2020年江苏省宿迁地区高三化学学科知识总结归纳资料

化学平衡解析宿豫中学 钟永化学平衡是高中阶段必须掌握的一个重点内容，但学习起来却有一定难度。这里从化学平衡的概念入手，逐步去解析化学平衡的特征、运用以及化学平衡在生活中的联系。一、化学平衡的概念在一定条件下的可逆反应里，当正反应速率与逆反应速率相等时，反应混合物中各组成成分的百分含量保持一定的状态，叫做化学平衡状态，简称化学平衡。那么我们应该注意到那些要点呢？ 第一，化学平衡的研究对象是可逆反应。 “平衡”是在一定的条件下建起来，对于一个给定的可逆反应，如果起始条件相同则平衡状态也相同，不同的起始条件，则最后的平衡状态也不同。 第二V正 V逆是化学平衡的本质，而各种物质的百分含量保持一定是化学平衡的现象。 第三，化学平衡是动态平衡，如果改变条件平衡会被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡。 (1)实际运用定义中V正 V逆最好能从两个角度来分析，如下表 对于同一种物质而言 V正 V逆，数值相等 角度一 量 对于不同物质 V正 V逆要注意数值上与化学平衡，V正 V逆 化学计量数成正比 角度二 方向 相反解释一下角度一种量分成两种情况的原因，以 A + 2B 3C 为例，V正 （A分解），V逆（A生成）由于对于同一种物质，平衡时数值一定相等。但也会有复杂的情况，V正 （A分解）， V逆（B生成或C分解），这时要满足正逆反应速率相等一定要将它们换算成同一物质的速率相等才可以。如V（A分解） 0.5V（B生成） V（A分解） 1/3V（C分解） 很明显它们的速率在数值上与化学计量数成正比关系。 而角度二方向，因为定义中要求V正 V逆，必须在速度方向是相反的。明白了这两点，就可以解决许多题目。例如：下列可以证明N2 + 3H2 2NH3 已达到平衡状态的是（ ）A、1个NN键断裂的同时，有6个H-H键形成B、1个NN键断裂的同时，有3个H-H键断裂C、1个NN键断裂的同时，有6个N-H键断裂D、1个NN键断裂的同时，有6个N-H键形成（2）化学平衡的特点化学平衡是一种动态平衡，系统中各组份无限期保持恒定并不意味着正逆反应的终止，只不过两个方向进行的速率相等而已。在化学平衡的这个特点中，除了要解决动态平衡的思想还要解决由动态平衡而引发的其他方法对于化学平衡状态的判断。例如：对于反应H2+I22HI，达到平衡的标志有：（ ） A、各物质总的物质的量不变 B、气体总质量不变C、三种物质的物质的量之比为1：1：2 D、容积一定时压强不变E、容积一定气体密度不变F、开始时氢气与碘蒸汽以1：1充入，进行到含量相等G、进行到氢气转化率与碘相同时H、恒容恒温密度不变I、恒容恒温平均相对分子质量不变J、容积一定，颜色不变这道题很有代表性，我们以此为蓝本来仔细分析一下：A各物质总的物质的量不变。由于本题中反应体积前后始终不变，所以不可以作为依据。但若改为一个反应前后计量数之和不等的反应，则由于反应过程中气体物质的量始终在改变，当某时刻气体总物质的量不变或气体反应前后体积不变，则只能说明反应达到了平衡状态。B气体总质量不变。本题中所有反应物生成均为气体，故气体总质量不变肯定满足质量守恒原理。但若此题改为含有的部分反应物或生成物是固体，则仅仅气体质量相等肯定是不对的。C中三种物质的物质的量之比为1：1：2，这是一个明显的以偏概全的例子，某条件下若满足1：1：2肯定可以为化学平衡状态但化学平衡状态可以有多种比例方案，这点在学习等效平衡后，可以知道平衡后各物质的比例与开始时投料有关。D项容积一定时压强不变，由于本题各物质均以气态出现，且是一个气体体积不变的反应，则反应的任何时刻，只要容积不变则压强一定不变，但若为化学计量数之和前后不等，即气体反应前后体积变化的反应，则压强会随着反应的进行二改变，故当压强保持不变时，则反应一定达到平衡状态。E容积一定气体密度不变，在本题中各物质全为气体，且质量守恒，容积也固定，根据质量与体积之比，则气体密度始终保持不变，即使在化学反应前后体积改变的反应，由于容积不变气体体积始终保持不变，则气体密度始终保持不变。F项，开始时H2和I2(g)以1：1充入，进行到含量相等，由于反应过程中H2和I2(g)始终以1:1比例进行反应，即任意时刻该变量相等，故其含量始终相同，所以不能作为判断依据，但若反应中各物质的化学计量数不相等，则即使开始时1：1充入反应物，但任意时刻变化量不等，则反应后各物质含量不等。G项，进行到氢气转化率与碘相同时，由于反应任意时刻反应量均相等，所以任意时刻转化率都相等，此项与f项相似，若各物质化学计量数不等，则转化率未必相等。I项恒容恒温平均相对分子质量不变。此项与ABDE项相似，由于气体体积前后不改变，且质量不变，故平均相对分子质量任意时刻相等。但若为化学计量数之和前后改变的反应，则气体各物质的量时刻在改变，则平均相对分子质量始终不变，当不变时，一定达到平衡状态。J项容积一定，颜色不变，对于反应中个别物质有颜色，则颜色不变，意味着某物质的浓度不变，则可以作为化学平衡的判定。二、化学平衡在图像题重点运用解化学平衡图像题有如下一些技巧。1、弄清横坐标和纵坐标的意义。2、弄清图像上点的意义，特别是一些特殊点(如与坐标轴的交点、转折点、几条曲线的交叉点)的意义。3、弄清图像所示的增、减性。4、弄清图像斜率的大小。 以反应2S02(g)+O2(g)2S03(g)+Q为例去说明1、时间对反应物或生成物的某个量(如转化率、体积分数)的曲线 我们用横坐标代表时间，纵坐标代表SO2的转化率，反应刚开始的一瞬间SO2还没有被消耗，S02的转化率为0，随着时间的推移，S02被消耗，其转化率升高，最后达平衡，转化率不变。图1代表了在温度为T1而压强为P1的条件下的SO2的转化率对时间的曲线。SO2转化率 SO2转化率 P1T1 P1T1 T2P1 t t ( 1 ) （ 2 ）如果该反应是在温度为T2(T2T1)而压强为P1的条件下反应，则和上面的例子比，温度高，反应速率快，因而应先平衡，又由于该反应是放热反应，则平衡时SO2的转化率低，我们把这两个曲线画在图2上，以示区别。温度一定，压强分别为P1和P2时，反应体系X(s)+2Y(g)= nZ(g)中反应物Y的转化率与时间的关系如图3所示，由此可知( )。 A、P1p2，n2 B、P1P2，n2 C、P1P2，n2 D、P13 P1曲线先达平衡，说明压强大且反应速率大，故P1p2；再看两横线，P1压强下平衡时Y的转化率小于压强为P2时的Y的转化率，说明增大压强使平衡逆移，故n2。故本题答案是A。Y的转化率 P2 P1 t （ 3 ）2、压强(或温度)对反应物或生成物的转化率或体积分数的曲线 我们还是以反应2S02(g)+02(g)2S03(g)为例来说明。我们用纵坐标代表S02的体积分数，用横坐标代表压强，则在温度为T1的条件下，该反应压强增大，平衡正移，S02的体积分数降低。如在温度T2的条件下(T2T1)，由于升温，平衡逆移，所以压强相同时S02的体积分数相对变高。这样，我们就画出了如图4的曲线。 SO2的体积分数 T2 T1 P 如可逆反应aA(g)+ bB(g)=dD(g)+eE(g)+Q在一定条件下达平衡状态时，A的转化率与温度、压强的关系如图5所示。则在下列空格处填写“大于”、“小于”或“等于”。 (1)a+b_c+d； (2)Q_0。 A的转化率 1.01 105 2.02 105 3.03 105 P看任一根曲线，可知温度升高，A的转化率变大，送说明升温使平衡正移，故正反应为吸热反应，即Q0再垂直于横坐标画一直线，可知：温度相同时，压强越大，A的转化率越小。这说明增大压强使平衡逆移，即(a+b)(c+d) 3、速率对时间的曲线 分析这种曲线关键是注意起点、终点和斜率。 反应A(g)+B(g)C(g)+Q已达平衡，升高温度，平衡逆移，当反应一段时间后反应又达平衡，则速率对时间的曲线为（） V v v逆 v逆 v正 v正 t t A B vv v正 v逆 v逆 v正 t t C D 首先要把握大方向，即升温使正、逆反应速率都变大，所以B不会是答案；再看起点和终点，由于原反应是平衡的(V逆=V正)，因而起点相同，又由于再次达到平衡(V正V逆)，因而终点相同，故A不是答案；由于正反应是放热反应，所以升温使V正和V逆都增大，但逆反应增大得更多，故V逆更大，即V逆的曲线斜率大，故答案为C。三、化学平衡与日常生活的联系生活中许多现象与化学平衡有关系，比如说结石病、酒后驾车的检验。动画片大力水手中，每当大力水手吃下一罐菠菜后就会变得力大无穷。菠菜有这样大的作用，这是影片的夸张手法，但菠菜的确含有一定的营养成分，如维生素、铁质等。然而，大力水手大量地吃菠菜是错误的。因为过量食用菠菜，会造成人体缺钙。这个道理要从食用菠菜中存在的电离平衡说起。 菠菜中含有一种叫草酸的物质，其学名是乙二酸，结构简式为HOOC-COOH，味苦涩，溶于水，是二元弱酸： HOOC-COOHHOOC-COO+ H+ HOOC-COO OOCCOO+ H+ 草酸进入人体后，在胃酸作用下，电离平衡向左移动。以分子形式存在的草酸，从药理上看，是一种有毒的物质，过量的草酸会腐蚀胃黏膜，还会对肾脏造成伤害，另外，草酸会跟人体内的Ca2+形成草酸钙沉淀，使摄入的钙质不易被利用，造成人体缺钙。那怎样才能吸收菠菜中的营养，又不被草酸伤害呢？ 一种方法是除去草酸，即在油炒前，先将菠菜用热水烫一烫，草酸溶于水而除去，且这样炒的菠菜没有苦涩味。 另一种方法是把草酸转化为沉淀，这就是“菠菜烧豆腐”的方法。每100g菠菜中含300 mg草酸，每100g豆腐约含240 mg钙，因此，每70g豆腐中的Ca2+，可以结合100 g菠菜中的草酸(不含菠菜自身的钙)，当大部分草酸跟钙结合，可使涩味大大降低，菜肴更加美味可口。草酸钙进入人体，部分被胃酸溶解，溶解后形成的Ca2+仍能被人体吸收，未溶解的部分则排出体外。因此，食物中的Ca2+正好是草酸的解毒剂，豆腐中损失的钙可以由其他食物补充。 生活中的化学平衡之二,在公路上，常能见到交警拦下可疑车辆检查，请司机向一仪器中吹一口气，如果测定仪中橙红色的物质变为绿色，司机就要受到处罚，因为他饮酒后驾车，违反道路交通管理条例。 酒精仪中的橙红色物质是重铬酸钾，人饮酒后，血液中酒精含量增多，人呼出的气体中有乙醇的蒸气，遇到测定仪中的重铬酸钾，便发生如下的反应： Cr2O72+ 3C2H5OH + 8H+2Cr3+3CH3CHO + 7H2O 橙红色的Cr2O72转化为绿色的Cr3+，便能测出人呼出的气体中有乙醇成分。 然而酒