邳州市第二中学2013年高中化学选修四课件第二章章末优化总结

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本章优化总结
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知识体系构建
化学反应的方向、限度与速率
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专题归纳整合
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全面突破化学平衡图像题
图像题是化学反应速率和化学平衡部分的重
要题型。这类题可以全面考查各种条件对化
学反应速率和化学平衡的影响，具有很强的 灵活性和综合性。
当某些外界条件改变时，化学反应速率、有 关物质的浓度(或物质的量、百分含量、转化 率等)就可能发生变化，反映到图像上，相关 的曲线就可能出现渐变(曲线是连续的)或突 变(出现“断点”)。因此，根据图像中曲线
图像上出现“断点”且应在原平衡的反应速率
之上，但逆反应速率应该在原来的基础上逐渐 增大，图像为B。
【答案】
(1)C
(2)A
(3)D
(4)B
2．从“拐点”着手 同一可逆反应，如果反应条件不同，化学反 应速率可能不相同，达到化学平衡所用的时 间也可能不相同，反映到图像上，就是出现 “拐点”的时间有差异。根据外界条件对化
反应
D．T1>T2，p1>p2，a＋b>c，正反应为放热 反应
【解析】
当图像中有三个变量时，先确定
一个量不变，再讨论另外两个量的关系，这 叫做“定一议二”。解答该题要综合运用 “定一议二”和“先拐先平”的原则。 由(T1，p1)和(T1，p2)两条曲线可以看出：①
温度相同(T1)，但压强为p2 时达到平衡所需
学反应速率的影响，即可判断不同“拐点”
所对应温度的高低、压强或浓度的大小及是 否使用催化剂。
同一可逆反应，在不同的反应条件下达到平 衡时，各组分的百分含量、体系的压强、混
合气体的密度及平均相对分子质量等可能不
相等，反映到图像上，就是“拐点”对应的 纵坐标有差异。根据外界条件对化学平衡的 影响，即可判断不同条件下各“拐点”纵坐 标的大小。
②同一化学反应，化学反应方程式写法不同,
其平衡常数表达式及数值亦不同。因此书写 平衡常数表达式及数值时，要与化学反应方
程式相对应，否则就没有意义。
例4
二甲醚是一种重要的清洁燃料，可以 ΔH＝－23.5
通过 CH3 OH 分子间脱水制得：2CH3 OH(g) CH3 OCH3 (g)＋H2 O(g)
的时间短，即反应速率大，所以p2>p1 ；② 压强较大(即压强为p2)时对应的w(B)较大，
说明增大压强平衡逆向移动，则a＋b<c。
由(T1，p2)和(T2，p2)两条曲线可以看出：① 压强相同(p2)，但温度为T1 时达到平衡所需
的时间短，即反应速率大，所以T1>T2 ；②
温度较高(即温度为T1)时对应的w(B)较小， 说明升高温度平衡正向移动，故正反应为吸 热反应。 【答案】 B
(2)升高温度对反应速率影响的图像是 __________。
(3)增大反应容器体积对反应速率影响的图像
是__________。 (4)增大O2的浓度对反应速率影响的图像是 __________。
【解析】
(1)加催化剂，正、逆反应速率均
增大，图像上应该出现“断点”且应在原平 衡的反应速率之上；催化剂使正、逆反应速 率增大的倍数相同，则改变条件后的速率线 应该平行于横坐标轴，图像为C。(2)升高温
－1
kJ· mol 。在 T1℃，恒容密闭容器中建立上 述平衡，体系中各组分浓度随时间变化如图 所示。
(1)该条件下反应平衡常数表达式K＝ __________。T1℃时，反应的平衡常数为 __________； (2)相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各 组分浓度依次为c(CH3OH)＝0.4 mol· －1、 L
3．从曲线的变化趋势着手 对于速率—温度(或压强)图像，由于随着温
度逐渐升高或压强逐渐增大，反应速率会逐
渐增大，因此图像上出现的是平滑的递增曲 线。
根据温度或压强对化学反应速率的影响，即 可判断曲线的变化趋势。需要注意的是：(1) 温度或压强的改变对正、逆反应速率的影响 是一致的，即要增大都增大，要减小都减小, 反映到图像上，就是v(正)、v(逆)两条曲线
例2
＋bB(g)
密闭容器中进行的可逆反应：aA(g) cC(g)在不同温度(T 1 和 T 2 )
及压强(p1 和 p2 )下，混合气体中 B 的质量分 数 w(B)与反应时间(t)的关系如图所示。 下列 判断正确的是( )
A．T1<T2，p1<p2，a＋b>c，正反应为吸热 反应 B．T1>T2，p1<p2，a＋b<c，正反应为吸热 反应 C．T1<T2，p1>p2，a＋b<c，正反应为吸热
的化学计量数次幂之积与反应物浓度的化学
计量数次幂之积的比值称为浓度商(Qc)。当 Qc＝K时，说明反应达到平衡状态；当Qc<K 时，说明反应在向正反应方向进行；当 Qc>K时，则反应在向逆反应方向进行。
3．在使用化学平衡常数时应注意：①不要 把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液 中水的浓度写进平衡常数表达式，但非水溶 液中，若有水参加或生成，则此时水的浓度 不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。
全面突破化学平衡常数
1．化学平衡常数的意义：①化学平衡常数 可表示反应进行的程度。K越大，反应进行 的程度越大，K>105时，可以认为该反应已
经进行完全。虽然转化率也能表示反应进行
的程度，但转化率不仅与温度有关，而且与 起始条件有关。②K的大小只与温度有关，
与反应物或生成物的起始浓度的大小无关。
2．浓度商与化学平衡的移动：可逆反应进 行到某时刻(包括化学平衡)时，生成物浓度
的走势大致相同；(2)分析外界条件对反应速
率的影响时，只能分析达到平衡之后化学反 应速率的变化情况。
例3
(2012· 宿州高二统考)下列各图是温
度(或压强)对反应：2A(s)＋2B(g) 2C(g)＋D(g)(吸热反应)的正、逆反应 速率的影响，曲线交点表示建立平衡时的温 度或压强，其中正确的是(双选)( )
c(H2O)＝0.6 mol· －1、c(CH3OCH3)＝1.2 L
mol· －1，此时正、逆反应速率的大小： L v(正)__________v(逆)(填“>”、“<”或
“＝”)。
【解析】
本题考查有关平衡常数的计算Fra bibliotek(1)由图像知，反应在t1时达到平衡，平衡时各物
质的浓度分别为c(CH3OCH3)＝1 mol· －1， L
【解析】
无论是升高温度还是增大压
强,v(正)、v(逆)均应增大。B项中v(逆)减小， D项中v(正)和v(逆)均减小，故B、D项均错
误；该反应的正反应是一个气体体积增大的
吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移 动，则v(正)>v(逆)，A项正确；增加压强， 平衡向逆反应方向移动，则v(逆)>v(正)，C 项正确。 【答案】 AC
“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的
变化情况作出判断。
例1
某温度下，在密闭容器中 SO2、O2、 2SO3 (g)，
SO3 三种气态物质建立化学平衡后，改变条 件对反应[2SO2(g)＋O2(g) 示： 正反应放热]的正、逆反应速率的影响如图所
(1)加催化剂对反应速率影响的图像是
__________(填序号，下同)。
度，正、逆反应速率均增大，图像上应该出
现“断点”且应在原平衡的反应速率之上。 因题给反应的正反应放热，升温平衡逆向移
动，所以v′(正)<v′(逆)，图像为A。
(3)增大反应容器体积即减小压强，正、逆反 应速率均减小，图像上应该出现“断点”且应 在原平衡的反应速率之下。因减小压强平衡逆 向移动，所以v′(正)<v′(逆)，图像为D。(4) 增大O2的浓度，正反应速率会“突然增大”,
(2)根据题目所提供的数据可知，Qc＝ 1.2×0.6 2 ＝4.5<K，所以反应正向进行，则 0.4 v(正)>v(逆)。 cCH3 OCH3 · 2 O cH 【答案】 (1) 5 (2)> 2 c CH3 OH
的变化趋势，结合外界条件对化学反应速率
和化学平衡影响的规律，就可以作出符合题 目要求的判断。解答此类图像题经常使用几
种策略，现举例说明如下．
1．从“断点”着手
当可逆反应达到化学平衡后，若某一时刻外界 条件发生改变，如温度、浓度、压强或使用合 适的催化剂，都可能使速率—时间图像的曲线 出现不连续的情况，即出现“断点”。根据
c(H2O)＝0.8 mol· －1， L c(CH3OH)＝0.4 mol· －1； L
根据反应 2CH3 OH(g) CH3 OCH3 (g) ＋H2 O(g)可知，其平衡常数的表达式为 K＝ cCH3 OCH3 · 2 O cH 1×0.8 ， 在该温度下， K＝ 2 c CH3 OH 0.42 ＝5。