2024_2025学年新教材高中化学专题提升课化学平衡的综合应用学案鲁科版选择性必修1.docVIP

PAGE

4-

化学平衡的综合应用

一、化学平衡计算中常用的“三关系四公式”

1．三个量的关系

(1)三个量：即起始量、变更量、平衡量。

(2)关系

①对于同一反应物，起始量－变更量＝平衡量。

②对于同一生成物，起始量＋变更量＝平衡量。

③各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。

2．四个计算公式

(1)反应物的转化率＝eq\f(n（转化）,n（起始）)×100%＝eq\f(c（转化）,c（起始）)×100%。

(2)生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。

产率＝eq\f(实际产量,理论产量)×100%。

(3)平衡时混合物组分的百分含量＝eq\f(平衡量,平衡时各物质的总量)×100%。

(4)某组分的体积分数＝eq\f(某组分的物质的量,混合气体总的物质的量)×100%。

二、推断化学平衡状态的“两标记”

(1)本质标记：v正＝v逆≠0。对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。

(2)等价标记

①体系中各组分的质量、物质的量浓度、体积分数、物质的量分数保持不变。

②对同一物质而言，断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。

③对于有有色物质参加或生成的可逆反应，体系的颜色不再随时间而变更。例如，2NO2(g)N2O4(g)。

④体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变更。

⑤全部是气体参加的气体体积可变的反应，体系的压强、平均相对分子质量不再随时间而变更。

三、推断化学平衡移动方向的思维模型

【典例】(双选)在恒压、NO和O2的起始浓度确定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变更)。下列说法正确的是()

A．反应2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)的ΔH0

B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率

C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率

D．380℃下，c起始(O2)＝5.0×10－4mol·L－1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K2000

【解题指南】解答本题留意以下两点：

(1)留意图象的纵横坐标的含义；

(2)留意图象的拐点和交点，分析图象的走向。

【解析】选B、D。从虚线可知，随温度上升NO平衡转化率慢慢降低，说明平衡逆向移动，则NO与O2生成NO2的反应为放热反应，ΔH0，A项错误；图象中实线的最高点为恰好平衡点，X点未达到平衡，延长时间反应接着向右进行，NO转化率增大，B项正确；Y点为平衡点，增大O2浓度，平衡正向移动，可以提高NO转化率，C项错误；该反应的平衡常数表达式为K＝eq\f(ceq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(平))（NO2）,ceq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(平))（NO）·c平（O2）)，因该温度下NO平衡转化率为50%，则K＝eq\f(1,c平（O2）)eq\f(1,c起始（O2）)＝2000，D项正确。

化学平衡图象题的分析解答方法

(1)无论是反应速率图象还是平衡图象，都要清楚纵、横坐标的含义，都要与化学原理相联系，特别是与平衡移动原理相联系。

(2)三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。

(3)四要素分析法：看曲线的起点；看曲线的变更趋势；看曲线的转折点；看曲线的终点。

(4)先拐先平：可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在转化率—时间曲线中，先出现拐点的曲线先达到平衡，这表示反应的温度高或压强大。

(5)定一议二：图象中有三个量时，先确定一个量不变，再探讨另外两个量的关系。

合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，在反应过程中，正反应速率的变更如图所示。下列说法正确的是()

A.t1时上升了温度 B．t2时运用了催化剂

C．t3时增大了压强 D．t4时降低了温度

【解析】选B。t1时若上升温度，由于合成氨反应的正反应为放热反应，则平衡向逆反应方向移动，正反应速率在这一时刻突然增大，然后接着缓慢增大，而不是降低，故A项错误；t2时运用催化剂，不变更平衡状态，但能增大正、逆反应的反应速率，故B项正确；t3时若增大压强，正反应速率会上升，而不是突然降低，故C项错误；t4时，正反应速率在这一时刻并没有发生变更，后来才慢慢减小，说明该变更不是降低温度所致，故D项错误。

【加固训练】

(2024·南阳高二检测)确定条件下，在密闭恒容的容器中，发生反应：3SiCl4(g