2013高考人教版化学复习学案36化学反应的方向和限度

1、学案 36化学反应的方向和限度考纲要求1.了解化学反应的方向与化学反应的焓变和熵变之间的关系。2.掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据。3.能够利用化学反应的焓变和熵变判断化学反应的方向。4.了解可逆反应的定义。5.理解化学平衡的定义。6.理解影响化学平衡的7.理解化学平衡常数的定义并能进行简单计算。知识点一 化学反应进行的方向及判断依据自发反应在一定条件下就能自发进行的反应称为自发反应。判断化学反应方向的依据 (1)焓变与反应方向研究表明，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，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(2)熵变与反应方向之一。研究

2、表明，除了热效应外，决定化学反应能否自发进行的另一个。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系的物理量。用符号表示。是体系的同一条件下，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：S(g)S(l)S(s)。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)综合判断反应方向的依据要正确判断一个化学反应是否能自发进行，必须综合考虑反应的与。在恒温、恒压时，如果反应的，则该反应一定能自发进行；如果反应的， 则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。问题思考1能自发进行的反应一定能实

3、际发生吗？2为什么有时可用能量判据或熵判据判断反应进行的方向？知识点二 可逆反应和化学平衡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。问题思考通电3反应 2H2O2H2O2是否为可逆反应？点燃2化学平衡状态概念一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率，反应体系中所有参加反应的物质的保持不变的状态。建立过程在一定条件下，将 0.3 mol CO 和 0.2 mol H2O(g)通入 2 L 密闭容器中，进行反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)。反应刚开始时，浓度最大，正反应速率最大；浓度为 0， 反应速率为 0。随着反应的进行，反应物浓度逐渐，正反应速率逐渐

4、；生成物浓度逐渐，逆反应速率逐渐，最终正、逆反应速率，达到平衡状态，此时反应体系中各物质的浓度均。依据以上叙述画出反应的 vt 图象：由 vt 图象看出化学平衡是动态平衡，因为，即反应仍在进行着。(3)平衡特点问题思考4化学平衡概念中，正反应速率和逆反应速率相等的含义是什么？知识点三 化学平衡常数概念在一定温度下，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。表达式对于反应 mA(g)nB(g)(g)qD(g)，K(固体和纯液体的浓度为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。3意义K 值越大，反应物的转化率，正反应进行的程度。K 只受影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。化学

5、平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变。若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。一、化学平衡状态的判断1化学平衡状态的标志v 正v 逆反应体系中的消耗速率和生成速率相等。平衡混合物中各组成成分的含量保持不变各组分的、(有气体参加的可逆反应)、等保持不变。2实例分析典例导悟 1下列方法可以证明 H2(g)I2(g)2HI(g)，已达平衡状态的是(填序号)。个 HI时间内生成 n mol H2 的同时，生成 n mol HI一个 HH 键断裂的同时有两v(H2) v(I2) 1 v(HI)w(HI) w(I2)键断裂 百分含量 反应速率

6、2c(HI)c(H2)c(I2)211温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化 温度和体积一定时，容器内压强不再变化 条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化 温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化： 在上述 的说法中能说明 2NO2(g)(填序号)。N2O4(g) 达到平衡状态的是例举反应mA(g)nB(g)(g)qD(g)是否平衡状态混合物体系中各成分的量各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定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积分数一定总体积、总压强、总物质的量、总浓度一定正反应速率与逆反应速率的关系在时间内消耗了 m mol

7、 A，同时生成 m mol A，即 v 正v 逆在时间内消耗了 n mol B，同时消耗了 p mol C，则 v 正v 逆vAvBvCvDmnpq，v 正不一定等于 v 逆在时间内生成 n mol B，同时消耗q mol D，均指 v 逆，v 正不一定等于 v 逆压强若 mnpq，总压强一定(其他条件不变)若 mnpq，总压强一定(其他条件不变)混合气体相对平均分子质量( M ) M 一定，mnpq M 一定，mnpq温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定(其他条件不变)体系的密度()密度一定二、等效平衡含义在一定条件下(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

8、量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量。原理同一可逆反应，当外界条件一定时，反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，最后都能达到平衡状态。其中平衡混合物中各物质的含量。由于化学平衡状态与有关，而与建立平衡的无关。因而，同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同，则可形成等效平衡。分析方法按照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，通过对比两种情况下对应组分的起始量是相等，还是等比，来判断化学平衡是否等效(即“一边倒”)。分类及判断方法等效平衡有两类反应(即 n0、n0 的反应)、两种状态(即恒温恒容、恒温恒压) (1)恒温恒容条件下

9、的体积可变反应判断方法：即等效 (2)恒温恒压条件下的体积可变反应判断方法：即等效(3)恒温条件积不变的反应判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡。典例导悟 2在一定温度下进行反应H2I22HI，有以下 3 种不同的起始投料方式(初始容器容积相同)：H2(g)I2(g)molmolb mol2HI(g) 1 mol 2 mol a molmolmolc mol试判断和是否是等效平衡？和均达平衡时，H2 的物质的量是否相同？物质的量浓度是否相同？若使和成为等效平衡，则 a、b、c 应满足什么关系？题组一 化学平衡状态的判断及平衡特征1(2011山东理

10、综，28)研究 NO2、SO2、CO 等大气污染气体的处理具有重要意义。(1)NO2 可用水吸收，相应的化学反应方程式为。催化剂利用反应 6NO28NH37N212H2O 也可处理 NO2。当转移 1.2 mol 电子时，消耗的 NO2 在标准状况下是L。(2)已知：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.6 kJmol1 2NO(g)O2(g)2NO2(g)H113.0 kJmol1则反应 NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)的 HkJmol1。一定条件下，将 NO2 与SO2 以体积比 12 置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是。a体系压强保持不变

11、b混合气体颜色保持不变 cSO3 和NO 的体积比保持不变d每消耗 1 mol SO3 的同时生成 1 mol NO2测得上述反应平衡时NO2 与 SO2 体积比为 16，则平衡常数 K。(3)CO 可用于甲醇，反应方程式为 CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。CO 在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如右图所示。该反应 H0(填“”或“”、“”或“”、 “”或“”)。(2)已知：NH2COONH42H2O NH4HCO3NH3H 2O，该研究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 c(NH2COO)随时间的变化趋势如下图所示。 计算 25.0 时 ， 0 6 m

12、in 氨基甲酸 铵水解反应的平均速率 ：。根据图中信息，如何说明该水解反应速率随温度升高而增大：。题组二 化学平衡常数及应用，25)自然界的矿物、岩石的成因和变化受到许多条件的影响。地壳内每3(2011加深 1 km，压强增大约 25 00030 000kPa。在地壳内 SiO2 和 HF 存在以下平衡：SiO2(s)4HF(g)SiF4(g)2H2O(g)148.9 kJ根据题意完成下列填空：(1)在地壳深处容易有气体逸出，在地壳浅处容易有沉积。(2)如果上述反应的平衡常数 K 值变大，该反应(选填a一定向正反应方向移动)。b在平衡移动反应速率先增大后减小c一定向逆反应方向移动d在平衡移动时

13、逆反应速率先减小后增大(3)如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达到平衡时，(选填编号)。a2v 正(HF)v 逆(H2O) bv(H2O)2v(SiF4) cSiO2 的质量保持不变d反应物不再转化为生成物(4)若反应的容器容积为 2.0 L，反应时间为 8.0 min，容器内气体的密度增大了 0.12 gL1，在这段时间内HF 的平均反应速率为。94(2010理综，12)某温度下，H2(g)CO2(g)H2O(g)CO(g)的平衡常数 K4。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入 H2(g)和 CO2(g)，其起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是()A平衡时，乙中 CO2

14、 的转化率大于 60% B平衡时，甲中和丙中H2 的转化率均是 60%C平衡时，丙中 c(CO2)是甲中的 2 倍，是 0.012 molL1 D反应开始时，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下列说法错误的是()ANH4NO3 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，更适合于所有的过程2(2011长春质检)有A、B、C、D 4 个反应：则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

15、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 化学平衡状态及其判断3对于固定体积的密闭容器中进行的气体反应 A(g)B(g)C(s)2D(g)，可以说明在恒温下已达到平衡状态的是()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(2011盐城中学模拟)在容积不同的密闭容器内，分别充入等量的 N2 和 H2，在不同温度下，发生反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)，并分别在 t 秒时测定其中NH3 的体积分数，绘图如右图所示：A，B，C，D，E 五点

16、中，尚未达到化学平衡状态的点是。此可逆反应的正反应是反应(填“放热”或“吸热”)。AC 段的曲线是增函数，CE 段曲线是减函数，试从反应速率和平衡角度说明理由：。题组三 化学平衡常数及其计算5设反应Fe(s)CO2(g)FeO(s)CO(g)HQ1 的平衡常数为 K1，反应Fe(s)反应ABCDH/kJmol110.51.8012611.7S/Jmol1K 130.0113.084.0105.0起始浓度甲乙丙c(H2)/(molL1)0.0100.0200.020c(CO2)/(molL1)0.0100.0100.020H2O(g)FeO(s)H2(g)HQ2 的平衡常数为 K2，在不同温度下

17、，K1、K2 的值如下：.从上表可推断，反应是(填“放”或“吸”)热反应；.现有反应H2(g)CO2(g)CO(g)H2O(g)HQ3，平衡常数为 K3。(1)根据反应与推导出K1 、K2 、K3K3 ；可推断反应是的关系式(填“放”或“吸”)热反应。要使反应在一定条件下建立的平衡右移，可采取的措施有(填字母序号)。A缩小容器体积 C使用合适的催化剂 E升高温度B降低温度 D设法减少 CO 的量根据反应、推导出 Q1、Q2、Q3 的关系式：。现在恒容密闭容器中通入一定量 CO2，再慢慢通入 H2，使发生上述反应，在其他条件不变时，若改变 H2 的起始量，容器中 CO 的体积分数也随之改变，在右

18、图中画出 CO 的体积分数随 n(H2)变化的示意图。学案 36化学反应的方向和限度【课前准备区】知识点一 1无需外界帮助2(1)放热反应越多 降低度越多 完全 反应的焓变(2)a.(3)焓变度度 S熵变b熵的变化 H0S自发进行H0，S0H0，S0，S0温度知识点二1相同 正反应 逆反应2(1)相等 质量或浓度(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0(3)正反应速率逆反应速率 质量(或浓度)知识点三1化学平衡 浓度计量数次方的乘积 浓度计量数次方的乘积 KccqD2.cmAcnB3(1)越大 越大(2)温度T/KK1K29731.472.381 1732.151.67问题思考1不一定，化学反应方向的判据的仅仅是在一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一定能实际发生，还要考虑化学反应的快慢问题。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断反应的方向。不是可逆反应，因为条件不同。这里的 v 正与 v 逆相等是对同一种物质而言的，不同的两种物质则必须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