高中化学 专题2 化学反应速率与化学平衡 本专题知识体系构建与核心素养解读学案（选修4）-人教版高中选修4化学学案VIP免费

本专题知识体系构建与核心素养解读本章充分体现了化学核心素养中的“变化观念与平衡思想”。化学反应在达到平衡前，体系中的相关物质的量一直存在着趋向于达到平衡的变化过程，即使是达到平衡状态后，体系中的物质相互之间仍然存在着各种变化。例如，向密闭容器中通入一定量的SO2(g)和O2(g)，在催化剂作用下生成SO3(g)，该反应过程中SO2(g)、O2(g)的体积分数逐渐减小，而SO3(g)的体积分数逐渐增大，这体现了化学反应中的“变化观念”；而反应达到平衡后，SO2(g)、O2(g)、SO3(g)的体积分数保持不变，但反应仍在进行，这体现了化学反应中的“平衡思想”。因此，在学习过程中要抓住本质，即应用“变化观念与平衡思想”，从不同视角对纷繁复杂的化学变化进行分类研究，逐步揭示各类化学变化的特征和规律；能用对立统一、联系发展和动态平衡的观点分析化学平衡。在学习过程中，还应注意通过分析探究外界因素对化学反应速率和化学平衡的影响，理清证据与结论之间的关系，并能根据化学反应速率和化学平衡的知识规律构建模型，建立分析解决各种相关问题的思维框架，促进“证据推理与模型认知”等化学核心素养的发展。例析在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：(1)反应的ΔH________(填“大于”或“小于”)0；100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0～60s时段，反应速率v(N2O4)为__________mol·L－1·s－1；反应的平衡常数K1为________________。(2)100℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020mol·L－1·s－1的平均速率降低，经10s又达到平衡。①T__________(填“大于”或“小于”)100℃，判断理由是______________________。②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小一半。平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是___________________________________________。答案(1)大于0.00100.36(2)①大于反应正方向吸热，平衡向吸热方向移动，故温度升高②平衡时，c(NO2)＝0.120mol·L－1＋0.0020mol·L－1·s－1×10s×2＝0.16mol·L－1c(N2O4)＝0.040mol·L－1－0.0020mol·L－1·s－1×10s＝0.020mol·L－1K2＝＝1.28(3)逆反应对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动解析(1)随温度升高，混合气体的颜色变深，说明升温平衡向正反应方向移动，ΔH＞0。在0～60s时段，v(N2O4)＝＝＝0.0010mol·L－1·s－1；平衡常数K1＝＝＝0.36。(2)当温度由100℃变为T时，N2O4的浓度降低，“三段式”如下：N2O4(g)2NO2(g)100℃平衡时0.040mol·L－10.120mol·L－1温度T时变化0.020mol·L－10.040mol·L－1温度T平衡时0.020mol·L－10.160mol·L－1由于温度变为T时平衡向N2O4浓度减小的方向移动，即向吸热方向移动，故温度升高，所以T＞100℃。当再次达到平衡时，平衡常数K2＝＝＝1.28。(3)温度不变，将反应容器的容积减小一半，压强增大，平衡向气体分子数减小的方向(即逆反应方向)移动。点评：本题综合考查了化学反应速率和化学平衡的相关知识。通过第(2)小题和第(3)小题较好地考查了学生“证据推理”与“模型认知”的能力(“三段式”法解题步骤)等。