2章末归纳整合

1．化学平衡有哪些特点？ 提示 (1)动：动态平衡，v(正)＝v(逆)≠0。 (2)定：当一个可逆反应达到平衡时，所有参与物的浓度和 可观测的性质都保持恒定。具体表现为“一等六定”：一等： 正、逆反应速率相等；六定：①物质的量一定，②平衡浓度一 定，③百分含量保持一定，④反应的转化率一定，⑤产物的产 率一定，⑥正反应和逆反应速率一定。 (3)同：平衡的到达与途径无关。在相同的条件下，一个可
的规格不同，一个用粗颗粒，另一个用细颗粒。 (2)反应时间70～90 s范围内： Δm(CO2)＝0.95 g－0.84 g＝0.11 g Δn(CO2)＝0.11 g÷44 g·mol－1＝0.002 5 mol HNO3的减少量：
1 Δn(HNO3)＝0.002 5 mol÷ ＝0.005 0 mol 2
章末归纳整合
请分别用一句话表达下列关键词：化学反应速率 有效碰
撞、活化分子和活化能
平衡常数
化学平衡状态
勒夏特列原理
化学
焓判据、熵判据及复合判据
提示 化学反应速率： (1)概念：化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的 物理量。 (2)表示方法：用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度 的变化来表示。在容积不变的反应器中，通常是用单位时间内反 应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示，即v＝
的碰撞。
(2)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 (3)活化能：把活化分子所多出的那部分能量称作活化能。
如图中的E1为活化能。
化学平衡状态：在一定条件下的可逆反应，正反应和逆反 应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变时的状
态。
勒夏特列原理：当改变影响平衡的一个条件，平衡将向着 能够减弱这种改变的方向移动。
(3)
【例2】下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据： 实验 金属 序号 质量/g 1 0.10 金属 状态 丝 c(H2SO4 V(H2 溶液温度/℃ )/(mol· SO4) 反应 L－1) /mL 反应前 后 0.5 50 20 34 金属消 失的时 间/s 500
2 3 4 5 6 7 8 9
影响因素较多，故为搞清某个因素的影响均需控制其他因素相
同或不变时，再进行实验。因此，变量控制思想在这部分体现 较为充分，在高考题中近几年也考查较多，且多以探究型实验
题的形式出现。这类题目以实验为研究手段，模拟科学探究过
程对小课题展开研究。尽管涉及因素较多，有其复杂性，但仍 然重在考查学生基础知识和基本技能、学生分析能力和实验能
(5)“惰性气体”对化学平衡的影响
①恒温、恒容条件
3．如何判断化学平衡状很多，需在运用中体会。
可逆反应达到平衡状态的标志
1．化学平衡的计算常用什么方法？
提示 化学平衡计算——“始、变、平”三段分析法
有关化学平衡的计算问题，可按下列步骤建立模式，确定关 系进行计算。例如，可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)， 假定反应物A、B的起始加入量分别为a mol、b mol，达到平衡 时，设A物质转化的物质的量为 mx mol。
反应方程式：1 mol CaCO3消耗2 mol HNO3，因此HNO3的量都 不足，大理石过量，实验②中产生的CO2 是实验①中的一半， 且反应速率比①慢，实验③④中用HNO3和实验①中相同，因此 产生的CO2 的量和实验①中相同，但反应速率都比实验①快， 因此可以画出图像。
－ － －
答案
(1)②298 粗颗粒 2.00 Ⅱ.③
－
Δc 。式中， Δt
Δc为浓度的变化，单位一般为mol· 1，Δt为时间，单位可用s、 L min、h等，即化学反应速率的单位为mol· －1·－1、mol· －1· － L s L min
1
、mol· － 1·－1等。有效碰撞、活化分子和活化能： L h
(1)有效碰撞：本身具有较高能量的分子之间发生化学反应
2．化学平衡常数有哪些应用？
提示
(1)判断平衡移动方向
对于可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)在任意状态 下，生成物的浓度和反应物的浓度之间的关系用 cpC·qD c Qc＝ m 表示Qc叫该反应的浓度商，则： n c A· B c 当Qc＝K时，反应处于平衡状态； 当Qc＜K时，反应向正反应方向进行； 当Qc＞K时，反应向逆反应方向进行。 (2)利用K可判断反应的热效应 若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应； 若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。
力。实际上这类题目并不可怕。
【例1】某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小 的方法，研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 mo l·L－1、2.00 mol·L－1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实 验温度为298 K、308 K，每次实验HNO3的用量为25.0 mL、大 理石用量为10.00 g。 (1)请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应 的实验编号： 实验 大理石 HNO3浓度 T/K 实验目的 /mol·L－1 编号 规格 2.00 (Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度 ① 298 粗颗粒 对该反应速率的影响； ② (Ⅱ)实验①和______探究温度 对该反应速率的影响； ③ (Ⅲ)实验①和______探究大理 石规格(粗、细)对该反应速率 ④ 的影响。
1.00 ③308 粗颗粒 Ⅲ.④
2.00
④298 细颗粒
(2)反应时间70～90 s范围内： Δm(CO2)＝0.95 g－0.84 g＝0.11 g Δn(CO2)＝0.11 g÷ g· － 1＝0.002 5 mol 44 mol HNO3的减少量： 1 Δn(HNO3)＝0.002 5 mol÷ ＝0.005 0 mol 2 HNO3的平均反应速率： ΔnHNO3/V 0.005 0 mol÷ 0.025 0 L v(HNO3)＝ ＝ ＝ Δt 20 s 1．0×10－ 2 mol· －1·－1 L s
化学平衡常数：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡
状态时，生成物浓度计量数次方的乘积与反应物浓度计量数次
方的乘积的比值是一个常数，用符号K表示。 焓判据、熵判据及复合判据：(1)焓判据：使体系能量降低
的方向，即放热的方向就是反应容易进行的方向。
(2)熵判据：使体系熵增大的方向，就是反应容易进行的方 向。 (3)复合判据：ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG＜0，反应自发进行；Δ G＞0，反应不能自发进行；ΔG＝0时，反应达到平衡。
0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10
粉末 丝 丝 粉末 丝 丝 丝 丝
0.5 0.7 0.8 0.8 1.0 1.0 1.1 1.1
50 50 50 50 50 50 50 50
20 20 20 20 20 35 20 30
35 36 35 36 35 50 34 44
学科思想培养二
变量控制思想在实验中的应用
变量控制思想是中学化学实验中常用的思想方法，对影响 实验结果的因素进行控制，以达到明确各因素在实验中意义的 目的。实验法优于观察法和描述法的地方就在于它可以人为地 干预控制所研究的对象，这实际上就是控制变量思想的重要体 现。 在研究影响化学反应速率和化学平衡的因素时，由于外界
(2)p：增大压强(缩小容器的体积)对v的影响是通过改变物
质的浓度实现的，当改变压强使Q＜K时，平衡则向正方向移 动。 (3)T：若升高温度，使吸热方向的K增大而放热方向的K减 小(即升高温度虽然正逆反应速率均增大，但是v吸增大的程度更 大，使v吸＞v放，故平衡向吸热方向移动)。 (4)催化剂：使用催化剂可降低活化能，使v 正 、v 逆 均增 大，且两者增大的程度相同，故平衡不移动。
HNO3的平均反应速率： ΔnHNO3 V 0.005 0 mol÷ 0.025 0 L v(HNO3)＝ ＝ Δt 20 s ＝1.0×10 2 mol· 1· 1 L s (3)25 mL 2 mol·L－1、1 mol·L－1的HNO3的物质的量分别
为0.05 mol、0.025 mol,10 g大理石的物质的量为0.1 mol。根据
50 250 200 25 125 50 100 40
分析上表数据，回答下列问题：
(1)实验4和5表明，________对反应速率有影响，_______
_，反应速率越快，能表明同一规律的实验还有________(填实 验序号)。
(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有______
(填实验序号)。 (3)本实验中影响反应速率的其他因素还有________，其实 验序号是________。 (4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15 ℃)相近，推测其原因：___________________________________ _____________________________________。
(2)实验①中CO2质量随时间变化的关系见下图。
1 1 1 1 依据反应方程式 CaCO3＋HNO3=== Ca(NO3)2＋ CO2↑＋ 2 2 2 2 H2O，计算实验①在70～90 s范围内HNO3的平均反应速率(忽略 溶液体积变化，写出计算过程)。 (3)请在(2)的坐标系中，画出实验②、③和④中CO2质量随时 间变化关系的预期结果示意图。
解析
(1)实验①和实验②探究HNO3 的浓度对该反应速率
的影响，其他条件应相同而HNO3 的浓度不同，故实验②中HN
O3的浓度应为1.00 mol·L－1。实验①和③探究温度对反应速率 的影响，除了温度不同，其余条件要保持一样。实验①和④探
究大理石规格(粗、细)对反应速率的影响，因此要求二者大理石
逆反应，无论从正反应开始，还是从逆反应开始，或是正、逆
反应同时开始，都可以建立相同的平衡状态。 (4)变：平衡可以发生移动。
2．外界条件如何影响反应速率和化学平衡？
提示
方向移动。