晏雄

(湖南省浏阳市第一中学)

1 问题的提出

化学反应原理中最核心的物理量是化学平衡常数,可用来定量描述可逆反应的程度.化学平衡常数只受温度影响,由于升高温度平衡向吸热反应方向移动,故升高温度吸热反应的平衡常数增大,放热反应的平衡常数减小.

其实化学平衡常数与温度也存在定量关系,由范特霍夫等温方程ΔG＝ΔG⊖＋RTlnK⊖与吉布斯－亥姆霍兹方程ΔG⊖＝ΔH－TΔS可知,平衡时ΔG＝0,即有RTlnK⊖＝－ΔH＋TΔS,两边同除以T变形可得RlnK⊖＝－＋ΔS,假定ΔS不受温度影响,可视为常数(K⊖为相对分压表示的平衡常数).在高考试题中常以信息形式给出lnK⊖或lgK⊖与的线性关系,或者给出线性方程:

如果将K⊖换成分压表示的平衡常数Kp或物质的量分数表示的平衡常数Kx,也依然存在线性关系.这类试题信息量大,对数理逻辑能力要求较高.

2 由线性方程判断ΔH 的符号与相对大小

例1(2021 年广东卷,有删改)我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和.CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一.该重整反应体系主要涉及以下反应:

设为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度.气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0＝100kPa).反应a、c、e的ln(温度的倒数)的变化如图1 所示.反应a、c、e中,属于吸热反应的有_________(填字母).

图1

分析①随着温度的升高减小,反应a和c的ln增大,说明的数值增大,反应向正反应方向进行,反应a和c为吸热反应,同理反应e的ln减小,说明减小,反应向逆反应方向进行,反应e为放热反应,故属于吸热反……