专题6　第一单元　第3课时　化学反应限度的计算　平衡图像分析（含答案）

第3课时　化学反应限度的计算　平衡图像分析　 【课标定向】 　　1.能建立化学平衡计算的常见模型,能灵活运用已知量列出“三段式”。(证据推理与模型认知) 　　2.能用图像动态地理解化学平衡的建立过程,理解化学平衡的特点。(宏观辨识与微观探析) 【教学建议】 化学平衡计算常用文字描述、表格和图像三种形式呈现,计算数据往往比较多,关系复杂,厘清所给数据的关系是计算的关键。“三段式”是化学计算时建立数据联系的桥梁,是数据的清晰呈现方式,是化学平衡计算的“万能钥匙”,注意单位统一,注意图像形式呈现时纵横坐标的含义。 【情境导入】 庄稼一枝花,全靠肥当家,而肥料的获取离不开氨。哈伯和同时代的科学家在合成氨这个难题上做出过巨大贡献,投入了巨大的心血。你知道如何计算氮气的转化率吗 如何计算氨气的产率 学习任务一:化学反应限度的计算　重点探究 【思考讨论】 探索:在容积可变的密闭容器中,2 mol N2和8 mol H2在一定条件下发生可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)生成氨气,达到平衡时,H2的转化率为25%,则平衡时氮气的体积分数是多少 提示:15.4%。 　　　　　　N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 起始量(mol) 2 8 0 转化量(mol) 2 平衡量(mol) 6 所以平衡时氮气的体积分数=×100%≈15.4%。 【归纳总结】 “三段式”在化学反应速率和化学平衡计算中的运用 解答有关化学反应速率和化学平衡的计算题时,一般需要写出化学方程式,列出起始量、转化量及平衡量,再根据题设其他条件和定律列方程式求解。 如: 　　　　　　mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 起始/mol a b 0 0 转化/mol mx nx px qx 平衡/mol a-mx b-nx px qx (1)c平(A)= mol·L-1。 (2)α(A)=×100%,α(A)∶α(B)=∶=。 (3)φ(A)=×100%。 (4)=。 注意:①转化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例;②这里a、b可指物质的量、浓度、体积等;③对反应物:平衡时的量=起始的量-转化的量;对生成物:平衡时的量=起始的量+转化的量。另外,差量法、守恒法、极限法也可运用到化学平衡的计算中。 提醒:利用“三段式法”解题时,要注意准确地列出起始量、变化量、平衡量,按题目要求进行计算,同时还要注意单位的统一。 【方法导引】———差量法 依据可逆反应中各物质的初态和终态的体积、物质的量或压强的变化进行计算。差量法在解此类题中是一种常用的方法。如某温度下,在定容密闭容器中发生如下反应:2A(g)2B(g)+ C(g), 若开始时只充入2 mol A气体,达平衡时,混合气体的压强比起始时增大了20%,则平衡时A的体积分数的计算模式:在定容的情况下,气体的压强与物质的量成正比,因此气体的物质的量增多了2 mol×20%= 0.4 mol。 2A(g) 2B(g)+　 C(g)　　 Δn 0.8 mol 0.8 mol 0.4 mol 0.4 mol 【典例引导】 【典例】在容积为2 L的密闭容器中进行如下反应: A(g)+2B(g)3C(g)+nD(g),开始时A为4 mol,B为6 mol,5 min末达到平衡,此时测得C的物质的量为3 mol,用D表示的化学反应速率v(D)为0.2 mol·L-1·min-1。 计算: (1)平衡时A的物质的量浓度为1.5 mol·L-1。 答案:(1)1.5 mol·L-1 【解析】(1) 　　　　　　A(g)+2B(g)3C(g)+nD(g) 起始/mol　 4　 6 0 转化/mol　 1　 2　 3 5 min末/mol 3　 4　 3 c(A)== mol·L-1=1.5 mol·L-1。 (2)前5 min内用B表示的化学反应速率v(B)为0.2 mol·L-1·min-1。 答案: (2)0.2 mol·L-1·min-1　 【解析】(2)v(B)===0.2 mol·L-1·min-1。 (3)化学方程式中n值为2。 答案: (3)2　 【解析】(3)根据同一反应中、同一时间段内、各物质的反应速率之比等于化学计量数之比;所以v(B)∶v(D)=0.2 mol·L-1·min-1∶0.2 mol·L-1·min-1=2∶n,n=2。 (4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为 ①v(A)=5 mol·L-1·min-1 ②v(B)=6 mol·L-1·min-1 ③v(C)=4.5 mol·L-1·min-1 ④v(D)=8 mol· ... ...