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命题方向

反应热与焓变 · 高二
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 命题方向指在化学平衡或反应速率计算中,依据守恒关系确定物质变化量或最终状态的分析路径。

从哪来 它建立在2.1 守恒法之上,利用原子守恒或电荷守恒将动态平衡问题转化为静态的定量计算。

为什么 化学平衡是动态过程,直接追踪每一步的微观变化极其复杂。但根据质量守恒定律,反应前后各元素的原子总数不变。通过“守恒法”锁定总原子数,再结合转化率或平衡常数,可以绕过中间繁琐的速率方程,直接建立初态、变态、终态(ICE表)之间的代数关系,从而快速求解。

讲法
适合:逻辑严密、擅长代数推导的学生 采用“ICE表格法”(Initial-Change-Equilibrium)。 1. 列出反应方程式,标出化学计量数。 2. 设未知数 $x$ 为某物质的变化量。 3. 利用守恒法(如原子守恒)确定初始量与终态量的关系。 4. 建立方程求解。 *核心逻辑*:强调数学结构的对称性,用代数式表达守恒关系。
讲法
适合:形象思维强、对抽象符号敏感的学生 采用“原子追踪法”。 1. 想象每个原子是带有标签的小球。 2. 反应前有多少个“C原子标签”,反应后无论变成CO还是CO2,标签总数不变。 3. 画出反应前后的原子分布图,直观看出“谁多了、谁少了”。 4. 根据标签总数列式。 *核心逻辑*:将抽象的守恒具象为物理实体的数量守恒,降低认知负荷。
讲法
适合:基础薄弱、需要步骤指引的学生 采用“差量法+守恒校验”。 1. 先假设完全反应,计算理论最大变化量。 2. 根据实际转化率,按比例缩放变化量。 3. 最后用“总原子数=初始原子数”进行校验,确保计算无误。 *核心逻辑*:分步执行,每一步都有明确的物理意义,避免一步到位的复杂方程。
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练一道
基础题
在2L密闭容器中,充入2mol N₂和6mol H₂,发生反应 N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃。达到平衡时,测得NH₃的浓度为1mol/L。求平衡时N₂的物质的量。
变式
将4mol SO₂和2mol O₂混合,在催化剂作用下发生 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃。达到平衡时,SO₂的转化率为50%。求平衡时混合气体中SO₃的体积分数。
试试手自己判
检测题
在恒容密闭容器中,投入1mol CO和2mol H₂,发生反应 CO + 2H₂ ⇌ CH₃OH。达到平衡时,测得容器内气体总物质的量为2.5mol。求CO的转化率。
看答案和判分标准
答案:50%
判对标准:
1. 正确列出反应方程式及计量数关系(1分)。
2. 设CO转化量为 $x$,正确表达平衡时各组分物质的量:CO为 $1-x$,H₂为 $2-2x$,CH₃OH为 $x$(2分)。
3. 利用总物质的量守恒列式:$(1-x) + (2-2x) + x = 2.5$(1分)。
4. 解得 $x=0.5$,并正确计算转化率 $0.5/1 \times 100\% = 50\%$(1分)。
*若学生直接用原子守恒计算C原子总数,但未能关联到转化率,判错。
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