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范特霍夫方程在高考中的应用

来源:未知作者:化学自习室 点击:所属专题: 范特霍夫方程

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前言:范特霍夫方程是荷兰化学家雅各布斯·亨里克斯·范托夫(VantHoff equation)于1884年提出的。用于描述温度对化学反应平衡常数的影响。该方程可用来计算化学反应在不同温度下的平衡常数,从而预测化学反应的热力学行为。 范特霍夫方程在高考中虽不作为核心考点考查,

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前言:范特霍夫方程是荷兰化学家雅各布斯 · 亨里克斯 · 范托夫 (Van'tHoff equation)于1884年提出的。用于描述温度对化学反应平衡常数的影响。该方程可用来计算化学反应在不同温度下的 平衡常数,从而预测化学反应的热力学行为。

范特霍夫方程在高考中虽不作为核心考点考查,但它是化学平衡、热力学等板块的重要理论基础,其核心思想和应用场景可能以隐含或变形的方式出现在高考题中,在备考过程中,如果结合高中课程标准中要求的化学学科核心素养,对这个重要的理论进行梳理,学生就会在高考中对此类问题得以轻松解决,顺利拿分到手。

今天认识两位“范特霍夫”,他们分别掌管着反应的“速度”与“方向”。

一、 方程速写:认识两位“范特霍夫”

1. 动力学范特霍夫——速度的“经验导演”

这位导演告诉我们一个非常实用的经验规则:对于大多数反应,温度每升高10K,反应速率大约增加为原来的2~4倍。

范特霍夫方程在高考中的应用

式中 k(T)为温度T时的速率常数

解读: 这是一个经验性的、近似的规律。它不解释“为什么”,但它非常有效地预测了温度对反应快慢的影响。在做选择题或填空题时,这个规则能帮你快速判断温度变化对反应速率的影响程度。

2. 热力学范特霍夫——方向的“战略导演”

这位导演则更为深刻,它揭示了温度如何改变反应的平衡位置,即反应的限度。

范特霍夫方程在高考中的应用

解读: 这个公式看起来复杂,但核心思想非常清晰:

K 是平衡常数,代表了反应进行的程度(方向与限度)。

ΔH 是反应热。这是整个方程的灵魂!

二、范特霍夫方程的应用

1、解释温度对平衡移动方向的影响

范特霍夫方程在高考中的应用

2、解释改变相同温度,焓变绝对值大小和平衡移动程度的关系

范特霍夫方程在高考中的应用

综上所述,改变相同温度时,焓变的绝对值越大,平衡的移动程度越大。

简单来说,这位“战略导演”的核心指令就是:当改变温度时,反应总是“机智地”向着削弱这种改变的方向移动——即向着吸热方向进行,以试图“抵抗”温度的升高。

3、理解图像的含义

范特霍夫方程在高考中的应用

三、 高中应用:破解平衡移动之谜

现在,让我们看看这位“导演”如何在高中化学的具体场景中运筹帷幄。

范特霍夫方程在高考中的应用

四、 高考如何考查?掌握“破题”利器

高考不会让你直接书写复杂的范特霍夫公式,但它会从各个角度考查其核心思想。

范特霍夫方程在高考中的应用

【答案】  <  随着:1/T的增大,即温度降低,反应②的lnK 增大的程度大于反应④的lnK 增大程度

【解析】图像中反应②和反应④的斜率均为正值,根据范特霍夫方程

范特霍夫方程在高考中的应用

两反应的△H 均小于零,都是放热反应。斜率越大,△H 的绝对值越大。反应②的斜率大,△H₂、△H₄  均为负值,所以△H₂ <△H₄。

2、(2023·湖北卷节选)

范特霍夫方程在高考中的应用

【答案】(5)在反应过程中,断裂和形成的化学键相同(6)a

范特霍夫方程在高考中的应用

(6)a.由反应历程可知,该反应为吸热反应,升温,反应正向进行,提高了平衡转化率反应速率也加快,a符合题意;b.由化学方程式可知,该反应为正向体积增大的反应,加压,反应逆向进行,降低了平衡转化率,b不符合题意;c.加入催化剂,平衡不移动,不能提高平衡转化率,c不符合题意;故答案为:a。

结语

范特霍夫方程,这位化学反应的总导演,用它简洁而深刻的数学语言告诉我们:温度不仅是一位催促反应加速的“监工”,更是一位深谋远虑、懂得权衡的“战略家”。理解了它,你就不再是死记硬背“升温向吸热方向移动”的规则,而是能从能量和微观的本质上,预见并解释化学反应世界的万千变化。下次当你再遇到与温度相关的化学问题时,不妨在心中默念这位导演的名字,它会指引你找到正确的解题“剧本”。

(责任编辑:化学自习室)
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