逆反應(yīng)

?；瘜W(xué)平衡是可逆反應(yīng)在一定的條件下達(dá)到的最大限度。其中，反應(yīng)速率、系統(tǒng)濃度、外界條件是模型認(rèn)知的關(guān)鍵要素。該內(nèi)容與前面元素化合物知識(shí)學(xué)習(xí)方式略顯不同，內(nèi)容較為抽象，原理相對(duì)復(fù)雜。因此，在新課教學(xué)時(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力，不斷吸引學(xué)生注意力，注重學(xué)生認(rèn)知模型建構(gòu)尤為重要。一、知識(shí)分析與內(nèi)容組織（一）知識(shí)分析課程標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于“化學(xué)反應(yīng)的限度”內(nèi)容，要求學(xué)生了解可逆反應(yīng)的含義，知道可逆反應(yīng)在一定條件下能達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，認(rèn)識(shí)化學(xué)變化是有條件的，學(xué)會(huì)運(yùn)用控制變量方法研究

著正反應(yīng)方向和逆反應(yīng)方向,但這與“化學(xué)反應(yīng)的方向”并不矛盾?！盎瘜W(xué)反應(yīng)的方向”指的是“Gibbs自由能減小的方向”,即使是可逆反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)向著Gibbs自由能減小的方向進(jìn)行是不可逆的。從微觀的某一瞬間來(lái)考查一個(gè)可逆反應(yīng),確實(shí)同時(shí)存在著正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率,但正反應(yīng)的趨勢(shì)與逆反應(yīng)的趨勢(shì)哪個(gè)更強(qiáng),宏觀上“化學(xué)反應(yīng)的方向”就是向著那個(gè)強(qiáng)的方向。對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng)而言,若正反應(yīng)Kθ>1,則逆反應(yīng)的Kθ1的方向進(jìn)行,即這個(gè)“化學(xué)反應(yīng)的方向”為正反應(yīng)方向。同理,若正

正反應(yīng)限度大于逆反應(yīng)；10-5由表2可知，異構(gòu)化反應(yīng)1(2)→1(4)，2(2)→2(4)和2(4)→1(2)的平衡常數(shù)K處于10-5～105之間，說(shuō)明三者正逆反應(yīng)進(jìn)行的限度相近，而異構(gòu)化反應(yīng)3(4)→1(2)的平衡常數(shù)K>105，說(shuō)明該反應(yīng)的生成物的生成率高。此外。異構(gòu)化反應(yīng)的熱力學(xué)變化量可用于判斷異構(gòu)化反應(yīng)進(jìn)行的自發(fā)方向。各反應(yīng)的焓變均小于零，說(shuō)明反應(yīng)放熱；且吉布斯自由能變均小于零，理論上認(rèn)為各反應(yīng)均能自發(fā)進(jìn)行。此外，由吉布斯-亥姆霍茲方程(ΔG=ΔH

構(gòu)的能量以及正逆反應(yīng)的活化能，如表3所示，其中ETS表示異構(gòu)化反應(yīng)中過(guò)渡態(tài)的能量，EaF、EaB則表示為正逆反應(yīng)的活化能。此外，為更加直觀地觀察出4種過(guò)渡態(tài)的能量與其反應(yīng)物及生成物之間的能量關(guān)系，依據(jù)圖1和圖2各構(gòu)型的能量繪制如圖3所示的4種異構(gòu)化反應(yīng)的能壘圖。表3 團(tuán)簇Fe4P異構(gòu)化反應(yīng)的活化能及過(guò)渡態(tài)的能量圖3 團(tuán)簇Fe4P異構(gòu)化反應(yīng)的能壘圖Fig.3 Energy barrier diagram of cluster Fe4P isomerizati

異構(gòu)化反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率進(jìn)行計(jì)算。2 討論與結(jié)果2.1 優(yōu)化構(gòu)型及過(guò)渡態(tài)空間結(jié)構(gòu)采用上述理論方法對(duì)團(tuán)簇Ti4P進(jìn)行程序運(yùn)行及計(jì)算，最終得到如圖1所示的7種優(yōu)化構(gòu)型，其中二重態(tài)下的優(yōu)化構(gòu)型共有3種(空間構(gòu)型包括三角雙錐和戴帽三角錐)；四重態(tài)下的優(yōu)化構(gòu)型共有4種(空間構(gòu)型包括戴帽三角錐、三角雙錐和四棱錐)。為方便比較，以能量最低的戴帽三角錐構(gòu)型1(4)作為能量零點(diǎn)，設(shè)其能量值為0 kJ·mol-1，并將各優(yōu)化構(gòu)型按相對(duì)能量由低到高的順序排列(各相對(duì)能量數(shù)值在其

動(dòng),兩側(cè)均為可逆反應(yīng)(如圖1所示).起始加入量如下:A、B和C均為4.0mol、D為6.5mol、F為2.0mol,設(shè)E為xmol.當(dāng)x在一定范圍內(nèi)變化時(shí),可以通過(guò)調(diào)節(jié)溫度使兩側(cè)反應(yīng)均達(dá)到平衡,使隔板正好位于反應(yīng)器的正中.圖1請(qǐng)?zhí)顚懸韵驴瞻祝?1)若x=4.5,則右側(cè)反應(yīng)在開始時(shí)向____(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向進(jìn)行.要使起始反應(yīng)維持向該方向進(jìn)行,則x的最大取值應(yīng)小于____.(2)若x分別為4.5和5.0,則在這兩種情況下,當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),A的物

分清楚正反應(yīng)和逆反應(yīng),并且根據(jù)圖象得出哪個(gè)反應(yīng)速率是突變,哪個(gè)反應(yīng)速率是漸變,能夠熟練、正確判斷化學(xué)平衡的移動(dòng)方向．熟記溫度、壓強(qiáng)、催化劑等外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響．2)典型的速度—時(shí)間圖象分析(如圖1)圖1Ⅰ．在第一個(gè)化學(xué)反應(yīng)圖象中,通過(guò)速度變化的圖象可以得到v′正是突變的,v′逆是漸變的,且化學(xué)反應(yīng)速率v′正＞v′逆,由此可以得到該化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物濃度變大,從而使得v′正突變,最終導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)．Ⅱ．通過(guò)分析第二個(gè)化學(xué)反應(yīng)圖象可以得到

學(xué)反應(yīng)速率和可逆反應(yīng)的基礎(chǔ)上提出的一個(gè)新的概念性知識(shí),其中化學(xué)平衡的定義以及影響因素是高中化學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)[2]。改變平衡的條件,判斷平衡移動(dòng)的方向更是高考中重要的考點(diǎn)。學(xué)習(xí)化學(xué)平衡不僅能夠加深學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的理解,而且是后續(xù)學(xué)習(xí)水解平衡、沉淀溶解平衡和電離平衡的基礎(chǔ),在化學(xué)反應(yīng)原理的學(xué)習(xí)中起著承上啟下的作用。掌握化學(xué)平衡的定義,在這一內(nèi)容學(xué)習(xí)中顯得尤為重要。國(guó)內(nèi)三套不同版本的高中化學(xué)教材對(duì)“化學(xué)平衡”的概念界定如表1 所示。表1 高中化學(xué)教材中“化學(xué)

1(2)該反應(yīng)逆反應(yīng)的活化能為2 活化能與反應(yīng)速率的關(guān)系及影響因素活化能小→普通分子容易變成活化分子→活化分子的百分?jǐn)?shù)增多→單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多→單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)增多→化學(xué)反應(yīng)速率增大.例2反應(yīng)物X轉(zhuǎn)化為Y和Z的能量變化如圖2所示.下列說(shuō)法正確的是( ).A.X→Y反應(yīng)的活化能為E5圖2B.加入催化劑后曲線a變?yōu)榍€bC.升高溫度增大吸熱反應(yīng)的活化能,從而使反應(yīng)速率加快D.壓縮容器的容積不改變活化能,但增大單位體積活化分子數(shù),使得反應(yīng)速率加快分析

l2>HCl.逆反應(yīng)的氧化性比較：HClO>Cl2，還原性比較：HCl>Cl2.正逆反應(yīng)結(jié)論并不同，這就無(wú)法直接運(yùn)用該規(guī)律.2.常溫下，適用此規(guī)律，鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，在高溫條件下仍然適用.同樣可以得到，氧化性：HCl>FeCl2，還原性：Fe>H2.常溫過(guò)于局限，并且很多低溫、高溫也遵循該規(guī)律.3.非歧化反應(yīng)及歸中反應(yīng)的可逆化合反應(yīng)，分解反應(yīng)無(wú)法做出正確判斷.如氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)合成氨氣，在常溫下的反應(yīng)，同樣存在正逆反應(yīng)得出的結(jié)果不一致.4.部分

壓)下，同一可逆反應(yīng)體系，不論是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，在達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，任何相同組分的含量(體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等)均相同?；瘜W(xué)平衡的標(biāo)志：1.正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，且不為零；2.反應(yīng)混合物中各種成分的體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化；3.反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率以及生成物的產(chǎn)生率不再發(fā)生變化；4.反應(yīng)物反應(yīng)時(shí)破壞的化學(xué)鍵與逆反應(yīng)得到的反應(yīng)物形成的化學(xué)鍵種類和數(shù)量相同(同理生成物)。例1.對(duì)于可逆反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)4NO

明不是所有的可逆反應(yīng)都符合勒夏特列原理，像這種有固體反應(yīng)生成純凈氣體的可逆反應(yīng)就不符合勒夏特列原理，也就是說(shuō)，充入二氧化碳后平衡逆移，到達(dá)新平衡時(shí)充入的二氧化碳可以被消耗完，所以c(CO2)與原平衡相同.二、得出結(jié)論(1)該平衡常數(shù)表達(dá)式K=____.(2)若反應(yīng)體系的體積不變，升高溫度，則p(CO2)將____(填“增大”“減小”或“不變”).(3)若反應(yīng)溫度T不變，將反應(yīng)體系的體積縮小至原來(lái)的一半，則p(CO2)變化范圍為____.答案：(1)K=c(

平衡;正反應(yīng);逆反應(yīng);化學(xué)反應(yīng)速率一、化學(xué)平衡的建立1.化學(xué)平衡的定義：就是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。建立如下模型：在一個(gè)長(zhǎng)方形的密閉容器中間加一個(gè)隔板，在左邊放入500只蜜蜂，充當(dāng)反應(yīng)物，當(dāng)隔板去掉時(shí)，蜜蜂就向右邊飛，相當(dāng)于反應(yīng)開始。2.化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法：用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物的濃度增加來(lái)表示。模型中，我們用左邊蜜蜂的減少、右邊蜜蜂的增加來(lái)表示，把蜜蜂向右邊飛行稱為

是（ ）。A.逆反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)速率減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)B.逆反應(yīng)速率減小，正反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)C.正、逆反應(yīng)速率都減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)D.正、逆反應(yīng)速率都增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)剖析：減小壓強(qiáng)，平衡向氣體分子數(shù)增加的方向移動(dòng)，即向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。排除B、D。因?yàn)閴簭?qiáng)的減小引起X、Y、Z的濃度都減小，也就.正、逆反應(yīng)速率都減小，但減小程度不一樣，故選C。3、2.0molPCl3和1.0molCl2充入體積不變的密閉容器中，

念辨析】1.可逆反應(yīng)。(1)概念:在相同條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。(2)特點(diǎn)——“二同一不能”。①“二同”:同一條件下，正、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。②“一不能”:反應(yīng)物和生成物同時(shí)存在，任意物質(zhì)不能全轉(zhuǎn)化為生成物，即反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小于100%。2.化學(xué)平衡狀態(tài)。(1)建立過(guò)程:一定條件下的可逆反應(yīng)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的濃度保持不變的狀態(tài)(如圖1)。(2)特點(diǎn):①逆:化學(xué)平衡研究

判斷例2對(duì)于可逆反應(yīng)H2(g)+I2(g)?2HI(g)，在溫度一定時(shí)由H2(g)和I2(g)開始反應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是( )。A.H2(g)的消耗速率與HI(g)的生成速率之比為2∶1B.反應(yīng)進(jìn)行的凈速率是正、逆反應(yīng)速率之差C.正、逆反應(yīng)速率的比值是恒定的D.達(dá)到平衡時(shí)，正、逆反應(yīng)速率相等錯(cuò)因分析：判斷化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)一定要注意以下問(wèn)題:(1)反應(yīng)組分的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。(2)恒溫、恒容條件下體積不變的反應(yīng)，體系的壓強(qiáng)或

例如，學(xué)生把可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)反應(yīng)限度時(shí)的化學(xué)平衡與日常生活中的平衡等同起來(lái)，認(rèn)為所謂的平衡就是指靜止的、不變的狀態(tài)[1]，而非動(dòng)態(tài)平衡。學(xué)生不是把平衡混合物看作一個(gè)整體，而是認(rèn)為化學(xué)平衡的兩邊各自獨(dú)立進(jìn)行，在逆反應(yīng)開始之前，反應(yīng)先往正方向進(jìn)行且達(dá)到完全，接著反應(yīng)又朝著逆方向進(jìn)行，如此反復(fù)交替，如同鐘擺運(yùn)動(dòng)[2][3]。新課標(biāo)中明確要求應(yīng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明某些化學(xué)反應(yīng)的可逆性，而教師在處理方法上多以問(wèn)題引導(dǎo)，直指問(wèn)題核心—理解化學(xué)平衡的建立過(guò)程與本質(zhì)特征，缺乏實(shí)驗(yàn)

的限度，了解可逆反應(yīng)的概念，知道可逆反應(yīng)的特征；2.了解化學(xué)平衡的建立，能夠描述化學(xué)平衡狀態(tài)的特征。（二）過(guò)程與方法1.以硫酸工業(yè)合成SO3素材作為課堂的知識(shí)載體，通過(guò)對(duì)其實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，認(rèn)識(shí)可逆反應(yīng)存在限度，理解化學(xué)平衡狀態(tài)；2.以二氧化氮平衡球素材作為課堂的問(wèn)題載體，通過(guò)利用已得到的結(jié)論去指導(dǎo)分析和解決實(shí)際問(wèn)題。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀1.增強(qiáng)學(xué)生參與化學(xué)科技活動(dòng)的熱情，提高將化學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實(shí)踐的意義；2.能夠?qū)εc化學(xué)有關(guān)的社會(huì)和生活問(wèn)題做出合理

，分別稱作正、逆反應(yīng)速率常數(shù)?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）已知：t1溫度下，k（正）＝0．006s－1，k（逆）＝0．002s－1，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值K1＝________。（2）t2溫度下，圖中能表示順式異構(gòu)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的曲線是________（填曲線編號(hào)），平衡常數(shù)值K2＝________。例3 （2015新課標(biāo)Ⅰ）Bodensteins研究了下列反應(yīng)：在716K時(shí)，氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x（HI）與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如下表：t／m i

]研究對(duì)象：可逆反應(yīng)[小結(jié)]二、可逆反應(yīng)定義：在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)也能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。符號(hào)：特點(diǎn)：（1）同一條件，同時(shí)進(jìn)行 （2）反應(yīng)物和生成物共存（反應(yīng)不能進(jìn)行完全）（設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生了解化學(xué)反應(yīng)類型——可逆反應(yīng)，為接下來(lái)建立化學(xué)平衡狀態(tài)奠定基礎(chǔ)）【認(rèn)識(shí)化學(xué)平衡狀態(tài)】[投影]比對(duì)c-t圖與v-t圖[設(shè)問(wèn)]那么，在50 min—80 min，SO2、O2、SO3物質(zhì)的量濃度為什么不再改變呢？能否從對(duì)c-t圖和v-t圖的分析中得到

平衡狀態(tài)是指可逆反應(yīng)在一定條件下進(jìn)行的最大程度，由于可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，所以從反應(yīng)開始到建立化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，各反應(yīng)物和生成物總是同時(shí)存在的，且無(wú)論外界條件的改變引起化學(xué)平衡怎樣移動(dòng)，各反應(yīng)物和生成物中的任何一種的物質(zhì)的量都大于零.因此，涉及求化學(xué)平衡取值范圍的有關(guān)問(wèn)題時(shí)，用極端假設(shè)法顯得既必要又簡(jiǎn)便，下面筆者將通過(guò)典型例題分析，探究解答此類題型的基本方法——極端假設(shè)法.例 在一個(gè)容積固定的反應(yīng)容器中，有一可左右滑動(dòng)的的密封隔板，兩側(cè)分別進(jìn)行如下圖所示的可

F分別表示正、逆反應(yīng)活化能。圖3為團(tuán)簇Ni3B2各穩(wěn)定構(gòu)型間異構(gòu)轉(zhuǎn)化的能壘圖。據(jù)此分析穩(wěn)定存在的構(gòu)型。圖2　Ni3B2各構(gòu)型異構(gòu)體轉(zhuǎn)化的過(guò)渡態(tài)構(gòu)型圖Fig.2　Transition structures of cluster Ni3B2表1　團(tuán)簇Ni3B2正、逆反應(yīng)活化能和過(guò)渡態(tài)構(gòu)型能量Tab.1　Activation energy of positive and inverse reaction of cluster Ni3B2and transitio

條規(guī)律：對(duì)于可逆反應(yīng)mA（g）+nB（g）pC（g），v（A）∶v（B）∶v（C）=Δn（A）∶Δn（B）∶Δn（C）=Δc（A）∶Δc（B）∶Δc（C）=m∶n∶p。（2）理解5個(gè)因素：增大反應(yīng)物濃度、增大氣體反應(yīng)物壓強(qiáng)、升高溫度、使用催化劑、增大反應(yīng)物表面積，化學(xué)反應(yīng)速率均增大，反應(yīng)時(shí)間將縮短，達(dá)到平衡的時(shí)間也縮短。反之，反應(yīng)速率將減小，反應(yīng)時(shí)間將變長(zhǎng)，達(dá)到平衡的時(shí)間將延長(zhǎng)。（3）了解1個(gè)圖象（圖1）。其中：E1—正反應(yīng)活化能 E2—逆反應(yīng)活化能ΔH=

應(yīng)的速率，且正逆反應(yīng)改變的程度相同.A.縮小體積使壓強(qiáng)增大 B.恒容，充入N2C.恒容，充入He D.恒壓，充入He解析 A 項(xiàng)縮小體積，而氣體的物質(zhì)的量不變，導(dǎo)致物質(zhì)的濃度增大，則會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)速率增加.B項(xiàng)恒容充入反應(yīng)物N2，反應(yīng)物濃度增加，正反應(yīng)速率加快.C項(xiàng)恒容充入惰性氣體，由于反應(yīng)物物質(zhì)的量和容器體積都沒變，因此反應(yīng)物物質(zhì)的量濃度不變，反應(yīng)速率不變.D項(xiàng)雖然也是充入惰性氣體，但是恒壓的條件限制會(huì)使容器體積增大，降低了物質(zhì)的量濃度，反應(yīng)速率變慢.因此正

壓）下，同一可逆反應(yīng)體系，不管是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，在達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，任何相同組分的含量（體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等）均相同，這樣的化學(xué)平衡互稱等效平衡（包括“相同的平衡狀態(tài)”）.2.理解（1）外界條件相同：通常可以是①恒溫、恒容，②恒溫、恒壓.（2）“等效平衡”與“完全相同的平衡狀態(tài)”不同：“完全相同的平衡狀態(tài)” 是指在達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，任何組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（或體積分?jǐn)?shù)）對(duì)應(yīng)相等，并且反應(yīng)的速率等也相同，但各組分的物質(zhì)的量、濃度可能不同.而

mol－1B．逆反應(yīng)活化能一定小于100kJ·mol－1C．正反應(yīng)活化能不小于100kJ·mol－1D．正反應(yīng)活化能比逆反應(yīng)活化能大100kJ·mol－1【解析】選CD。該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，活化能變化如右圖。E1＞100kJ·mol－1，A錯(cuò)誤，C正確。逆反應(yīng)活化能與100kJ·mol－1無(wú)關(guān)系，不能確定相對(duì)大小，B錯(cuò)誤。正逆反應(yīng)活化能之差即為反應(yīng)熱，D正確。【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查焓變與活化能的關(guān)系，比較活化能焓變數(shù)值之間的相

相反:正反應(yīng)、逆反應(yīng).2)同種物質(zhì):消耗量等于生成量.例1 H2(g)＋I(xiàn)2(g)?2HI(g)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是( ).A 單位時(shí)間內(nèi)生成nmolH2的同時(shí)生成2n molHI;B 單位時(shí)間內(nèi)生成nmolH2的同時(shí)生成nmolI2;D 1個(gè)H—H鍵斷裂的同時(shí)有2個(gè)H—I鍵斷裂選項(xiàng)A,大小相等,方向相反(生成H2,逆反應(yīng);生成HI,正反應(yīng)),正確.選項(xiàng)B,大小相等,方向相同(逆反應(yīng)),錯(cuò)誤.選項(xiàng)C,大小相等(速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比),沒有明確方向

小，所以平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)?！惧e(cuò)解】（1）平衡向右移動(dòng)；（2）因通入N2O4，平衡左移，所以NO2的體積分?jǐn)?shù)將增大?！菊狻吭擃}第一問(wèn)較容易，通入N2O4瞬間逆反應(yīng)速率迅速增大，正反應(yīng)速率不變，故平衡左移。第二小題則是一個(gè)兩難選擇，因平衡左移，NO2的量增加，但N2O4的量也增大，NO2體積分?jǐn)?shù)的變化難于斷定。為此可運(yùn)用等效平衡思想求解。假定原容器中的平衡由通入1m o l N2O4而建立，把再通入1m o l N2O4看成在同樣容器中建立相同的平衡，則

平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)吸收或放出的熱量相等，體系的溫度就不再改變。也就是說(shuō)，對(duì)于絕熱體系，當(dāng)體系溫度一定時(shí)，則標(biāo)志化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。例1汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）該反應(yīng)的ΔH<0，若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行，圖1所示正確且能說(shuō)明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是 （填代號(hào)）。圖1解析本題考查的是判斷平衡狀態(tài)的標(biāo)志。若在恒溫、恒容條件下，圖1中變量保持不變時(shí)，均可判斷反應(yīng)達(dá)平衡。在絕熱、恒容條

段時(shí)間后，正、逆反應(yīng)速率都能加快。(2)升高反應(yīng)體系的溫度，正、逆反應(yīng)速率都加快。(3)對(duì)反應(yīng)體系加壓，正、逆反應(yīng)速率都加快。答案：A。解析：增加O2的濃度，這一瞬間正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)不變，但隨著反應(yīng)，生成物的濃度增大，逆反應(yīng)反應(yīng)速率隨之加快，A項(xiàng)正確；增大容器容積、移去部分SO3，即減小濃度，而減小物質(zhì)的濃度、降低溫度均減小反應(yīng)速率，B、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。例題四：下圖反應(yīng)A2(g)+3B2(g)2C(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))的平衡移動(dòng)圖形，影響平衡移動(dòng)的

陳佳琛一、可逆反應(yīng)是絕對(duì)的，不可逆反應(yīng)是相對(duì)的化學(xué)反應(yīng)具有方向性。一些化學(xué)反應(yīng)發(fā)生后，反應(yīng)物能完全變?yōu)樯晌?，即反?yīng)能進(jìn)行到底，這樣的反應(yīng)叫不可逆反應(yīng)，比如水的生成和電解；否則叫可逆反應(yīng)，如充電電池的反應(yīng)?？?span id="j5i0abt0b" class="hl">逆反應(yīng)必須是同一條件下既能向正反應(yīng)方向又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)，對(duì)于在不同條件下向正、逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)，則不能認(rèn)為是可逆反應(yīng)?？?span id="j5i0abt0b" class="hl">逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，不能實(shí)現(xiàn)完全轉(zhuǎn)化?？茖W(xué)研究表明，很多化學(xué)反應(yīng)在進(jìn)行時(shí)都具有可逆性，即正向反應(yīng)（反應(yīng)物→生成物）和逆

生改變，化學(xué)正逆反應(yīng)速率相等的可逆反應(yīng)。然而，這一問(wèn)題需要一些方法與技巧，來(lái)解決化學(xué)平衡的問(wèn)題。其實(shí)，一套有效的化學(xué)平衡判斷的方法和技巧，不僅可以有效地解決化學(xué)平衡問(wèn)題，還是一種化學(xué)思維。一、高中化學(xué)平衡的定義在學(xué)習(xí)高中化學(xué)時(shí)所涉及的每一個(gè)可逆反應(yīng)，在一定的宏觀條件下達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，能夠保證反應(yīng)物與生成物的濃度不發(fā)生改變，其產(chǎn)生的值是一定的?；瘜W(xué)反應(yīng)體系內(nèi)的各物質(zhì)的濃度不再隨著時(shí)間的改變而改變的平衡是化學(xué)反應(yīng)平衡的標(biāo)志。當(dāng)化學(xué)平衡移動(dòng)不再改變，達(dá)到平衡的狀

對(duì)于判斷一個(gè)可逆反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的理解和掌握存在困難，但有些資料的內(nèi)容理論性強(qiáng)，學(xué)生不容易理解，本文在此結(jié)合自身體會(huì)，對(duì)判定規(guī)律及其理解方法加以小結(jié)?？?span id="j5i0abt0b" class="hl">逆反應(yīng)化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)速率在高中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)平衡時(shí)，對(duì)如何判定化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)理解不透徹，做題時(shí)不能做出準(zhǔn)確的判斷，為此，筆者結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，現(xiàn)總結(jié)如下?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)是指在一定條件下，可逆反應(yīng)中，當(dāng)正、逆反應(yīng)速率相等時(shí)，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度保持不變

時(shí)間圖可根據(jù)正逆反應(yīng)速率相對(duì)大小來(lái)判斷平衡的移動(dòng)方向或是否達(dá)到平衡狀態(tài)。類型二：物質(zhì)參數(shù)-時(shí)間圖像（如圖2、圖3所示）解答要點(diǎn)物質(zhì)參數(shù)可以是物質(zhì)的量、質(zhì)量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、轉(zhuǎn)化率等。依據(jù)這些參數(shù)隨時(shí)間的變化可以確定平衡的建立過(guò)程、判斷平衡的移動(dòng)方向或判斷反應(yīng)是否已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。類型三： 物質(zhì)參數(shù)-時(shí)間-溫度/壓強(qiáng)圖像（如圖4、圖5所示）解答要點(diǎn)解答該類型圖像的主要原則是先拐先平（溫度高或壓強(qiáng)大），再根據(jù)物質(zhì)參數(shù)隨溫度或壓強(qiáng)的變化來(lái)判斷反應(yīng)的焓變或

像問(wèn)題可根據(jù)正逆反應(yīng)速率相對(duì)大小來(lái)判斷平衡的移動(dòng)方向或是否達(dá)到平衡狀態(tài)。類型二：物質(zhì)參數(shù)一時(shí)間圖像解答要點(diǎn)：物質(zhì)參數(shù)可以是物質(zhì)的量、質(zhì)量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、轉(zhuǎn)化率等。依據(jù)這些參數(shù)隨時(shí)問(wèn)的變化可以確定平衡的建立過(guò)程、判斷平衡的移動(dòng)方向或判斷反應(yīng)是否已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。類型三：物質(zhì)參數(shù)一時(shí)間一溫度（壓強(qiáng)）圖像解答要點(diǎn)：解答該類圖像問(wèn)題的主要原則是“先拐先平”（溫度高或壓強(qiáng)大），再根據(jù)物質(zhì)參數(shù)隨溫度或壓強(qiáng)的變化來(lái)判斷反應(yīng)的焓變或氣體分子數(shù)的變化。類型四：物質(zhì)

陳佳琛一、可逆反應(yīng)是絕對(duì)的，不可逆反應(yīng)是相對(duì)的化學(xué)反應(yīng)具有方向性。一些化學(xué)反應(yīng)發(fā)生后，反應(yīng)物能完全變?yōu)樯晌?，即反?yīng)能進(jìn)行到底，這樣的反應(yīng)叫不可逆反應(yīng)，比如水的生成和電解；否則叫可逆反應(yīng)，如充電電池的反應(yīng)。可逆反應(yīng)必須是同一條件下既能向正反應(yīng)方向又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)，對(duì)于在不同條件下向正、逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)，則不能認(rèn)為是可逆反應(yīng)。可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，不能實(shí)現(xiàn)完全轉(zhuǎn)化?？茖W(xué)研究表明，很多化學(xué)反應(yīng)在進(jìn)行時(shí)都具有可逆性，即正向反應(yīng)（反應(yīng)物→生成物）和

-1分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)，此過(guò)程的正、逆反應(yīng)都是二級(jí)反應(yīng)。則速率方程式為:若乙酸與丁醇的初始濃度c0相同，則速率常數(shù)為:平衡常數(shù):式中k1為正反應(yīng)速率常數(shù)(L·mol-1·min-1);k-1為逆反應(yīng)速率常數(shù)(L·mol-1·min-1);ce為平衡時(shí)的醋酸濃度降低量(mol·L-1);c0為醋酸的初始濃度(mol·L-1);t為反應(yīng)時(shí)間(min);cx為產(chǎn)物某時(shí)刻t時(shí)的濃度(mol·L-1);K為平衡常數(shù);α=(1/K)1/2。已知初始濃度c0，只要

式為：。解析可逆反應(yīng)的ΔH是指在該條件下反應(yīng)物全部（100%）轉(zhuǎn)化為生成物放出或吸收的熱量，與反應(yīng)的可逆性或反應(yīng)物實(shí)際的轉(zhuǎn)化率無(wú)關(guān)。0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉的容器中如果全部轉(zhuǎn)變?yōu)镹H3（g）放出的熱量要比19.3 kJ多， 所以熱化學(xué)方程式為：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）；ΔH <-38.6 kJ· mol-1例2（2013年山東）CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g）ΔH<0，在其他條件不變的情況下正確的是（

一個(gè)溫度下發(fā)生逆反應(yīng)。注意事項(xiàng)：①需要提純的成分必須與充入的氣態(tài)物質(zhì)反應(yīng)，如果充入固體物質(zhì)則在反應(yīng)的溫度下必須成為氣態(tài);②需要提純的成分必須與充入的氣態(tài)物質(zhì)反應(yīng)生成一種新的氣態(tài)物質(zhì)，如果生成一種新的固態(tài)物質(zhì)，則無(wú)法實(shí)現(xiàn)與固體雜質(zhì)的分離;③密閉容器兩端發(fā)生的正逆反應(yīng)的溫度需相差較大，相差越大越容易控制反應(yīng);④充入的氣態(tài)物質(zhì)可以循環(huán)使用。 化學(xué)蒸氣轉(zhuǎn)移法是現(xiàn)代化工生產(chǎn)中一種重要的提純方法，用于得到高純度物質(zhì)

-EH之間的可逆反應(yīng)，采用基團(tuán)貢獻(xiàn)法對(duì)反應(yīng)焓變和熵變進(jìn)行了理論計(jì)算；并采用間歇實(shí)驗(yàn)測(cè)定了無(wú)外加催化劑條件下的反應(yīng)平衡和易揮發(fā)組分2-EH與水的汽液平衡，以及以鈦酸四丁酯為催化劑的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。通過(guò)熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)確定了433.15～493.15 K時(shí)反應(yīng)平衡常數(shù)為4.79～8.93，回歸得到的反應(yīng)焓為17.91 kJ/mol、反應(yīng)熵為54.64 J/(K·mol)，與基團(tuán)貢獻(xiàn)法計(jì)算值基本相符；活度系數(shù)Redlich-Kister方程能較好地關(guān)聯(lián)2-EH和水的汽液平

表示，也包括可逆反應(yīng)中的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率?；瘜W(xué)平衡是在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)中正、逆兩個(gè)方向的反應(yīng)速率相等時(shí)，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持恒定的狀態(tài)，僅適用于可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的表示?；瘜W(xué)平衡理論的基礎(chǔ)就是化學(xué)反應(yīng)速率理論，因此，化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡是緊密相連的。二.明確外界因素改變對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響和內(nèi)在聯(lián)系影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素主要有濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑等，充分利用教材上的探究實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究，引導(dǎo)學(xué)生在獲得感性

查化學(xué)平衡和可逆反應(yīng)的題目，原題摘錄如下：某恒溫密閉容器中，可逆反應(yīng)A（s）=B+C（g）-Q達(dá)到平衡?？s小容器體積，重新達(dá)到平衡時(shí)，C（g）的濃度與縮小體積前的平衡濃度相等。以下分析正確的是（）。A.產(chǎn)物B的狀態(tài)只能是固體或液態(tài)B.平衡時(shí)單位時(shí)間內(nèi)n（A）消耗∶n（C）消耗=1∶1C.保持體積不變，向平衡體系中加入B，平衡可能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行D.若開始時(shí)向反應(yīng)中加入1molB和1molC，達(dá)到平衡時(shí)，放出熱量Q【答案】AB。筆者認(rèn)為，這道化學(xué)試題的內(nèi)容及

度減小，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。如果以A為參照，那么B應(yīng)該是5 mol才與原平衡等效，5.5 mol B就相當(dāng)于平衡后B增加了0.5 mol，反應(yīng)物濃度增加，平衡向正方向移動(dòng)。誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)呢？二、等效平衡判斷不了平衡移動(dòng)方向中學(xué)化學(xué)中常用等效平衡原理來(lái)解決可逆反應(yīng)中某些參數(shù)的大小比較或計(jì)算問(wèn)題。因?yàn)槠胶鉅顟B(tài)只與始態(tài)有關(guān)，而與途徑無(wú)關(guān)，即：①無(wú)論反應(yīng)從正反應(yīng)方向開始，還是從逆反應(yīng)方向開始；②投料是一次還是分成幾次；③反應(yīng)容器經(jīng)過(guò)擴(kuò)大——縮小或縮小——擴(kuò)大的過(guò)程，只

特列原理判斷可逆反應(yīng)移動(dòng)的方向；5.考查化學(xué)平衡常數(shù)K的表示方法等。二、能力要求1.要求考生掌握可逆反應(yīng)的概念和特征，正確區(qū)分可逆反應(yīng)與不可逆反應(yīng)；2.要求考生能準(zhǔn)確判斷可逆反應(yīng)在所給定條件下是否達(dá)到化學(xué)平衡；3.要求考生能準(zhǔn)確判斷各個(gè)反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)平衡的影響，以及當(dāng)該反應(yīng)條件改變時(shí)平衡移動(dòng)的方向；4.要求考生正確掌握化學(xué)平衡常數(shù)K的含義及表示方法；5.要求考生掌握平衡轉(zhuǎn)化率的基本計(jì)算。三、知識(shí)梳理1.可逆反應(yīng)1.1 定義：在同一條件下，同時(shí)向正、反兩個(gè)方

在一定條件下可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定的程度時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度不再隨時(shí)間的延長(zhǎng)而發(fā)生變化，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，這種狀態(tài)稱為化學(xué)平衡狀態(tài).這時(shí)的狀態(tài)也就是在給定條件下，反應(yīng)達(dá)到了“限度”.但這時(shí)正、逆變化過(guò)程仍在繼續(xù)，如果不采用特殊的方法或技術(shù)進(jìn)行干預(yù)，實(shí)際觀察到的則是一種“反應(yīng)停止了”的表面現(xiàn)象.二、化學(xué)平衡狀態(tài)的理解1.只有可逆反應(yīng)才有可能存在化學(xué)平衡狀態(tài)，且所有反應(yīng)物和生成物均處于同一反應(yīng)體系中.化學(xué)反應(yīng)的可逆性為化學(xué)平衡狀態(tài)的建立奠定了內(nèi)因基礎(chǔ)

度減小使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NH3濃度減小使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，因H2的化學(xué)計(jì)量數(shù)大于NH3的化學(xué)計(jì)量數(shù)，所以H2濃度的變化對(duì)化學(xué)平衡的移動(dòng)占主要因素，故H2和NH3的濃度同等倍數(shù)減小使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。綜合（1）和（2）兩個(gè)相反結(jié)論：加入少量N2，平衡可能向正反應(yīng)方向移動(dòng)，也可能向逆反應(yīng)方向移動(dòng)或不移動(dòng)，從而導(dǎo)致H2的轉(zhuǎn)化率可能增大，也可能減小或不變。由此，也可以根據(jù)勒夏特列原理快速判斷平衡移動(dòng)的方向及另一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率變化情況。在恒溫恒壓的密閉

反應(yīng)多數(shù)都是可逆反應(yīng)，的確是存在兩個(gè)不同的方向，但是，化學(xué)反應(yīng)的方向是化學(xué)熱力學(xué)重點(diǎn)討論的問(wèn)題。而化學(xué)反應(yīng)速率則是化學(xué)動(dòng)力學(xué)中的主要問(wèn)題，在數(shù)值上僅表現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢，而不反映進(jìn)行的方向。在中學(xué)課本中，化學(xué)反應(yīng)速率是采用反應(yīng)物或生成物的濃度隨著時(shí)間的變化率來(lái)表示。公式如下：對(duì)于反應(yīng)物，濃度的變化為減少量，化學(xué)反應(yīng)速率即是反應(yīng)物的消耗速率；對(duì)于生成物，濃度變化為增加量，化學(xué)反應(yīng)速率即是生成物的增加速率。無(wú)論以哪個(gè)物質(zhì)來(lái)計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率，濃度變化均取正值，

的徹底性，是正逆反應(yīng)速度相等達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志。K?=k正/k逆，很顯然，溫度影響k，也必然影響K?。溫度升高，正逆反應(yīng)速度都增加，但增加的倍數(shù)是不同的，即速率常數(shù)的比值是不同的，K?不同。從阿侖尼烏斯(Arrhenius)公式來(lái)看：(3)若溫度由T1升高至T2，速率常數(shù)k2/k1之比與活化能Ea成正比。Ea數(shù)值大，k2/k1大。我們知道，對(duì)于放熱反應(yīng)正反應(yīng)的活化能Ea正小于逆反應(yīng)的活化能Ea逆，當(dāng)溫度由T1升高至T2時(shí)，k2正/k1正k2逆/k1逆，v正

建構(gòu)例：關(guān)于可逆反應(yīng)。課本的呈現(xiàn)方式：必修1 專題2《氯氣的性質(zhì)》出現(xiàn)Cl2+H2O?HCl+HClO，并給與“?”使用的注解；必修1 專題4《二氧化硫的性質(zhì)和作用》出現(xiàn)2SO2+O2?2SO3，SO2+H2O?H2SO3；必修1 專題4 《氮肥的生產(chǎn)和使用》 出現(xiàn)N2+3H2?2NH3?？梢娬n本在給出可逆反應(yīng)的定義前已經(jīng)給了一些鋪墊，在必修2 專題2《化學(xué)反應(yīng)的限度》P32 頁(yè)“活動(dòng)與探究”：5mL 0.1mol/L 的KI 與5~6 滴0.1mol/L

取決于副反應(yīng)的逆反應(yīng)的活化自由能壘.副反應(yīng)的逆反應(yīng)是指生成的副產(chǎn)物重新轉(zhuǎn)化成反應(yīng)物的反應(yīng).如果副反應(yīng)的逆反應(yīng)的自由能壘高于主反應(yīng)決速步驟的自由能壘,一般副產(chǎn)物將很難再轉(zhuǎn)換成反應(yīng)物,繼而生成主產(chǎn)物.如果副反應(yīng)的逆反應(yīng)的自由能壘低于主反應(yīng)決速步驟的自由能壘,說(shuō)明副產(chǎn)物在反應(yīng)條件下有能力越過(guò)逆反應(yīng)自由能壘轉(zhuǎn)換成反應(yīng)物,繼而生成主產(chǎn)物.簡(jiǎn)言之,副產(chǎn)物能否存在取決于副反應(yīng)逆反應(yīng)自由能壘與主反應(yīng)決速步驟自由能壘的相對(duì)大小.計(jì)算結(jié)果表明,副反應(yīng)的逆反應(yīng)的總反應(yīng)自由能壘為

外界條件對(duì)正、逆反應(yīng)速率的影響入手，借助“速率—時(shí)間”圖象，分析平衡移動(dòng)的方向和結(jié)果?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)是指系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)既沒有正向進(jìn)行的推動(dòng)力，又沒有逆向進(jìn)行的推動(dòng)力，即正、逆反應(yīng)速率相等。當(dāng)條件改變后，如果正、逆反應(yīng)速率不等了，平衡將向著速率大的反應(yīng)方向移動(dòng)，最終使正、逆反應(yīng)速率再次相等，重新達(dá)到新的平衡狀態(tài)。（1）濃度對(duì)平衡的影響如圖1所示：圖1 t1時(shí)刻，增大反應(yīng)物濃度，v正增大，v逆不變，從而使v正＞v逆，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，最終v正和v逆均比

)平衡常數(shù)與正逆反應(yīng)速率常數(shù)之間關(guān)系的探討李學(xué)慧 吳正舜*伍強(qiáng)賢 陳義峰 劉雪蓮(華中師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院 湖北武漢430079)從動(dòng)力學(xué)與熱力學(xué)的一致性原理出發(fā)，在知道可逆化學(xué)反應(yīng)機(jī)理與不知道可逆化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的兩種情況下，探討了平衡常數(shù)與正逆反應(yīng)速率常數(shù)之間的關(guān)系，確定了可逆反應(yīng)平衡常數(shù)在不同情況下與正逆反應(yīng)速率常數(shù)之間的關(guān)系式。對(duì)于可逆反應(yīng)，如果不知道反應(yīng)機(jī)理，是否可以根據(jù)熱力學(xué)條件，由正反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程建立逆反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程呢?初看起來(lái)似乎是可能的，因在反應(yīng)