成才之路年高中化学 第2章第4节 化学反应进行的方向课件 新人教选修4.ppt

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1、 第四节化学反应进行的方向第四节化学反应进行的方向2021/8/8 星期日11了解放了解放热热反反应应的自的自发发性和某些吸性和某些吸热热反反应应的自的自发发性。性。2通通过过“有序有序”和和“无序无序”的的对对比，理解比，理解熵熵的概念。的概念。3初初步步了了解解焓焓变变和和熵熵变变对对化化学学反反应应方方向向的的影影响响，能能用用焓变焓变和和熵变说熵变说明化学反明化学反应应的方向。的方向。2021/8/8 星期日2一、自发过程与自发反应一、自发过程与自发反应1自发过程自发过程(1)含含义义：在在一一定定条条件件下下，不不用用借借助助于于_，就就可可以以_的过程。的过程。(2)特点特点体体系

2、系趋趋向向于于从从_状状态态转转变变为为_状状态态(体体系对外部系对外部_或者或者_热量热量)。在在密密闭闭条条件件下下，体体系系有有从从_自自发发转转变变为为_的倾向。的倾向。2021/8/8 星期日32自发反应自发反应在在给给定定的的一一组组条条件件下下，可可以以_地地进进行行到到显显著著程程度度的反应。的反应。二、化学反应进行方向的判据二、化学反应进行方向的判据1焓判据焓判据放放热热反反应应过过程程中中体体系系能能量量_，具具有有自自发发进进行行的的倾倾向，因此可用向，因此可用_来判断反应进行的方向。来判断反应进行的方向。2021/8/8 星期日42熵判据熵判据(1)熵熵用用来来度度量量

3、体体系系_程程度度的的物物理理量量。熵熵值值越越大大，_程度越大。符号为程度越大。符号为_。单位：。单位：Jmol1K1。(2)熵值大小的比较熵值大小的比较同同 一一 种种 物物 质质 不不 同同 状状 态态 时时 熵熵 值值 大大 小小 为为S(g)_S(l)_S(s)。2021/8/8 星期日5(3)熵熵增原理增原理在在与与外外界界隔隔绝绝的的体体系系中中，自自发发过过程程将将导导致致体体系系的的熵熵_，即，即熵变熵变(符号符号S)_零。零。(4)熵熵判据判据体体系系有有自自发发地地向向混混乱乱度度_(即即_)的的方方向向转转变变的的倾倾向，因此可用向，因此可用_来判断反来判断反应进应进行

4、的方向。行的方向。2021/8/8 星期日63复合判据复合判据过过程程的的自自发发性性只只能能用用于于判判断断过过程程的的方方向向，不不能能确确定定过过程程_和和过过程程_，若若允允许许外外界界对对体体系系施施加加某某种种作作用用，就就可可能能出出现现相相反反的的结结果果。综综合合考考虑虑_和和_的的复复合合判判据据，将将更更适适合合于于所所有有的的过过程程，只只根根据据一一个个方方向向来来判判断断反反应进行的方向是不全面的。应进行的方向是不全面的。2021/8/8 星期日7答案：答案：一一、1.(1)外外力力自自动动进进行行(2)高高能能低低能能做做功功释放释放有序无序有序无序2.自发自发二

5、二、1.降降低低焓焓变变2.(1)混混乱乱混混乱乱S(2)(3)增增大大大大于于(4)增增加加熵熵增增熵熵变变3.是是否否一一定定会会发发生生发生的速率焓判据熵判据发生的速率焓判据熵判据2021/8/8 星期日81“自自发发反反应应一一定定能能自自动动进进行行，而而非非自自发发反反应应一一定定不不能能发发生生”，这这句句话对吗话对吗？说说明理由。明理由。提提示示：不不对对。某某些些自自发发反反应应需需在在一一定定条条件件下下才才能能自自动动进进行行，非非自自发发反反应应具具备备了了一一定定条条件件也也能能发发生生。如如甲甲烷烷燃燃烧烧是是自自发发反反应应，但但需需点点燃燃或或加加热热才才能能反

6、反应应；石石灰灰石石分分解解为为氧氧化化钙钙和和二氧化碳二氧化碳为为非自非自发发反反应应，在高温下可以，在高温下可以发发生。生。2021/8/8 星期日92是是否否S0的的过过程程一一定定能能自自发发进进行行，S0的的过过程程一定不能自一定不能自发进发进行？行？提提示示：不不是是。一一个个过过程程的的S0，只只能能说说明明该该过过程程有有自自发发进进行行的的倾倾向向，而而这这个个过过程程是是否否一一定定会会发发生生则则不不能能确确定定；S0的的过过程程也也能能自自发发进进行行，如如10的的液液态态水水会会自自动动结结冰冰成成为为固固态态。2021/8/8 星期日101.自自发发过过程程：在在一

7、一定定条条件件下下不不用用借借助助于于外外力力就就可可以以自自动动进进行的行的过过程。程。2自自发发反反应应：在在给给定定的的一一组组条条件件下下，一一个个反反应应可可以以自自发发地地进进行到行到显显著程度，就称著程度，就称为为自自发发反反应应。3非非自自发发反反应应：不不能能自自发发的的进进行行，必必须须借借助助某某种种外外力力才能才能进进行的反行的反应应。2021/8/8 星期日11说说明明：1.自自发发过过程程和和自自发发反反应应可可被被用用来来完完成成有有用用功功，如如向向下下流流动动的的水水可可推推动动机机器器，甲甲烷烷燃燃烧烧可可在在内内燃燃机机中中被被利利用用来来做做功功，锌锌与

8、与CuSO4溶溶液液的的反反应应可可被被设设计计成成原原电电池池，可可将将氢氢气气燃烧反应设计成燃料电池等。燃烧反应设计成燃料电池等。2非非自自发发过过程程要要想想发发生生，就就必必须须有有外外力力对对它它做做功功，如如利利用用水水泵泵可可将将水水从从低低处处引引向向高高处处，通通电电可可将将水水分分解解生生成成氢氢气气和氧气等。和氧气等。2021/8/8 星期日12案例精析案例精析【例【例1】下列过程是非自发的是】下列过程是非自发的是()A水由高处向低处流水由高处向低处流B室温下水结成冰室温下水结成冰C气体从高密度处向低密度处扩散气体从高密度处向低密度处扩散D煤气的燃烧煤气的燃烧解解析析自自

9、然然界界中中水水由由高高处处向向低低处处流流、煤煤气气的的燃燃烧烧、气气体体从从高高密密度度处处向向低低密密度度处处扩扩散散、室室温温下下冰冰的的融融化化都都是是自自发发过过程，其逆向都是非自发的。程，其逆向都是非自发的。2021/8/8 星期日13答案答案B点点评评了了解解、总总结结日日常常生生活活中中和和自自然然界界中中的的一一些些自自发发过程。过程。2021/8/8 星期日14知石墨、金知石墨、金刚刚石燃石燃烧烧的的热热化学方程式分化学方程式分别为别为：C(金金刚刚石石、s)O2(g)CO2(g)；H395.41 kJmol1C(石石墨墨、s)O2(g)CO2(g)；H 393.5 kJ

10、mol1，2021/8/8 星期日15关于金关于金刚刚石和石墨的相互石和石墨的相互转转化，下列化，下列说说法正确的是法正确的是()A石墨石墨转转化成金化成金刚刚石是自石是自发进发进行的行的过过程程B石墨比金石墨比金刚刚石能量低石能量低C金金刚刚石石转转化成石墨是自化成石墨是自发进发进行的行的过过程程D金金刚刚石比石墨能量低石比石墨能量低2021/8/8 星期日16解解析析由由热热化化学学方方程程式式可可知知，石石墨墨比比金金刚刚石石能能量量低低，1 mol 石石墨墨转转化化为为1 mol金金刚刚石石吸吸收收1.9 kJ 的的热热量量，金金刚刚石石转转化化为为石石墨墨是是放放热热反反应应，根根据

11、据化化学学反反应应的的能能量量判判据据可可知知此此反反应应是自发进行的反应。所以是自发进行的反应。所以B、C正确。正确。答案答案BC点点评评能能自自发发发发生生的的反反应应和和反反应应热热有有密密切切联联系系，放放热热反应常常是容易进行的过程。反应常常是容易进行的过程。2021/8/8 星期日17(1)焓焓判据：判据：2021/8/8 星期日18定定义义放放热热反反应过应过程中体系能量降低，具有自程中体系能量降低，具有自发进发进行的行的倾倾向向自自发发反反应应与与焓焓变变的的关系关系多数放多数放热热反反应应能自能自发进发进行行(H0)NaOH(aq)HCl(aq)NaCl(aq)H2O(l)2

12、Na(s)2H2O(l)2NaOH(aq)H2(g)CaO(s)H2O(l)Ca(OH)2(aq)很多吸很多吸热热反反应应也能自也能自发进发进行行(H0)2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l)有一些吸有一些吸热热反反应应常温下不能自常温下不能自发进发进行，但在行，但在较较高温度下高温度下则则能能自自发进发进行行(H0)CaCO3(s)CaO(s)CO2(g)结论结论多数自多数自发进发进行的化学反行的化学反应应是放是放热热反反应应，但也有很多吸，但也有很多吸热热反反应应能能自自发进发进行，因此，反行，因

13、此，反应焓变应焓变是与反是与反应进应进行的方向有关的因素之行的方向有关的因素之一，但不是决定反一，但不是决定反应应能否自能否自发进发进行的唯一因素行的唯一因素2021/8/8 星期日19(2)熵熵判据：判据：混乱度混乱度表示体系的不表示体系的不规则规则或无序状或无序状态态，混乱度增加意味着体系，混乱度增加意味着体系变变得更加无序得更加无序熵熵热热力学上用来表示混乱度的状力学上用来表示混乱度的状态态函数。体系的有序性越函数。体系的有序性越高，即混乱度越低，高，即混乱度越低，熵值熵值就越小就越小熵熵判据判据体系有自体系有自发发地向混乱度增加地向混乱度增加(即即熵熵增增)的方向的方向转变转变的的倾倾

14、向向熵值熵值大小的大小的判断判断反反应熵变应熵变S生成生成总熵总熵反反应总熵应总熵；S气气态态S液液态态S固固态态；与物与物质质的量成正比的量成正比2021/8/8 星期日20自自发发反反应应与与熵变熵变的关系的关系许许多多熵熵增的反增的反应应在常温、常在常温、常压压下可以自下可以自发进发进行。行。产产生气体的生气体的反反应应；气体的物；气体的物质质的量增大；的量增大；熵变为熵变为正正值值；为熵为熵增反增反应应2H2O2(aq)2H2O(l)O2(g)NH4HCO3(s)CH3COOH(aq)CO2(g)CH3COONH4(aq)H2O(l)有些有些熵熵增的反增的反应应在常温、常在常温、常压压

15、下不能自下不能自发进发进行，但在行，但在较较高温高温度下可以自度下可以自发进发进行行 CaCO3(s)CaO(s)CO2(g)C(s，石墨，石墨)H2O(g)CO(g)H2(g)少数少数熵熵减的反减的反应应，在一定条件，在一定条件下也可以自下也可以自发进发进行行2Al(s)Fe2O3(s)Al2O3(s)2Fe(s)结论结论反反应熵变应熵变是与反是与反应进应进行的方向有关的因素之一，但不行的方向有关的因素之一，但不是决定反是决定反应应能否自能否自发进发进行的唯一因素行的唯一因素2021/8/8 星期日21(3)焓变焓变与与熵变对熵变对反反应应方向的共同影响：方向的共同影响：化学反化学反应应方方

16、向的判据向的判据在一定条件下，一个化在一定条件下，一个化学反学反应应能否自能否自发进发进行，行，既与既与焓变焓变有关又与有关又与熵变熵变有关。在恒温、恒有关。在恒温、恒压压条条件下是否是自件下是否是自发发反反应应由由GHTS的数的数值值来决定来决定HTS0反反应应能自能自发进发进行行HTS0反反应应达到平衡状达到平衡状态态HTS0反反应应不能自不能自发发进进行行2021/8/8 星期日22结论结论由由焓焓判据知：放判据知：放热过热过程程(H H0)0)常常是容易自常常是容易自发进发进行的行的 由由熵熵判据知：判据知：许许多多熵熵增加增加(S0)的的过过程是自程是自发发的的焓变焓变与与熵变熵变共

17、同影响一个化学反共同影响一个化学反应应在一定条件下能否自在一定条件下能否自发进发进行行焓焓和和熵熵都是化学都是化学热热力学函数，其力学函数，其变变化取决于体系的始化取决于体系的始态态和和终态终态，与，与变变化的途径无关化的途径无关H和和S过过程的自程的自发发性只能用于判断性只能用于判断过过程的方向，不能程的方向，不能确定确定过过程是否一定会程是否一定会发发生和生和过过程程发发生的速率生的速率在在讨论过讨论过程的方向程的方向问题时问题时，指的是没有外界干，指的是没有外界干扰时扰时体系体系的性的性质质。如果允。如果允许许外界外界对对体系施加某种作用，就可能出体系施加某种作用，就可能出现现相反的相反

18、的结结果果利用利用焓焓判据与判据与熵熵判据判断某反判据判断某反应应能否自能否自发进发进行，但行，但该该反反应应能否能否实现还实现还要看外界条件是否合适要看外界条件是否合适2021/8/8 星期日23案例精析案例精析【例【例2】下列说法正确的是】下列说法正确的是()A在在常常温温下下，放放热热反反应应一一般般能能自自发发进进行行，吸吸热热反反应应都都不能自发进行不能自发进行BNH4HCO3(s)NH3(g)H2O(g)CO2(g)H185.57 kJ/mol，能能自自发发进进行行，原原因因是是体体系系有有自自发发地地向向混混乱乱度增加的方向转变的倾向度增加的方向转变的倾向C因因为为焓焓变变和和熵

19、熵变变都都与与反反应应的的自自发发性性有有关关，因因此此焓焓变变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据或熵变均可以单独作为反应自发性的判据D在在其其他他外外界界条条件件不不变变的的情情况况下下，使使用用催催化化剂剂，可可以以改变化学反应进行的方向改变化学反应进行的方向2021/8/8 星期日24解解析析正正确确解解答答本本题题，首首先先要要明明确确焓焓判判据据和和熵熵判判据据对对化化学学反反应应方方向向的的影影响响，然然后后利利用用自自由由能能变变化化(复复合合判判据据)进进行行综综合合分分析析判判断断，同同时时要要注注意意催催化化剂剂在在化化学学反反应应中中的的作作用用。A项项错错误误，有有些

20、些能能使使熵熵值值增增大大的的吸吸热热反反应应可可以以自自发发进进行行；C项项错错误误的的原原因因是是应应将将二二者者综综合合起起来来即即利利用用复复合合判判据据进进行行判判断断；D项项中中使使用用催催化化剂剂只只能能降降低低反反应应的的活活化化能能，不不能能改改变变反反应应的的方向。方向。答案答案B2021/8/8 星期日25点点评评焓焓变变和和熵熵变变都都是是与与反反应应能能否否自自发发进进行行有有关关的的因因素素，但但又又都都不不能能独独立立地地作作为为反反应应自自发发性性的的判判据据，要要判判断断反反应应进进行行的的方方向向，必必须须综综合合考考虑虑体体系系的的焓焓变变和和熵熵变变对对

21、反反应应方方向向的的综合影响。综合影响。2021/8/8 星期日26【例例3】灰灰锡锡结结构构松松散散，不不能能用用于于制制造造器器皿皿，而而白白锡锡结结构构坚坚固固，可可以以制制造造器器皿皿。现现把把白白锡锡制制成成的的器器皿皿放放在在0、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用()(已已知知在在0、100 kPa条条件件下下白白锡锡转转化化为为灰灰锡锡的的反反应应焓焓变变和和熵熵变变分分别别为为H2180.9 Jmol1，S6.61 Jmol1K1，当，当HTS0时能自发反应时能自发反应)A会变会变B不会变不会变C不能确定不能确

22、定 D升高温度才会变升高温度才会变2021/8/8 星期日27解解析析在在等等温温、等等压压条条件件下下，自自发发反反应应总总是是向向着着HTS0的的方方向向进进行行，直直至至达达到到平平衡衡状状态态。因因此此，在在0、100 kPa条条件件下下，白白锡锡会会不不会会变变为为灰灰锡锡的的问问题题就就转转化化为为求求算算反反应应：白白锡锡灰灰锡锡的的HTS值值的的问问题题。HTS2180.9 Jmol1273 K(6.61 Jmol1K1)376.37 Jmol10，因此在该条件下白锡会变灰锡。，因此在该条件下白锡会变灰锡。答案答案A点点评评一一个个化化学学反反应应能能否否自自发发进进行行，既既

23、与与反反应应的的焓焓变变有关，又与反应的熵变有关。有关，又与反应的熵变有关。2021/8/8 星期日28下列下列过过程的方向不用程的方向不用熵熵判据判断的是判据判断的是()A氯氯化化铵铵与与结结晶晶氢氢氧氧化化钡钡混混合合研研磨磨，很很快快会会闻闻到到刺刺激激性气味性气味B冬天一杯冬天一杯热热水很快水很快变变冷冷C有序排列的火柴散落有序排列的火柴散落时时成成为为无序排列无序排列D多多次次洗洗牌牌以以后后，扑扑克克牌牌毫毫无无规规律律的的混混乱乱排排列列的的几几率率大大2021/8/8 星期日29解解 析析 A项项 2NH4Cl Ba(OH)28H2O 2NH3BaCl210H2O是是可可以以自

24、自发发进进行行的的吸吸热热反反应应，产产生生NH3和和液液态态水水混混乱乱度度增增大大，属属于于熵熵判判据据。B项项有有趋趋向向于于最最低低能能量量状状态态的的倾倾向向，属属于于能能量量判判据据。C项项有有序序排排列列的的火火柴柴散散落落时时成成为为无无序序排排列列，有有趋趋向向于于最最大大混混乱乱度度的的倾倾向向，属属于于熵熵判判据据。D项项扑扑克克牌的无序排列也属于熵判据。牌的无序排列也属于熵判据。答案答案B点点评评体体系系存存在在着着力力图图使使自自身身能能量量最最低低，即即从从高高能能状状态态转转变变到到低低能能状状态态的的倾倾向向，但但只只根根据据焓焓变变来来判判断断反反应应进进行行

25、的的方向是不全面的。方向是不全面的。2021/8/8 星期日30下列下列说说法中正确的是法中正确的是()A凡是放凡是放热热反反应应都是自都是自发发的，吸的，吸热热反反应应都是非自都是非自发发的的B自自发发反反应应一一定定是是熵熵增增大大，非非自自发发反反应应一一定定是是熵熵减减小小或不或不变变C自自发发反反应应在恰当条件下才能在恰当条件下才能实现实现D自自发发反反应应在任何条件下都能在任何条件下都能实现实现2021/8/8 星期日31解解析析放放热热反反应应常常常常是是容容易易进进行行的的过过程程，吸吸热热反反应应有有些些也也是是自自发发反反应应，自自发发反反应应的的熵熵不不一一定定增增大大，

26、可可能能减减少少，也也可可能能不不变变。过过程程的的自自发发性性只只能能用用于于判判断断过过程程的的方方向向，是是否否能能实现还要看具体的条件。实现还要看具体的条件。答案答案C点点评评能能量量判判据据和和熵熵判判据据要要综综合合考考虑虑利利用用，不不能能简简单单的单一使用。的单一使用。2021/8/8 星期日32解化学平衡题的几种思维法：解化学平衡题的几种思维法：1平衡模式思维法平衡模式思维法(或三段思维法或三段思维法)化化学学平平衡衡计计算算中中，依依据据化化学学方方程程式式列列出出“起起始始”、“变变化化”“平平衡衡”时时各各物物质质的的量量(或或体体积积、或或浓浓度度)，然然后后根根据据

27、已已知条件建立代数等式而进行解题的一种说法。知条件建立代数等式而进行解题的一种说法。如如反反应应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令令A、B的的起起始量分别为始量分别为a mol、b mol，达到平衡后，达到平衡后A的转化率为的转化率为x。则有。则有2021/8/8 星期日332021/8/8 星期日34【例例1】在在一一定定体体积积的的密密闭闭容容器器中中放放入入3 L气气体体R和和5 L气气体体Q，在在一一定定条条件件下下发发生生反反应应：2R(g)5Q(g)4X(g)nY(g)。反反应应完完全全后后，容容器器温温度度不不变变，混混合合气气体体的的压压强强是是原原来的来的87.5%

28、，则化学方程式中的，则化学方程式中的n值是值是()A2B3C4D52021/8/8 星期日35解析解析解法一解法一(通式法通式法)：2R(g)5Q(g)4X(g)nY(g)起始起始3500变化变化2a 5a4ana平衡平衡(32a)(55a)4ana依题意，有：依题意，有：(83aan)/(35)87.5%。讨讨论论：当当R完完全全反反应应时时：(32a)0，a1.5，则则n2.3不不合合题题意意；当当Q完完全全反反应应时时：(55a)0，a1，则则n2。答案为答案为A。2021/8/8 星期日36解法二解法二(常规法常规法)：2R(g)5Q(g)4X(g)nY(g)起始起始3500变化变化2

29、54n平衡平衡104n依依题题意意，有有(14n)/(35)87.5%，则则n2。答答案案为为A。解解法法三三(推推理理估估算算法法)：因因反反应应在在温温度度、体体积积不不变变情情况况下下进进行行，所所以以反反应应后后压压强强减减小小(是是原原来来的的87.5%)就就是是气气体体分分子子数数减减少少(即即体体积积缩缩小小的的反反应应)，则则254n，故故n3。答答案案为为A。2021/8/8 星期日37答案答案A点点评评有有些些计计算算型型选选择择题题，若若用用常常规规方方法法求求解解(思思维维过过程程简简单单)需需要要比比较较复复杂杂的的计计算算才才能能得得出出正正确确结结论论，但但如如果

30、果依依据据其其化化学学背背景景与与有有关关概概念念、原原理理入入手手，充充分分利利用用边边界界条条件件(或或选选项项特特点点)通通过过估估计计、推推断断、排排除除，近近似似处处理理(“似似算算非非算算”、“半半推推半半算算”或或“只只推推不不算算”)便便可可迅迅速速准准确确地地得得出出结结论论，这种方法是选择题的一种实用技巧，可节省不少时间。这种方法是选择题的一种实用技巧，可节省不少时间。2021/8/8 星期日382差量法差量法(或差或差值值法法)利利用用化化学学反反应应(或或物物理理变变化化)中中某某化化学学量量从从始始态态到到终终态态的的差差量量(或或差差值值)，作作为为已已知知量量或或

31、未未知知量量的的对对应应关关系系量量列列比比例例式式进进行行计计算的一种常用方法。算的一种常用方法。2021/8/8 星期日39【例例2】1 mol X气气体体跟跟a mol Y气气体体在在体体积积可可变变的的密密闭闭容容器器中中发发生生如如下下反反应应：X(g)aY(g)bZ(g)，反反应应达达到到平平衡衡后后，测测得得X的的转转化化率率为为50%。而而且且，在在同同温温同同压压下下还还测测得得反反应应前前混混后后气气体体的的密密度度是是反反应应后后混混合合气气体体密密度度的的 ，则则a和和b的数值可能是的数值可能是()Aa1，b1 Ba2，b1Ca2，b2 Da3，b22021/8/8 星

32、期日40解析解析据题意有据题意有X(g)aY(g)bZ(g)n1ab1ab150%0.5(1ab)反反应应前前混混合合气气体体的的物物质质的的量量为为反反应应后后混混合合气气体体的的物物质质的的量的量的 则有：则有：最最后后将将所所给给四四组组数数据据代代入入关关系系式式推推知知A、D两两组组数数据据均均符合题意。答案为符合题意。答案为A、D。2021/8/8 星期日41答案答案AD点点评评差差量量法法在在化化学学平平衡衡的的计计算算中中有有着着非非常常重重要要的的、广泛的应用价值，理解差量法的原理对于解题很有帮助。广泛的应用价值，理解差量法的原理对于解题很有帮助。2021/8/8 星期日42

33、3极限思极限思维维法法(极极值值法法)极极限限思思维维法法是是将将可可逆逆反反应应看看成成是是处处于于完完全全反反应应和和完完全全不不反反应应的的中中间间状状态态，解解题题时时用用这这两两个个极极端端点点，根根据据题题目目巧巧妙妙假假设设某某一一种种物物质质100%消消耗耗(推推向向极极端端)，求求出出另另一一方方的的最最大大值值(或或最最小小值值)，从从而而得得出出可可逆逆反反应应达达到到某某一一平平衡衡状状态态时时的的取取值值(或取或取值值范范围围)的方法。的方法。2021/8/8 星期日43【例例3】在在一一定定条条件件下下，向向2 L密密闭闭容容器器中中充充入入3 mol X气气体体和

34、和1 mol Y气气体体，进进行行反反应应2X(g)Y(g)3Z(g)2W(g)，某时刻测定产物的浓度不可能的是，某时刻测定产物的浓度不可能的是()Ac(Z)0.75 molL1Bc(Z)1 molL1Cc(W)1 molL1Dc(W)0.82 molL12021/8/8 星期日44解解析析由由极极限限思思维维可可知知，Z和和W某某时时刻刻的的物物质质的的量量的的取取值值范范围围分分别别为为：0n(Z)3 mol,0n(W)2 mol。若若3 mol X、1 mol Y完完全全转转化化为为Z、W，即即向向正正反反应应方方向向进进行行(“一一边边倒倒”)，则则其其浓浓度度的的取取值值分分别别为为

35、：0c(Z)1.5 molL1,0c(W)1 molL1。答案为。答案为C。答案答案C点点评评对对于于可可逆逆反反应应，反反应应物物不不可可能能全全部部转转化化为为生生成成物物，生生成成物物也也不不可可能能全全部部转转化化为为反反应应物物；极极限限思思维维法法的的解解题题原则是原则是“假设两端，确定中间假设两端，确定中间”。2021/8/8 星期日454“虚虚拟拟”思思维维法法(构造法构造法)“虚虚拟拟”思思维维法法是是指指在在分分析析或或解解决决问问题题时时，根根据据需需要要和和可可能能，虚虚拟拟出出能能方方便便解解决决问问题题的的对对象象，并并以以此此为为中中介介，实实现现由由条条件件向向

36、结结论论转转化化的的方方法法。如如虚虚拟拟反反应应结结果果、虚虚拟拟数数据据、虚虚拟拟解解题题需要的条件、虚需要的条件、虚拟拟反反应过应过程及虚程及虚拟拟某混合物的化学式等。某混合物的化学式等。在在化化学学平平衡衡计计算算中中，依依据据题题给给条条件件运运用用虚虚拟拟的的策策略略构构造造一一等等效效过过程程(特特定定途途径径)，以以此此作作为为中中介介，由由图图示示化化定定量量为为定定性，从而性，从而实现实现由条件向由条件向结论转结论转化的方法是常用的方法。化的方法是常用的方法。2021/8/8 星期日46【例例4】一一真真空空密密闭闭容容器器中中盛盛有有1 mol PCl5，加加热热到到20

37、0 时时，发发生生如如下下反反应应：PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)，反反应应达达到到平平衡衡后后，PCl5所所占占体体积积分分数数为为M。若若在在同同一一温温度度和和同同一一容容器器中中，最最初初投投入入2 mol PCl5，反反应应达达到到平平衡衡时时，PCl5所所占体积分数为占体积分数为N，则，则M和和N的正确关系是的正确关系是()AMN BMNCMN D无法比较无法比较2021/8/8 星期日47解解析析根根据据化化学学平平衡衡原原理理，构构造造如如下下途途径径(设设1 mol PCl5和和2 mol PCl5达到平衡达到平衡)：、具具有有完完全全相相同同的的状状态态，当当抽抽

38、去去隔隔板板后后外外界界条条件件不不变变，所所得得状状态态中中PCl5的的体体积积分分数数与与、相相同同，即即为为M。状状 态态 是是 加加 压压 的的 结结 果果，而而 增增 大大 压压 强强，会会 使使PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)逆逆向向移移动动，PCl5的的体体积积分分数数变变大，故大，故NM，答案为，答案为B。2021/8/8 星期日48答案答案B点点评评本本题题用用定定量量计计算算的的方方法法来来确确定定答答案案，难难以以直直接接下下手手，因因此此抓抓住住问问题题实实质质，巧巧妙妙构构造造途途径径，快快捷捷得得出出答答案案。“构构造造”使使一一种种看看似似难难以以解解决决

39、的的问问题题变变得得非非常常明明了了，这这种种策策略略对于解答此类型的问题有奇效。对于解答此类型的问题有奇效。2021/8/8 星期日495守恒思守恒思维维法法在在任任何何化化学学反反应应中中，均均存存在在某某些些守守恒恒关关系系，在在化化学学平平衡衡中有中有时时运用某种量守恒能运用某种量守恒能够够快速得出答案。快速得出答案。【例例5】在在密密闭闭容容器器中中充充入入4 mol X，在在一一定定温温度度下下4X(g)3Y(g)Z(g)，达达到到平平衡衡时时有有30%的的X发发生生分分解解，则则平衡平衡时时混合气体混合气体总总的物的物质质的量是的量是()A3.4 mol B4 molC2.8 m

40、ol D1.2 mol2021/8/8 星期日50解解析析由由4X(g)3Y(g)Z(g)知知该该反反应应是是一一个个等等物物质质的的量量的的反反应应，无无论论有有多多少少X发发生生分分解解，体体系系中中总总物物质质的的量量守恒。答案为守恒。答案为B。答案答案B点点评评研研究究的的化化学学平平衡衡体体系系绝绝大大多多数数为为气气相相体体系系，而而对对于于反反应应物物和和生生成成物物全全部部为为气气体体的的反反应应而而言言，反反应应前前后后质质量量肯肯定定是是相相等等的的，有有的的总总体体积积不不变变，运运用用这这些些知知识识点点来来分分析析平平衡衡体体系系，可可巧巧妙妙解解答答。因因此此，在在

41、进进行行化化学学平平衡衡计计算算时时，应应树树立立“守恒意识守恒意识”。2021/8/8 星期日516等效平衡思等效平衡思维维法法等等效效平平衡衡有有“恒恒温温恒恒容容”平平衡衡和和“恒恒温温恒恒压压”平平衡衡两两种种情情况况，在前面已在前面已经对经对此此问题问题有有较较深刻的分析。深刻的分析。【例例6】(2005四四川川)向向某某密密闭闭容容器器中中充充入入1 mol CO和和2 mol H2O(g)，发发生反生反应应：COH2O(g)CO2H2。当当反反应应达达到到平平衡衡时时，CO的的体体积积分分数数为为x。若若维维持持容容器器的的体体积积和和温温度度不不变变，起起始始物物质质按按下下列

42、列四四种种配配比比充充入入该该容容器器中中，达达到到平衡平衡时时CO的体的体积积分数大于分数大于x的是的是()2021/8/8 星期日52A0.5 mol CO2 mol H2O(g)1 mol CO21 mol H2B1 mol CO1 mol H2O(g)1 mol CO21 mol H2C0.5 mol CO1.5 mol H2O(g)0.4 mol CO20.4 mol H2D0.5 mol CO1.5 mol H2O(g)0.5 mol CO20.5 mol H22021/8/8 星期日53解解析析A项项，相相当当于于向向容容器器中中充充入入1.5 mol CO和和3 mol H2O

43、，与与原原始始比比例例12相相同同，构构成成等等效效平平衡衡，CO体体积积分分数数不不变变；B项项，相相当当于于向向容容器器中中充充入入1 mol CO和和2 mol H2O(g)，再再充充入入1 mol CO，故故前前一一步步建建立立等等效效平平衡衡，再再充充入入1 mol CO，虽虽使使平平衡衡向向正正向向移移动动，但但移移动动是是由由CO的的浓浓度度增增加加引引起起的的，CO的的体体积积分分数数增增大大；C项项，相相当当于于向向容容器器中中加加入入0.9 mol CO和和1.8 mol H2O(两两者者比比值值12)，再再充充入入0.1 mol H2O，故故加加入入H2O而而使使平平衡衡

44、向向正正向向移移动动，CO的的体体积积分分数数减减小小；D项项，相相当当于于向向容容器器中中充充入入1 mol CO和和2 mol H2O，与与原原平平衡衡相相同同，CO的体积分数不变，故正确答案为的体积分数不变，故正确答案为B。答案答案B2021/8/8 星期日54【例例7】在在一一固固定定容容积积的的密密闭闭容容器器中中，充充入入2.0 mol A和和1.0 mol B,发发生生如如下下反反应应：2A(g)B(g)xC(g)，达达到到平平衡衡后后，C的的体体积积分分数数为为(C)。若若维维持持容容器器体体积积和和温温度度不不变变，改改为为充充入入0.6 mol A、0.3 mol B和和1

45、.4 mol C为为起起始始物物质质，反反应应达平衡后，达平衡后，C的体积分数也为的体积分数也为(C)，则，则x可能为可能为()A1B2C3D42021/8/8 星期日55解解析析恒恒温温恒恒容容条条件件下下，建建立立等等效效平平衡衡的的条条件件有有两两种种情情况况：当当反反应应物物的的化化学学计计量量数数之之和和不不等等于于生生成成物物的的化化学学计计量量数数之之和和时时，必必须须投投料料量量相相等等。若若投投料料物物质质不不一一样样，则则应应采采用用“一一边边倒倒”方方法法转转化化后后再再作作比比较较。当当反反应应物物的的化化学学计计量量数数之之和和等等于于生生成成物物的的化化学学计计量量

46、数数之之和和时时，投投料料比比相相等等即即可可。若若投投料料物物质质不不一一样样，则则应应采采用用“一一边边倒倒”方方法法转转化化后后再再作作比比较较。依依据据前前一一种种情情况况，可可知知B项项可可选选；依依据据后后一一种种情情况况，可可知知C项项可选。可选。答案答案BC2021/8/8 星期日56【例例8】在在一一固固定定容容积积的的密密闭闭容容器器中中，保保持持一一定定温温度度，在在一一定定条条件件下下进进行行以以下下反反应应：A(g)2B(g)3C(g)，已已知知加入加入1 mol A和和3 mol B且达到平衡后，生成了且达到平衡后，生成了a mol C。(1)达达到到平平衡衡时时，

47、C在在反反应应混混合合气气体体中中物物质质的的量量分分数数为为_(用字母表示用字母表示)。(2)在在相相同同实实验验条条件件下下，若若在在同同一一容容器器中中改改为为加加入入2 mol A和和6 mol B，达达到到平平衡衡后后，C的的物物质质的的量量为为_mol(用用字字母母a表表示示)。此此时时C在在反反应应混混合合气气体体中中物物质质的的量量的的分分数数_(填填“增大增大”、“减小减小”或或“不变不变”)2021/8/8 星期日57(3)在在相相同同实实验验条条件件下下，若若在在同同一一容容器器中中改改为为加加入入2 mol A和和8 mol B，若若要要求求平平衡衡后后C在在反反应应混

48、混合合气气体体中中体体积积分分数数不不变变，则还应则还应加入加入C_mol。(4)在在同同一一容容器器中中加加n mol A和和3n mol B，则则平平衡衡时时C的的物物质质的的量量为为m mol，若若改改变变实实验验条条件件，可可以以使使C的的物物质质的的量量在在m2m间间变变化化，那那么么，n与与m的的关关系系是是_(用用字字母母n、m关系式表示关系式表示)。2021/8/8 星期日58解析解析注意容积固定，反应是体积不变的反应注意容积固定，反应是体积不变的反应(1)n0，n(总总)1 mol3 mol 4 mol，(C)达达到到平平衡衡时时，C在在反反应应混混合合气气体体中中物物质质的的量量分分数数为为25a%。(2)用用虚虚拟拟法法求求解解。把把2 mol A、6 mol B分分成成与与题题干干两两个个相相同同容容器器中中达达相相同同平平衡衡，再再合合并并成成一一个个容容器器，平平衡衡不不移移动动，故故n(C)a mola mol2a mol，(C)不变。不变。2021/8/8 星期日592021/8/8 星期日602021/8/8 星期日61答案答案(1)25a%(2)2a不变不变(3)6(4)n m2021/8/8 星期日622021/8/8 星期日632021/8/8 星期日64