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第2章 化学反应的方向、限度与速率
[知识网络构建]
[教师备选]
一、化学反应方向的判据 1．化学反应方向的判据
焓判据：ΔH＜0，反应一般①______自发进行 熵判据：ΔS＜0，反应一般②______自发进行 2．化学反应方向的判断
ΔH＜0 ΔS＞0，该反应③______自发进行 ΔH＞0 ΔS＜0，该反应④______自发进行 ΔH＞0 ΔS＞0，该反应在⑤______下能自发进行 ΔH＜0 ΔS＜0，该反应在⑥______下能自发进行 [答案] ①能 ②不能 ③一定能 ④一定不能 ⑤较高温度 ⑥较低温度 二、化学反应的速率和工业合成氨
【答案】 ①
Δc－1
1
Δt ②mol·L·s
－或mol·L－1·min－1
④增大 ⑤产物氨
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③反应物本身的性质
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三、化学反应的限度
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[C][D]c0
【答案】 ① ②温度 ③mn[A][B]c0
左 ⑧减小 ⑨增大
[专题总结对练]
专题一 化学平衡计算模式与公式
化学平衡的计算一般涉及各组分的物质的量、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、平衡常数等。
1．计算模式
化学平衡计算的最基本的方法模式是“三段式法”。具体步骤是在化学方程式下写出有关物质起始时的物质的量、发生转化的物质的量、平衡时的物质的量(也可以是物质的量浓度或同温同压下气体的体积)，再根据题意列式求解。
mA(g)＋nB(g)
pq－[A]
×100% ④吸热 ⑤放热 ⑥右 ⑦
pC(g)＋qD(g)
n(起始)/(mol) a b 0 0 n(转化)/(mol) mx nx px qx n(平衡)/(mol) a－mx b－nx px qx
起始、转化、平衡是化学平衡计算的“三步曲”。 2．计算公式
(1)v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q(未达到平衡时，用于确定化学方程式中未知的系数)。
[C][D](2)K＝mn＝[A][B](3)c(A)平＝(4)α(A)＝(5)φ(A)＝
pqpx/Vpqx/Vqa－mxV]mb－nx平
V]n(Q＞K，v正＜v逆；Q＜K，v正＞v逆)。
nAV＝a－mx。 VmxanAnAnn总
消耗起始
×100%＝×100%。
平
×100%。
(6)平衡时与起始时的压强比
p平n平a＋b＋p＋q－m－nx＝＝(同T、V时)，混合气体p始n始a＋bρ1M1ρ1V2
的密度比＝(同T、p时)，＝(同质量的气体时)等。
ρ2M2ρ2V1
(7)混合气体的密度ρ(混)＝＝变)。
(8)平衡时混合气体的平均摩尔质量
mVa·M＋b·MV(g·L)(V不变时，ρ不
－1
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ma·M＋b·M－1
M＝＝(g·mol)。
n平a＋b＋p＋q－m－nx[考题对练]
1．在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)温度升高，混合气体的颜色变深。
2NO2(g)，随
回答下列问题：
【导学号：41722123】
(1)反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)；100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在0～60 s时段，反应速率v(N2O4)为________mol·L·s；反应的平衡常数K1为________。
(2)100 ℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.002 0 mol·L·s的平均速率降低，经10 s又达到平衡。
a：T________100 ℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是
___________________________________________________________。 b：列式计算温度T时反应的平衡常数K2________。
(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半。平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是_________________________。
[解析] (1)由题意及图示知，在1.00 L的容器中，通入0.100 mol的N2O4，发生反应：N2O4(g)
2NO2(g)，随温度升高混合气体的颜色变深，说明反应向生成NO2的方向移动，即
－1
－1
－1
－1
向正反应方向移动，所以正反应为吸热反应，即ΔH>0；由图示知60 s时该反应达到平衡，Δc－1－1－1
消耗N2O4为0.100 mol·L－0.040 mol·L＝0.060 mol·L，根据v＝可知：v(N2O4)
Δt0.060 mol·L＝＝
60 s
0．001 0 mol·L·s；求平衡常数可利用三段式： N2O4(g)
－1－1
－1
－1
2NO2(g)
起始量/(mol·L) 0.100 0 转化量/(mol·L) 0.060 0.120 平衡量/(mol·L) 0.040 0.120
－1－1
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