2022年《导学案化学反应的方向和限度》

1、精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -化学反应的方向和限度 考纲要求 1.明白化学反应的方向与化学反应的焓变和熵变之间的关系；2.把握化学反应在肯定条件下能否自发进行的判定依据；3.能够利用化学反应的焓变和熵变判定化学反 应的方向； 4.明白可逆反应的定义；5.懂得化学平稳的定义；6.懂得影响化学平稳的因素； 7.懂得化学平稳常数的定义并能进行简洁运算；学问点一化学反应进行的方向及判定依据1 自发反应在肯定条件下 就能自发进行的反应称为自发反应；2 判定化学反应方向的依据1焓变与反应方向讨论说明，对于化学反应而言，绝大多数 都能自发进行，且反应放出的热量 ，

2、体系能量 得也 ，反应越 ；可见， 是制约化学反应能否自发进行的因素之一；2熵变与反应方向讨论说明，除了热效应外，打算化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的 ；大多数自发反应有趋向于体系 增大的倾向；熵和熵变的含义a熵的含义熵是衡量一个体系 的物理量；用符号 表示；同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是： Sg> Sl> Ss；b熵变的含义熵变是反应前后体系 ，用 表示， 化学反应的S 越大，越有利于反应 ；3综合判定反应方向的依据要正确判定一个化学反应是否能自发进行，必需综合考虑反应的 与 ；在恒温、恒压时，假如反应的 ，就该反应肯定能自发

3、进行；假如反应的 ， 就 该 反 应 一 定 不 能 自 发 进 行 ； 如 果 反 应 的 或 ，反应是否能自发进行与反应的 有关；问题摸索1能自发进行的反应肯定能实际发生吗？2 为什么有时可用能量判据或熵判据判定反应进行的方向？学问点二可逆反应和化学平稳1 可逆反应 条件下，既能向 方向进行，又能向 方向进行的化学反应；问题摸索精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 1 页，共 12 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -通电3反应 2H 2O2H 2 O2 是否为可逆反应？点燃2 化学平稳

4、状态1概念肯定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率 ，反应体系中全部参与反应的物质的 保持不变的状态；2建立过程在肯定条件下， 将 0.3 mol CO 和 0.2 mol H 2Og 通入 2 L 密闭容器中， 进行反应： COg H2OgCO 2g H 2g；反应刚开头时， 浓度最大，正反应速率最大；速率为 0； 浓度为 0， 反应随着反应的进行，反应物浓度逐步 ，正反应速率逐步 ；生成物浓度逐步 ，逆反应速率逐步 ，最终正、逆反应速率 ，达到平稳状态，此时反应体系中各物质的浓度均 ；依据以上表达画出反应的v t 图象：由 v t 图象 看出化学平稳是动态平稳，由于 ，即反应仍在进行

5、着；3平稳特点问题摸索4化学平稳概念中，正反应速率和逆反应速率相等的含义是什么？学问点三化学平稳常数1 概念在肯定温度下， 当一个可逆反应达到 时，生成物 与反应物 的比值是一个常数，用符号 表示；2 表达式对于反应 mAg nBgpCg qDg ，K 固体和纯液体的浓度为常数，通常不计入平稳常数表达式中；3 意义1K 值越大，反应物的转化率 ，正反应进行的程度 ；2K 只受 影响，与反应物或生成物的浓度变化无关；3化学平稳常数是指某一详细反应的平稳常数；如反应方向转变，就平稳常数转变；如方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平稳常数也会转变；精选名师 优秀名师 - - - -

6、- - - - - -第 2 页，共 12 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -一、化学平稳状态的判定1 化学平稳状态的标志1v 正 v 逆 反应体系中 的消耗速率和生成速率相等；2平稳混合物中各组成成分的含量保持不变 各组分的 、 、 、 有气体参与的可逆反应、 等保持不变； 2 实例分析例举反应mAg nBgpCg qDg各物质的物质的量或各物质的物质的量分数肯定是否平衡状态混合物体系中各成分的量正反应速率与逆反应速率的关系压强混合气体相对平均分子质量 M 温度各物质的质量或各物质的质量分数一定各气体的体积或体

7、积分数肯定总体积、总压强、总物质的量、总浓度肯定在单位时间内消耗了m mol A ，同时生成 m mol A ，即 v 正 v 逆在单位时间内消耗了n mol B ，同时消耗了 p mol C ，就 v 正 v 逆 v A v B vCvD m n p q， v 正不肯定等于v 逆在单位时间内生成n mol B ，同时消耗 q mol D ，均指 v 逆， v 正不肯定等于v 逆如 m n pq，总压强肯定其他条件不变 如 m n pq，总压强肯定其他条件不变 M 肯定， m n p q M 肯定， m n p q任何化学反应都相伴着能量变化，当体系温度肯定 其他条件不变体系的密度 密度肯定典

8、例导悟1以下方法可以证明H2g I2g2HIg ，已达平稳状态的是 填序号 ；2单位时间内生成n mol H 2 的同时，生成n mol HI一个 H H键断裂的同时有两个H I键 断 裂 百 分 含 量wHI wI 2 反 应 速 率v H2 v I 2 1 vHIcHI cH 2 cI 2 2 1 1温度和体积肯定时，某一生成物浓度不再变化温度和体积肯定时，容器内压强不再变化条件肯定，混合气体的平均相对分子质量不再变化温度和体积肯定时，混合气体颜色不再变化温度和压强肯定时，混合气体的密度不再变化讨 论 ： 在 上 述 的 说 法 中 能 说 明2NO2gN2O4g 达 到 平 衡 状 态

9、的 是 填序号 ；精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 3 页，共 12 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -二、等效平稳1 含义在肯定条件下恒温恒容或恒温恒压，对同一可逆反应体系， 时加入物质的物质的量不同，而达到化学平稳时，同种物质的百分含量 ；2 原理同一可逆反应，当外界条件肯定时，反应无论从正反应开头，仍是从逆反应开头，最终都能达到平稳状态；其中平稳混合物中各物质的含量 ；由于化学平稳状态与 有关，而与建立平稳的 无关；因而，同一可逆反应，从不同的状态开头，只要达到平稳时条件 温度、

10、浓度、压强等 完全相同，就可形成等效平稳；3 分析方法依据化学方程式的化学计量数关系，把起始物转化为方程式 的物质，通过对比两种情形下对应组分的起始量是相等，仍是等比，来判定化学平稳是否等效即“一边倒” ；4 分类及判定方法等效平稳有两类反应即 n 0、n 0 的反应 、两种状态 即恒温恒容、恒温恒压 1恒温恒容条件下的体积可变反应判定方法： 即等效2恒温恒压条件下的体积可变反应判定方法： 即等效3恒温条件下体积不变的反应判定方法：无论是恒温恒容，仍是恒温恒压，只要 即等效，由于压强转变对该类反应的化学平稳 ；典例导悟 2在肯定温度下进行反应H2 I22HI ，有以下 3 种不同的起始投料方式

11、初始容器容积相同：H2gI2g2HIg1 mol1 mol0 mol2 mol2 mol1 mola molb molc mol1试判定和是否是等效平稳？2和均达平稳时，H 2 的物质的量是否相同？物质的量浓度是否相同？3如使和成为等效平稳，就a、b、 c 应满意什么关系？题组一化学平稳状态的判定及平稳特点精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 4 页，共 12 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -1 2021 ·山东理综， 28讨论 NO 2、SO2、CO 等大气污染气体的处理具有

12、重要意义；1NO 2 可用水吸取，相应的化学反应方程式为 ；利用反应6NO2 8NH 3催化剂7N 2 12H 2O 也可处理NO 2；当转移1.2 mol 电子时，消耗的 NO 2 在标准状况下是 L ；2已知： 2SO2g O2g2SO3gH 196.6 kJ1m·ol2NOg O2 g2NO2 gH 113.0 kJ1m·ol 1就反应 NO 2g SO2gSO3g NOg 的 H kJ m·ol；肯定条件下， 将 NO 2 与 SO2 以体积比1 2 置于密闭容器中发生上述反应，以下能说明反应达到平稳状态的是 ；a体系压强保持不变 b混合气体颜色保持不变c

13、 SO3 和 NO 的体积比保持不变d每消耗1 mol SO 3 的同时生成1 mol NO 2测得上述反应平稳时NO 2 与 SO2 体积比为1 6，就平稳常数K ；3CO 可用于合成甲醇，反应方程式为COg 2H 2gCH 3OHg ；CO 在不同温度下的平稳转化率与压强的关系如右图所示；该反应H 0 填“>”或“<”；实际生产条件掌握在250 、 1.3× 104 kPa 左右，挑选此压强的理由是 ；2 2021 ·浙江理综，27 某讨论小组在试验室探究氨基甲酸铵NH 2COONH 4 分解反应平稳常数和水解反应速率的测定；1将肯定量纯洁的氨基甲酸铵固体置

14、于特制的密闭真空容器中假设容器体积不变，固体试样体积忽视不计 ，在恒定温度下使其达到分解平稳：NH 2COONH 4s2NH 3 g CO 2g试验测得不同温度下的平稳数据列于下表：温度 /15.020.025.030.035.0平稳总压强/kPa5.78.312.017.124.0平稳气体总浓 1度/mol ·L2.4×3103.4×3104.8×3106.8×3109.4×310可以判定该分解反应已经达到平稳的是 ；A 2v NH 3 vCO 2 精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 5 页，共 12 页

15、- - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -B密闭容器中总压强不变 C密闭容器中混合气体的密度不变D密闭容器中氨气的体积分数不变依据表中数据，列式运算25.0 时的分解平稳常数： ；取肯定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25.0 下达到分解平稳；如在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量将少”或“不变”； 填“增加”、“减氨基甲酸铵分解反应的焓变H 0 填“>”、“”或 “<”，熵变 S 0填 “>”、“”或 “<”；2已知： NH 2COONH 4 2H2ONH 4HCO 3 N

16、H 3·H2 O，该讨论小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率，得到 cNH 2COO 随时间的变化趋势如下图所示； 计 算25.0 时 ， 0 6min氨 基 甲 酸 铵 水 解 反 应 的 平 均 速 率 ： ；依据图中信息，如何说明该水解反应速率随温度上升而增大： ；题组二化学平稳常数及应用32021 ·上海， 25自然界的矿物、岩石的成因和变化受到很多条件的影响；地壳内每加深 1 km ，压强增大约25 000 30 000 kPa ；在地壳内SiO2 和 HF 存在以下平稳：SiO 2s4HFgSiF4g 2H2Og 148.9 kJ依据题意完

17、成以下填空：1在地壳深处简洁有 气体逸出，在地壳浅处简洁有 沉积；2假如上述反应的平稳常数K 值变大，该反应 选填编号 ； a肯定向正反应方向移动b在平稳移动时正反应速领先增大后减小c肯定向逆反应方向移动 d在平稳移动时逆反应速领先减小后增大3假如上述反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达到平稳时， 号 ；a 2v 正HF v 逆H 2O b v H2O 2v SiF 4c SiO2 的质量保持不变d反应物不再转化为生成物 选填编4如反应的容器容积为2.0 L ，反应时间为8.0 min ，容器内气体的密度增大了0.12 g L· 1，在这段时间内HF 的平均反应速率为 ；精选名师

18、 优秀名师 - - - - - - - - - -第 6 页，共 12 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -94 2021 ·北京理综， 12某温度下， H 2g CO 2gH2Og COg 的平稳常数K 4；该温度下在甲、 乙、丙三个恒容密闭容器中，投入 H 2g 和 CO 2g ，其起始浓度如下表所示；起始浓度甲乙丙 1cH 2/mol cCO 2 /mol以下判定不正确选项L· 0.0100.0200.020·L 10.0100.0100.0201A 平稳时，乙中CO2 的转化率

19、大于60% B平稳时，甲中和丙中H2 的转化率均是60%C平稳时，丙中cCO2是甲中的2 倍，是 0.012 mol L·D反应开头时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢题组一化学反应进行的方向1以下说法错误选项 A NH 4NO 3 溶于水是自发过程B同一种物质气态时熵值最大，液态时次之，而固态时最小C借助于外力能自发进行的过程，其体系的能量趋向于从高能状态转变为低能状态D由能量判据 以焓变为基础和熵判据组合而成的复合判据，更适合于全部的过程 2 2021 ·长春质检 有 A 、B、 C、D 4 个反应：反应ABCDH /kJ1m·olm·ol10

20、.51.80 126 11.7S/J1 ·K 130.0113.084.0 105.0就在任何温度都能自发进行的反应是 ；任何温度都不能自发进行的反应是 ；另两个反应中，在温度高于 时可自发进行的反应是 ，在温度低于 时可自发进行的反应是 ；题组二 化学平稳状态及其判定3对于固定体积的密闭容器中进行的气体反应Ag BgCs 2Dg ，可以说明在恒温下已达到平稳状态的是A 反应容器中压强不随时间变化而变化BA 气体和 B 气体的生成速率相等C混合气体的平均摩尔质量不随时间变化而变化D反应混合气体的密度不随时间变化而变化 4 2021 ·盐城中学模拟 在容积不同的密闭容器内，分

21、别充入等量的N 2 和 H 2，在不同温度下，任其发生反应N2g 3H 2g2NH 3g，并分别在t 秒时测定其中NH 3 的体积分数，绘图如右图所示：1A ， B， C， D ，E 五点中，尚未达到化学平稳状态的点是 ；2此可逆反应的正反应是 反应 填“放热”或“吸热”；3AC 段的曲线是增函数，CE 段曲线是减函数，试从反应速率和平稳角度说明理由： ；题组三化学平稳常数及其运算精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 7 页，共 12 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -5设反应 Fes C

22、O 2gFeOs COgH Q1 的平稳常数为K 1，反应 FesH 2OgFeOs H 2gH Q2 的平稳常数为K 2，在不同温度下，K1 、K 2 的值如下： .从上表可推断，反应是T/KK1K29731.472.381 1732.151.67 填“放”或“吸”热反应； .现有反应 H2g CO 2gCOg H2OgH Q3 ，平稳常数为K3；1 依据反应与推导出K 1、 K2、 K3 的关系式K3 ；可推断反应是 填“放”或“吸”热反应； 要使反应在肯定条件下建立的平稳右移，可实行的措施有 填字母序号 ；A 缩小容器体积B 降低温度C使用合适的催化剂D 设法削减CO 的量E上升温度 2

23、依据反应、推导出Q1、Q2 、Q3 的关系式： ； 3现在恒容密闭容器中通入肯定量CO 2，再渐渐通入H2，使发生上述反应， 在其他条件不变时，如转变 H 2 的起始量， 容器中 CO 的体积分数也随之转变，在右图中画出CO 的体积分数随nH 2变化的示意图；学案 36化学反应的方向和限度【课前预备区】知 识 点 一 1无需外界帮忙2 1 放热反应越多降低越多完全反应的焓变2纷乱度纷乱度 a.纷乱度Sb熵的变化S自发进行3焓变熵变H<0， S>0H>0， S<0H <0， S<0H>0， S>0温度学问点二1相同正反应逆反应2 1 相等质量或浓度

24、2反应物生成物逆减小减小增大增大相等保持不变可以v 正 v 逆 03正反应速率逆反应速率质量 或浓度 学问点三1化学平稳浓度计量数次方的乘积浓度计量数次方的乘积K cp C ·cq D2. mcA ·cn B精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 8 页，共 12 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -3 1 越大越大2温度问题摸索1不肯定，化学反应方向的判据指出的仅仅是在肯定条件下化学反应自发进行的趋势， 并不能说明在该条件下反应肯定能实际发生，仍要考虑化学反应的快慢问题；

25、2当能量判据与熵判据的差别较大时，可用能量判据或熵判据判定反应的方向；3不是可逆反应，由于条件不同；4这里的 v 正与 v 逆相等是对同一种物质而言的，不同的两种物质就必需是一个为正反应速率，另一个为逆反应速率且二者之比等于化学计量数之比；【课堂活动区】一、 1.1同一物质2 物质的量浓度质量分数物质的量分数体积分数反应物的转化率2是是是不肯定是是不肯定不肯定是不肯定是不肯定是不肯定二、 1.起始相同2相同条件途径3同一半边4 1 极值等量2极值等比 3极值等比无影响典例导悟1解析1对于反应前后气体分子总数不等的可逆反应，可从化学反应速率、化学键断裂、物质的量、物质的量浓度、转化率、颜色、温度

26、、相对原子质量、压强、密度等来判定；2对于反应前后气体分子总数相等的可逆反应，可从化学反应速率、化学键断裂、物质的量、物质的量浓度、转化率、颜色、温度等来判定此时相对分子质量、压强、密度不能作为判定依据；2 1 将中 HI 转化到左半边反应物中，就nH2 nI 2 2 0.5 mol 2 0.5 mol1 1，与中比值相同，故二者是等效平稳；2和都达平稳状态时，中H 2 的物质的量应是中的2.5 倍；物质的量浓度亦是的 2.5 倍；cc3如使等效，a、b、 c 三者关系应满意： × 1 a × 1 b 11 或 a b221 1， c 0；【课后练习区】高考集训1 13NO

27、 2 H2O=2HNO 3 NO6.722 41.8b2.67 或833<在 1.3×104 kPa 下， CO 的转化率已较高，再增大压强CO 转化率提高不大，同时生产成本增加，得不偿失解析1依据题给化学方程式可知当6 mol NO 2 全部参与反应时，转移电子6 mol ×40 24 mol ，故转移1.2 mol 电子时，消耗NO 2 0.3 mol ，即 6.72 L ；2 设所给的两个反应方程式分别标注为2SO2g O2g .2SO3gH1 196.6kJ ·mol2g22 1、 2NOg O.2NO gH 113.0 kJ ·mol 1

28、，所求总反应方程式的H精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 9 页，共 12 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -为 HH3， H3 1 H 2 12 196.6 kJ1m·ol113.0 kJ21m·ol 41.8 kJ m·ol；第 2 问，由于该反应为前后气体体积相等的反应，故体系的压强始终保持不变，故不能以压强不变作为判定标志，故a 错误； SO3 与 NO 的体积比始终保持1 1，故 c 错；依据“ 异方向，量相当” 的原理可知d 错；设 NO 2 和

29、 SO2 的起始加入量分别为1 mol 和 2 mol，容器体积为V；就有： 设 NO 的转化量为 xNO 2g SO2g .SO3g NOg起始量 mol1200转化量 molxxxx平稳量 mol1 x2 xxx据题意有 1 x1就 x 0.8 mol 2 x60.8 0.8V·平稳常数 K V82.67；30.2 1.2 或V·V 33 从图像来看，随着温度的上升，CO 的转化率变小，故H <0，综合温度、压强对 CO 转化率的影响来看，在题给压强下，CO 的转化率已经很大，不必再增大压强；2 1 BC K c2NH 3 ·cCO 2 22 1c3c3

30、4 27×4.8× 10mol ·L 13 1.6× 108mol ·L1 3增加 >>2 0.05 mol11Lmin· · 25 时反应物的起始浓度较小，但0 6 min的平均反应速率 曲线的斜率仍比15.0 时的大解析1 依据化学平稳状态判定标志是v正 v 逆，各组分浓度不再发生变化，由 NH 2COONH 4s .2NH 3g CO 2g 可见该反应为不等体积变化即反应物和生成物气体分子数不相同 ，可以得恒容状态下压强不变或混合气体密度不变时，反应即达到平稳状态，但上述反应中反应物无气体参与，因此生成物中

31、各组分气体体积分数恒定不变；3131 依据 K c2NH 3 ·cCO 2 2×4.8 × 10mol3·L24.8× 10mol ·L· 3 1.6× 10 8mol ·L 13； 由 NH 2 COONH 4s .2NH 3g CO 2g 正反应气体分子数增加，增大压强平稳向逆反应方向移动； 由表中数据可以得出温度上升，压强增大，即随着温度的上升，平稳向正反应方向L移动，因此正反应是吸热反应，所以H>0 ；依据 NH 2COONH 4s .2NH 3g CO2g ，正反应是生成物气体分子数增多的

32、反应，所以S>0；c2.2 mol 1 1.9 mol ·L 12 依据 v得到 v t·6 min 0.05 mol ·L 1·min 1； 由图像数据可以得出，用不同初始浓度，不同温度下的平均反应速率的大小来说明：如 25 时反应物的起始浓度较小，但 06 min 的平均反应速率曲线的斜率 仍比 15.0 时的大；3 1SiF 4、H2OSiO22ad113bc40.001 0 mol L·min解析1气体的溶解度随压强的增大而上升，固体溶解度不受压强的影响，地壳深处，压强大，有SiF 4、H 2O 气体逸出，而SiO2 易在地壳浅处

33、沉积；2平稳常数K 值增大，必使生成物浓度增大，平稳正向移动，故a 正确， c 错误；平稳正向移动，所以逆反应速领先减小，随着平稳的移动，生成物浓度增大，所以逆反应速率也随之增大，故d 正确， b 错误；精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 10 页，共 12 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -3用不同物质表示化学反应速率时，其速率之比等于化学计量数之比，故a 错误， b正确；反应达到平稳时，各组分质量保持不变，正、逆反应速率相等，反应物和生成物之间并非不转化，故c 正确， d 错误；4依据密度的转变量，先求得质量的转变量，可运算出参与反应的HF 的物质的量，进一步运算平均反应速率，设参与反应的HF 质量为 mHF ，m 0.12 gSiO2s 4HFg .SiF4g 2H2Ogm 4× 20 g1042&#