=2804/108=26.0

2.答案：Ao

解析：根據(jù)題意書寫熱化學(xué)方程式為:2H2(g)+02(g)=2HzO(g)△H=-

484kJ/mol--(1)式

(1)式變形一:2H2(g)+02(g)2H20(l)△H<-

484kJ/mol-(2)式

(1)式變形二:Hz(g)+；Oz(g)=H*(g)AH=

-242kJ/mol---(3)式

(3)式變形為:H20(g)=H2(g)+1/202(g)AH=+242kJ/mol

3.答案：Co

解析:熱化學(xué)方程式才(g)+Fz(g)T2HF(g)+270kJ的含義如下:

①.該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。

②.在相同條件下，1mol氫氣與1mol氟氣的能量總和大于2mol氟化氫氣體的能量

③.AH=E(反應(yīng)物的鍵能總和)一E(生成物的鍵能總和)

=(H—H鍵的鍵能)+(F—F鍵的鍵能)一2(H—F鍵的鍵能)

=—270kJ/moI

④.1mol氫氣與1mol氟氣反應(yīng)生成2moi氣態(tài)氟化氫放出熱量等于270kJ

⑤.1moI氨氣與1mol氟氣反應(yīng)生成2moi液態(tài)氟化氫放出熱量大于270kJ

⑥.NA個氨氣分子與NA個氟氣分子反應(yīng)生成2NA氟化氫氣體分子放出熱量270kJ

⑦.NA個氫氣分子與NA個氟氣分子反應(yīng)生成2NA氟化氫液體分子放出熱量大于270kJ

4.答案：D.

解析：；-1

CHQH(g)+Q(g)C02(g)+2H2(g)A//=-192.9kJ?moI

(1)式

2H2(g)+02(g)=2H20(l)(放熱反應(yīng))AH

484kJ/mol-一一(2)式

CHQH燃燒的熱化學(xué)方程式為：CH2H(g)+豹(g)=業(yè)他)+2%。⑴

AH=x(3)式

CH30H(I)+；Oz(g)=C0z(g)+2%(g)A”〉-192.9kJ?moI

-----------------------------------(4)式

根據(jù)該斯定律：(1)式+(2)式=(3)式,x=(-192.9kJ?moI)+(-484kJ/moI)

<-192.9kJ-mol-1

1

CH3OH的燃燒熱大于192.9kJ?moF

熱化學(xué)方程式①CH30H(g)+HzO(g)=C0z(g)+3Hz(g)\H=+49.0kJ?mo的含義：

①.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。

②.在該條件下，1molCH30H(g)和1molHzO(g)所具有的能量小于1molC(h(g)和3moiH2(g)

所具有的能量。(反應(yīng)①中的能量變化如圖所示是錯誤的)

結(jié)合①②CH30H轉(zhuǎn)變成%的過程可能是吸收能量或放出能量

5.答案：C.

解析：AH=E(反應(yīng)物的鍵能總和)一E(生成物的鍵能總和)

=436kJ/mol+243kJ/mol-2X431kJ/mol=-183kJ/moI

氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫氣體的熱化學(xué)方程式及其含義：Hz(g)+CL(g)=2HCI(g)△〃=

-183kJ/moI

①.定性描述：氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫氣體的反應(yīng)是放熱反應(yīng)。

②.定性描述：1mol氫氣和1mol氯氣所具有的能量比2moi氯化氫氣體所具有的能量大。

③.定量描述：氫氣和氯氣反應(yīng)生成2mol氯化氫氣體，反應(yīng)的A//=-183kJ/moI

④.定量描述：氫氣和氯氣反應(yīng)生成1mol氯化氫氣體，反應(yīng)的91.5kJ/moI

⑤.定量描述：NA個生分子和M個CL分子反應(yīng)生成2NA個HCI分子是放熱183kJ

6.答案：D.

解析：白錫與鹽酸反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：Sn(s、白)+2HCI(aq)=SnCL(aq)+H2(g)

A/Z--------(1)式

灰錫與鹽酸反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：Sn(s、灰)+2HCI(aq)=SnCL(aq)+Hz(g)

N%---------(2)式

(1)式變形為：SnCl2(aq)+%(g)=Sn(s、白)+2HCI(aq)一

--------(3)式

(2)式和(3)式疊加，得到：

Sn(s、灰)>"2.=sn(s、白)；=1fA=+2.1kJ/moI>0

<13.2-C

---------------------------------------(4)式

根據(jù)(4)式得出結(jié)論：

①.△史>△〃,A選項錯誤。

②.t>13.2℃時，以白錫狀態(tài)存在，常溫石25℃,錫在常溫下以白錫狀態(tài)存在。

③.灰錫轉(zhuǎn)化為白錫的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。

④.t<13.2℃時，以灰錫狀態(tài)存在，題干已知信息灰錫以粉末狀存在，錫制器皿長期處于低

于13.2°C的環(huán)境中，會變成粉末，自行毀壞。

7.答案：C.分析：①碳的燃燒反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△*();等質(zhì)量的碳完全燃燒生成二氧化

碳時放出的熱量比不完全燃燒生成一氧化碳時放出的熱量多，放熱越多，AH越小，

△HI<AH2o

②等質(zhì)量的氣態(tài)硫單質(zhì)完全燃燒生成二氧化硫時放出的熱量比固態(tài)硫單質(zhì)完全燃燒生成二

氧化硫時放出的熱量多，放出的熱量越多，AH越小，AHKAHs。

③都生成液態(tài)水的前提下，氫氣的質(zhì)量越大，放出的熱量越多，AH越小，△%<△出。

④碳酸鈣受熱分解是吸熱反應(yīng)，AHX);氧化鈣溶于水是放熱反應(yīng)，△*(),AH8<AH7o綜

上所述：選擇②③④。

8.解析：根據(jù)圖示信息得出如下熱化學(xué)反應(yīng)式：

—moIN?(g)+—moIHz(g)=1molN+3moIHzlE=akJ

22

(1)式

1molNH3(g)=1molN+3molH/E=bkJ-----------

(2)式

1molNH3(I)=1molNH3(g)zlE=ckJ-----------

(3)式

(2)式變換為:1molN+3moIH=1molNH3(g)ZIE=-bkJ-------

(4)式

(3)式變換為：1molNHs(g)=1molNH3(I)zlE=—ckJ-------

(5)式

生成1molNH3(I)的反應(yīng)過程為：

—moINz(g)+—moIH?(g)—"1molN+3moIH-麻,>1moINH3(g)—~ckJ>NH3⑴。

22一'

得出如下的熱化學(xué)方程式：

-1

N2(g)+3H2(g)=2NH3(I);2H=2(a—6—c)kJ-mol,A選項正確。

1

Nz(g)+3Hz(g)=2NH3(g);2H=2(5—A)kJ-mor,B選項錯誤。

13_

1

—Nz(g)+—%(g)=NH3(I);2H={a—b—c)kJ-moI",C選項錯誤。

22

13_

—Nz(g)+—%(g)=NH(g);=(a—6)kJ?moI，D選項錯誤。

223

§選修四-化學(xué)反應(yīng)原理

化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

一.知識解讀

一、化學(xué)反應(yīng)速率

1.化學(xué)反應(yīng)速率（V）

⑴定義：用來衡量化學(xué)反應(yīng)的快慢，單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量的變化

⑵表示方法：單位時間內(nèi)反應(yīng)濃度的減少或生成物濃度的增加來表示

（3）計算公式：v=Ac/At（u：平均速率，Ac:濃度變化，At:時間）單位：mol/（L?s）

（4）影響因素：

①決定因素（內(nèi)因）：反應(yīng)物的性質(zhì)（決定因素）

②條件因素（外因）：反應(yīng)所處的條件

2.

外因?qū)瘜W(xué)反應(yīng)速率影響的變化規(guī)律

條件變化活化分子的量的變化V變

化

反應(yīng)物增大單住體積里總數(shù)目增多，百分?jǐn)?shù)不變增大

的濃度

減小單住體積里總數(shù)目戌少，百分?jǐn)?shù)不變減小

氣體反增大單位體積里總■數(shù)目增多，百分?jǐn)?shù)不變增大

應(yīng)物的

減小單位體積里總數(shù)目減,少，百分?jǐn)?shù)不變減小

壓強

反應(yīng)物升高百分?jǐn)?shù)增大，羊位體積里總數(shù)目增多增大

的溫度降低百分?jǐn)?shù)戌少，單住體積里總數(shù)目減少減小

反應(yīng)物使用百分?jǐn)?shù)劇增，單住體積里總數(shù)目劇增劇增

的催化

搬去百分?jǐn)?shù)刷或，單住體積里總數(shù)目劇減劇減

劑

其他光，電磁波，超聲波，固體反應(yīng)物顆粒有影

的大小，溶劑等響

※注意：（1）、參加反應(yīng)的物質(zhì)為固體和液體，由于壓強的變化對濃度幾乎無影響，可以認(rèn)

為反應(yīng)速率不變。

（2）、惰性氣體對于速率的影響

①恒溫恒容時：充入惰性氣體T總壓增大，但是各分壓不變，各物質(zhì)濃度不變

T反應(yīng)速率不變

②恒溫恒體時：充入惰性氣體T體積增大T各反應(yīng)物濃度減小T反應(yīng)速率減慢

二、化學(xué)平衡

（一）1.定義:

化學(xué)平衡狀態(tài)：一定條件下，當(dāng)一個可逆反應(yīng)進行到正逆反應(yīng)速率相等時,更組成成分濃度

不再改變，達(dá)到表面上靜止的一種“生董”，這就是這個反應(yīng)所能達(dá)到的限度即化學(xué)平衡狀

態(tài)。

2、化學(xué)平衡的特征

<（研究前提是可逆反應(yīng)）

等（同一物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等）

動（動態(tài)平衡）

定（各物質(zhì)的濃度與質(zhì)量分?jǐn)?shù)恒定）

變（條件改變，平衡發(fā)生變化）

3、判斷平衡的依據(jù)

判斷可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的方法和依據(jù)

例舉反應(yīng)mA(g)+nB(g)^pC(g)+qD(g)

①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù)一定平衡

混合物體系中②各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定平衡

各成分的含量③各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定平衡

④總體積、總壓力、總物質(zhì)的量一定不一定平衡

①在單位時間內(nèi)消耗了mmolA同時生成mmolA,即

平衡

V（正）二V（逆）

②在單位時間內(nèi)消耗了nmolB同時消耗了pmolC,則

平衡

正、逆反應(yīng)V（正）=V（逆）

速率的關(guān)系③V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q,V(正)不一定等于不一定平衡

V(逆)

④在單位時間內(nèi)生成nmoIB,同時消耗了qmoID,因均不一定平衡

指V（逆）

①m+nHp+q時，總壓力一定（其他條件一定）平衡

壓強

②m+n=p+q時，總壓力一■定（其他條件一?定）不一■定平衡

混合氣體平均①Mr一定時，只有當(dāng)m+n=#p+q時平衡

相對分子質(zhì)量②Mr一定時，但m+n=p+q時不一定平衡

Mr

任何反應(yīng)都伴隨著能量變化，當(dāng)體系溫度一定時（其他不

溫度平衡

變）

體系的密度密度一定不一■定平衡

其他如體系顏色不再變化等平衡

（二）影響化學(xué)平衡移動的因素

1、濃度對化學(xué)平衡移動的影響（1）影響規(guī)律：在其他條件不變的情況下，增大反應(yīng)物的濃

度或減少生成物的濃度，都可以使平衡向正方向移動；增大生成物的濃度或減小反應(yīng)物的濃

度，都可以使平衡向逆方向移動

（2）增加固體或純液體的量，由于濃度不變，所以平衡一不移動一

（3）在溶液中進行的反應(yīng)，如果稀釋溶液，反應(yīng)物濃度—減小生成物濃度也_減小一，V

正—減小V逆也一減小_,但是減小的程度不同，總的結(jié)果是化學(xué)平衡向反應(yīng)方程式中化

學(xué)計量數(shù)之和_大_的方向移動。

2、溫度對化學(xué)平衡移動的影響

影響規(guī)律：在其他條件不變的情況下，溫度升高會使化學(xué)平衡向著—吸熱反應(yīng)方向

移動，溫度降低會使化學(xué)平衡向著一放熱反應(yīng)—方向移動。

3、壓強對化學(xué)平衡移動的影響

影響規(guī)律：其他條件不變時，增大壓強，會使平衡向著—體積縮小一方向移動；減小壓強，

會使平衡向著體積增大方向移動。

注意：(1)改變壓強不能使無氣態(tài)物質(zhì)存在的化學(xué)平衡發(fā)生移動

(2)氣體減壓或增壓與溶液稀釋或濃縮的化學(xué)平衡移動規(guī)律相似

4.催化劑對化學(xué)平衡的影響：由于使用催化劑對正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率影響的程度是等同

的，所以平衡—不移動—o但是使用催化劑可以影響可逆反應(yīng)達(dá)到平衡所需的.時間一。

5.勒夏特列原理(平衡移動原理)：如果改變影響平衡的條件之一(如溫度，壓強，濃度)，

平衡向著能夠減弱這種改變的方向移動。

三、化學(xué)平衡常數(shù)

(一)定義：在一定溫度下，當(dāng)一個反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時，—生成物濃度賽之積與反應(yīng)物

濃度森之積的比值是一個常數(shù)比值。符號：_K_

(二)使用化學(xué)平衡常數(shù)K應(yīng)注意的問題：

1、表達(dá)式中各物質(zhì)的濃度是—變化的濃度不是起始濃度也不是物質(zhì)的量。

2、K只與—溫度(T)—有關(guān)，與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān)。

3、反應(yīng)物或生產(chǎn)物中有固體或純液體存在時，由于其濃度是固定不變的，可以看做是“1”

而不代入公式。

4、稀溶液中進行的反應(yīng)，如有水參加，水的濃度不必寫在平衡關(guān)系式中。

(三)化學(xué)平衡常數(shù)K的應(yīng)用：

1、化學(xué)平衡常數(shù)值的大小是可逆反應(yīng)—進行程度—的標(biāo)志。K值越大，說明平衡時一生成物

___的濃度越大，它的___正向反應(yīng)—進行的程度越大，即該反應(yīng)進行得越—完全___,反應(yīng)

物轉(zhuǎn)化率越一高—o反之，則相反。一般地，—時，該反應(yīng)就進行得基本完全了。

2、可以利用K值做標(biāo)準(zhǔn)，判斷正在進行的可逆反應(yīng)是否平衡及不平衡時向何方進行建立平

衡。(Q：濃度積)

Q_〈—K：反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行；

Q_=_K：反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；

Q_)—K：反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行

3、利用K值可判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)

若溫度升高，K值增大，則正反應(yīng)為—吸熱—反應(yīng)

若溫度升高，K值減小，則正反應(yīng)為—放熱—反應(yīng)

*四、等效平衡

1、概念：在一定條件下(定溫、定容或定溫、定壓)，只是起始加入情況不同的同一可逆反

應(yīng)達(dá)到平衡后，任何相同組分的百分含量均相同，這樣的化學(xué)平衡互稱為等效平衡。

2、分類

(1)定溫，定容條件下的等效平衡

第一類：對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的可逆反應(yīng)：必須要保證化學(xué)計量數(shù)之比與原來相同；

同時必須保證平衡式左右兩邊同一邊的物質(zhì)的量與原來相同。

第二類：對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)：只要反應(yīng)物的物質(zhì)的量的比例與原來相

同即可視為二者等效。

(2)定溫，定壓的等效平衡

只要保證可逆反應(yīng)化學(xué)計量數(shù)之比相同即可視為等效平衡。

五、化學(xué)反應(yīng)進行的方向

1、反應(yīng)精變與反應(yīng)方向：

(1)'隔：物質(zhì)的一個狀態(tài)函數(shù)，用來描述體系的混亂度，符號為S.單位：

(2)體系趨向于有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序，導(dǎo)致體系的滴增加，這叫做滴增加原理，也是反應(yīng)方向判

斷的依據(jù)。.

(3)同一物質(zhì)，在氣態(tài)時埼值最大，液態(tài)時次之，固態(tài)時最小。即S(g)〉S(l)〉S(s)

2、反應(yīng)方向判斷依據(jù)

在溫度、壓強一定的條件下，化學(xué)反應(yīng)的判讀依據(jù)為：

AH-TAS<0反應(yīng)能自發(fā)進行

AH-TAS=0反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

△H-TAS>0反應(yīng)不能自發(fā)進行

注意：(1)AH為負(fù)，AS為正時，任何溫度反應(yīng)都能自發(fā)進行

(2)AH為正，AS為負(fù)時，任何溫度反應(yīng)都不能自發(fā)進行

二.習(xí)題演練

例1.(08TJ)對平衡CO?(g)――CO?(aq);AH=-19.75kJ/moI,為增大二氧化碳?xì)怏w

在水中的溶解度，應(yīng)采用的方法是()

A.升溫增壓B.降溫減壓

C.升溫減壓D.降溫增壓

例2.(08HN)X、Y、Z三種氣體，取X和Y按1:1的物質(zhì)的量之比混合，放入密閉容器中

發(fā)生如下反應(yīng)：X+2YH2Z,達(dá)到平衡后，測得混合氣體中反應(yīng)物的總物質(zhì)的量與生成

物的總物質(zhì)的量之比為3:2,則Y的轉(zhuǎn)化率最接近于()

A.33%B.40%0.50%D.65%

例3.08BJ)工業(yè)上制備純硅反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：

1

SiCI4(g)+2Hz(g)=Si(s)+4HCI(g);△H=+QkJ?moF(Q>0)

某溫度、壓強下，將一定量的反應(yīng)物通入密閉容器進行以上的反應(yīng)(此條件下為可逆反

應(yīng))，下列敘述正確的是()

A.反應(yīng)過程中，若增大壓強能提高SiCL的轉(zhuǎn)化率

B.若反應(yīng)開始時SiCL為1mol,則達(dá)到平衡時，吸收熱量為QkJ

C.反應(yīng)至4min時，若HCI的濃度為0.12mol「'，則出的反應(yīng)速率為0.03mol/(L?min)

D.當(dāng)反應(yīng)吸收熱量為0.025QkJ時，生成的HCI通入100mL1mol?的NaOH恰好反應(yīng)

例4.(08GD)將“(g)和Brz(g)充入恒容密閉容器，恒溫下發(fā)生反應(yīng)%(g)+Br?(g)

2HBr(g)AHVO,g平衡時Brz(g)的轉(zhuǎn)化率為a;若初始條件相同，絕熱下進行上述反

應(yīng)，平衡時Brz(g)的轉(zhuǎn)化率為b。a與b的關(guān)系是()

A.a>bB.a=b0.a<bD.無法確定

例5.(09TJ)人體血液內(nèi)的血紅蛋白(Hb)易與結(jié)合生成HbOz,因此具有輸氧能力，C0吸

入肺中發(fā)生反應(yīng)：CO+HbOzRCh+HbCO,37°C時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=220。

的濃度達(dá)到HbOz濃度的0.02倍，會使人智力受損。據(jù)此，下列結(jié)論錯誤的是

c(OD?c(HbCO)

A.00與HbOz反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

c(CO).c(HbO。

B.人體吸入的CO越多，與血紅蛋白結(jié)合的越少

C.當(dāng)吸入的C0與濃度之比大于或等于0.02時，人的智力才會受損

D.把C0中毒的病人放入高壓氧倉中解毒，其原理是使上述平衡向左移動

例6.(08NX)

已知可逆反應(yīng)：M(g)+N(g)k=P(g)+Q(g);AH>0,

請回答下列問題：

(1)在某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c(M)=1mol-L',c(N)=2.4mol-L-',達(dá)到

平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%,此時N的轉(zhuǎn)化率為o

(2)若反應(yīng)溫度升高，M的轉(zhuǎn)化率(填“增大”“減小”或“不變”)。

(3)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c(M)=4mol-L-，,c(N)=amol?「；達(dá)到平

衡后，c(P)=2moI,La=。

(4)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度為：c(M)=c(N)=bmol?L、達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)

化率為O

例7.(09SH25)鐵和鋁是兩種重要的金屬，它們的單質(zhì)及化合物有著各自的性質(zhì)。

(1)在一定溫度下，氧化鐵可以與一氧化碳發(fā)生下列反應(yīng)：Fe203(s)+3C0(g)U

2Fe(s)+3C02(g)①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=:②該溫度下，在2L盛有Fe2O3

粉末的密閉容器中通入CO氣體，10min后，生成了單質(zhì)鐵11.2go則10min內(nèi)CO的平均反

應(yīng)速率為___________

⑵請用上述反應(yīng)中某種氣體的有關(guān)物理量來說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)：

①②

⑶某些金屬氧化物粉末和AI粉在鎂條的引燃下可以發(fā)生鋁熱反應(yīng)。下列反應(yīng)速率(v)

和溫度⑴的關(guān)系示意圖中與鋁熱反應(yīng)最接近的是?

abcd

(4)寫出氫氧化鋁在水中發(fā)生酸式電離的電離方程式：

欲使上述體系中AT+濃度增加，可加入的物質(zhì)是0

例8.(10TJ)10.(14分)二甲醵是一種重要的清潔燃料，也可替代氟利昂作制冷劑等，

對臭氧層無破壞作用。工業(yè)上可利用煤的氣化產(chǎn)物(水煤氣)合成二甲醛。

請回答下列問題：

⑴煤的氣化的主要化學(xué)反應(yīng)方程式為：。

⑵煤的氣化過程中產(chǎn)生的有害氣體H2s用Na￡O3溶液吸收，生成兩種酸式鹽，該反應(yīng)的

化學(xué)方程式為：O

(3)利用水煤氣合成二甲醛的三步反應(yīng)如下：

1

①2H2(g)+CO(g)CH30H(g);AH=-90.8kJ?mol"

1

②2cH30H(g)^CH30CH3(g)+H20(g)；AH=-23.5kJ?moF

-1

③CO(g)+H20(g)C02(g)+H2(g)；AH=-41.3kJ-mol

總反應(yīng)：3H2(g)+3C0(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的AH=;

一定條件下的密閉容器中，該總反應(yīng)達(dá)到平衡，要提高CO的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是

(填字母代號)。

a.高溫高壓b.加入催化劑c.減少CO2的濃度

d.增加CO的濃度e.分離出二甲醵

(4)已知反應(yīng)②2cH30H(g)CH30cH3(g)+力0(g)某溫度下的平衡常數(shù)為400。此

溫度下，在密閉容器中加入CH30H,反應(yīng)到某時刻測得各組分的濃度如下：

物質(zhì)CH3OHCH3OCH3H2O

濃度/(mol?L-

0.440.60.6

1)

①比較此時正、逆反應(yīng)速率的大?。骸比?填“>”、或“=”)。

②若加入CH30H后，經(jīng)10min反應(yīng)達(dá)到平衡，此時cCCNOH)=;該時

間內(nèi)反應(yīng)速率I/(CH3OH)=0

§選修四-化學(xué)反應(yīng)原理

化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡答案解析

1.解析：氣體在水中的溶解度隨著溫度的升高而降低，所以要使C02在水中的溶解度增大,

可以降低溫度，同時還可增大壓強。

答案:Do

2.解析：由可知：X+2Y==±2Z

起始：110

轉(zhuǎn)化：a2a2a

平衡：1—a1-2a2a

2—3a31

根據(jù)題意有：—=a=w，Y的轉(zhuǎn)化率最接近65%。

zazo

答案：Do

3.解析：該反應(yīng)為體積增大的反應(yīng)，增大壓強平衡左移，減小SiCL轉(zhuǎn)化率，A錯；該反應(yīng)

為逆反應(yīng)，不能實現(xiàn)完全轉(zhuǎn)化，放出的熱量一定小于QkJ,B錯；反應(yīng)至4min時，HCI的濃

度為0.12mol/L,表示的反應(yīng)速率為：v(HCI)=0.03moi/L.min,換算為v(Hz)=0.015mol/L.min,

C錯；當(dāng)放熱0.025QkJ時，說明反應(yīng)的SiCL為0.025moi，生成HCI0.1mol,其與100mL1mol/L

的NaOH恰好反應(yīng)，D正確。

答案：D

4.解析：正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，前者恒溫，后者相對前者，溫度升高。使平衡向左移動，從

而使Br2的轉(zhuǎn)化率降低。所以b<a.

答案：A

5..答案：C

解析：HbCO的濃度達(dá)到HbOz濃度的0.02倍，意思是人體血紅蛋白結(jié)合的一氧化碳的濃度達(dá)

到人體血紅蛋白結(jié)合的氧分子的濃度的0.02倍時會使人智力受損，用平衡常數(shù)表達(dá)式為：

■5^221=_Lx"HbCO)=LXOQ2=—,當(dāng)人體吸入的CO與0z濃度之比1：11000時，人的

c(O2)Kc(HbO?)22011000

智力開始受損

,當(dāng)吸入的C0與。2濃度之比大于或等于0.02(1：50)時，人已經(jīng)中毒傷命了。

考點：平衡常數(shù)表達(dá)式及其意義，化學(xué)平衡的移動。

6.解析：(1)M轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為0.6mol?L-1,則N反應(yīng)的量也是0.6mol?L-1,所以N

,0.6moI,L1

的轉(zhuǎn)化率為：———,~TO

2.4moI,-LX100%=25%

(2)由于該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以升高溫度，化學(xué)平衡正向移動，M的轉(zhuǎn)化

率增大。

(3)M(g)+N(g)^^P(g)+Q(g)

起始：12.400