化反应的方向和限度导案

1、优质资料 欢迎下载 其次单元 化学反应的方向和限度 【学习目标】 1.能初步依据反应的焓变,熵变判定化学反应的方向；熟识可逆反应的限度,建立化学平稳的观点； 2.知道化学平稳常数,会判定化学平稳状态； 3.形成实事求是的科学态度,把握宏观到微观,现象到本质的科学争辩方法； 化学反应的方向 【基础学问梳理】 一 自发反应 1,完成课本 P42“沟通与争辩” 2,概念： 在确定 和 下,无需 就能 进行的反应, 我们称之为自发反应； 摸索：定义中的外界帮忙指的是什么？ 二 判定化学反应方向的依据 1,完成课本 P43“你知道吗” 小结 1反应方向的判定依据之焓变（ H） H 越 ,越有利于反应的自

2、发进行； H0的反应有自发进行的倾向；且 2,摸索：放热反应可以自发进行,吸热反应不能自发进行”,你同意这种观点吗？为什么？ 3,阅读课本 P43“阅读与摸索”与 转变呢？如何转变？ P44 并判定以下过程中能量的变化情形,这些物质的状态有没有 CaCO 3s = CaO s + CO 2g NH4Cl（ s） +BaOH2.8H2Os =2NH3g+BaCl2s+10H2Ol+ -硝酸氨溶于水 NH4NO3s = NH 4aq + NO 3aq小结 2反应方向的判定依据之熵变（ S ： 熵：衡量一个体系纷乱度的物理量,符号： 熵变：反应前后体系熵的变化；符号： S= S0 ：体系的纷乱度 ；

3、 S0 ：体系的纷乱度 自发反应有趋向于使体系的纷乱度 的倾向； 且 S 越 ,越有利于反应的自发进行； 课堂练习依据你已有的学问体会,判定以下过程的熵变大于零仍是小于零； H2Os H2Ol H2Og S 00 2NaHCO 3 S= Na 2CO 3S+CO 2g +H 2 Ol S NaOH （s） =Na +aq+OH -aq S 0 N2g+3H 2（ g） 2NH 3 g S 0第 1 页,共 13 页优质资料 欢迎下载 有关体系熵值的规律 同一物质, S（ g） S （l） S（ s）； 产愤慨体的反应和气体的物质的量增加的反应 固体溶解过程,墨水扩散过程,气体扩散过程,熵变均为

4、正值,即 S 0,为熵增过程； 4,摸索：自发反应确定是熵增加的反应吗？ 小结 3体系能量降低和纷乱度增大都有促使反应自发进行的倾向；所以要正确判定一个反应是否 能自发进行,必需综合考虑反应的焓变 H 即能量判据和熵变 S 即熵判据 . （ 1） H 0 该反应 自发进行； （ 2） H 0 , S 0 该反应 自发进行； （ 3） H0 , S 0 , S 0 该反应在较 温度下能自发进行 课堂练习 1 ,以下过程是非自发的是（ ） A. 水由高处向低处流 B. 自然气的燃烧 C. 铁在潮湿空气中生锈 D.室温下水结成冰 2 , 实 验 证 明 , 多 数 能 自 发 进 行 的 反 应 都

5、 是 放 热 反 应 ； 对 此 说 法 的 理 解 的 叙 述 中 , 正 确 的 是 （ ） A ,全部的放热反应都是自发进行的 B ,全部的自发反应都是放热的 C,焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素 D,焓变是准备反应是否具有自发性的判据 3,碳酸铵（NH 4 ） 2CO 3在室温下就能自发地分解产生氨气,对其说法正确选项（ ） A. 碳酸铵分解是由于生成了易挥发的气体,使体系的熵增大 第 2 页,共 13 页优质资料 欢迎下载 B. 碳酸铵分解是由于外界赐予了能量 C. 碳酸铵分解是吸热反应,依据能量判据不能自发分解 D. 碳酸盐都不稳固,都能自发分解 4,以下自发反应能用 H

6、 判据来说明的是 A 硝酸铵自发地溶于水 B 2N 2 O5 g = 4NO 2g + O 2g H = + C NH 42CO 3s = NH 4 HCO 3 s + NH 3 g H kJ/mol D 2H 2 g + O 2 g = 2H 2Ol H 5,以下反应的自发性,能用熵判据来说明的是 A 4FeOH 2s + 2H 2Ol + O 2g = 4FeOH 3 s B NH 4HCO 3s + CH 3COOHaq = CO 2 g + CH 3 COO NH 4 aq + H 2Ol C CaCO 3s = CaO 3 s + CO 2 g D 2H 2 g + O 2 g =

7、2H 2Ol 6,以下反应中,确定不能自发进行的是 A 2KClO 3s = 2KCls + 3O 2g H mol-1S = 1110 J mol-1K-11B COg = C 石墨 s + O2g H mol-1S = J mol-1K -12C 4FeOH 2s + 2H 2Ol + O 2g = 4FeOH 3s H mol-1S = mol-1K-1D NH 4HCO 3s + CH 3COOHaq = CO 2 g + CH 3 COO NH 4 aq + H 2Ol H mol-1S = mol-1K-1化学平稳状态 第 3 页,共 13 页优质资料 欢迎下载 【基础学问梳理】

8、一,化学平稳的争辩对象 可逆反应： ,同时进行着两个方向的反应,即正反应和逆反应； 【注】 任何一个可逆反应都不会进行到底的, 最终达到平稳状态时, 确定是每一反应物和生成物都存 在； 只有在 同时进行的才互为可逆反应； 课堂练习 1. 以下为可逆反应的是 （ ） A 氢气与氧气点燃可化合成水 ,水电解可生成氢气和氧气 , 因此氢气与氧气的反应是可逆反应； B 在催化剂的作用下,二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的同时,三氧化硫又有分解； C 碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳,氧化钙和二氧化碳在常温下生成碳酸钙,因此这二 个反应互为可逆反应； 2. 当可逆反应 2SO 2+O 2 2SO 3

9、 达到平稳后,通入 18O 2,再次达到平稳时, 18O 存在于哪些分子 中 A , SO 3, O2 B , SO 2, SO 3 C, SO 2 ,SO 3 , O2 D , SO2 , O2 3. 在确定条件下,向一固定容积的容器中投入 2molNO 2 进行反应： 2NO 2 2NO+O 2,一段时 间后测得 NO 2, NO , O2 的物质的量可能是 A. 2 mol NO , mol O 2 B. 1 mol NO 2 , mol NO C. 2 mol NO D. 0.7 mol O 2 二,化学平稳的建立 在一固定容积的密闭容器里, 充入确定量的氮气和氢气, 请分析合成氨反应

10、中正, 逆反应的反应速率, 反应物和生成物的浓度随时间的变化情形,并用图像表示；完成课本 三 , 化 学 平 衡 状 态 的 定 义 ： 指 在 的 里,正反应和逆反应的 相等,反应混合物中各组分 的浓度 的状态；化学平稳状态是在确定条件下可逆反 应进行的最大限度； 留意三点 P47 页的沟通与争辩 第 4 页,共 13 页优质资料 欢迎下载 1. 前提（适用范畴）： 2. 内在本质 3. 外在标志 四,化学平稳状态的特点 逆：化学平稳的争辩对象是可逆反应 动：动态平稳： v 正 0； v 逆 0 等： v 正 v 逆 0 定： cB 或 nB 或 B 确定 变：条件转变平稳转变 五,化学平稳

11、状态的标志 课堂练习 4. 在确定的温度下, 可逆反应： Ag+ 3Bg 2Cg 达到平稳的标志是 （ ） A. C 的生成速率与 C 的分解速率相等 B. 单位时间生成 n molA ,同时生成 3n molB C. A ,B, C 的物质的量浓度保持不变 D. A , B, C 的分子数之比为 1 ： 3 ：2 E. 容器中气体的密度保持不变 F. 混合气体的平均摩尔质量保持不变 G. 容器中气体的总压强保持不变 5（双选） 可逆反应 N 2 +3H 2 2NH 3 的正, 逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表 示,以下各关系中能说明反应已达到平稳状态的是 A,3v 正N 2=v

12、正H 2 B,v 正N 2 =v 逆NH 3 C ,2v 正 H2 =3v 逆 NH 3 D ,v 正N 2=3v 逆 H 2 6. 以下说法中可以充分说明反应 : P 气 +Q 气 R 气 +S 气 , 在恒温下已达平稳状态的是 （ ） A. 反应容器内压强不随时间变化 B. P 和 S 的生成速率相等 C. 反应容器内 P ,Q, R , S 四者共存 D. 反应容器内总物质的量不随时间而变化 7. 在确定温度下的恒容容器中,当以下物理量不再发生变化时,说明反应 : As+3Bg 2Cg+Dg 已达平稳状态的是 A. 混合气体的压强 B. 混合气体的密度 C. B 的物质的量浓度 D. 气

13、体的总物质的量 小结化学平稳状态的标志 1 v 正 = v 逆 （本质特点） 同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率； 第 5 页,共 13 页优质资料 欢迎下载 不同的物质：速率之比等于方程式中各物质的计量数之比,但必需是不同方向的速率； 2 反应混合物中各组成成分的含量保持不变（浓度标志） ： 各组成成分的质量,物质的量,分子数,体积（气体） ,物质的量浓度均保持不变； 各组成成分的质量分数,物质的量分数,气体的体积分数均保持不变； 如反应前后的物质都是气体,且总体积不等,就气体的总物质的量,总压强（恒温,恒容） , 平均摩尔质量,混合气体的密度（恒温,恒压）均保持不变； 反应物的转

14、化率,产物的产率保持不变； 六,化学平稳状态的判定 以可逆反应“ mA（g） + nB （ g）pC （ g） +qD（g）”为例,判定以下各种情形下反应是否达 到平稳状态； 是否平稳 各组分的物质的量或物质的量分数确定 混合体系中各组分 各组分的质量或质量分数确定 的含量 各气体的体积或体积分数确定 总体积,总压强,总物质的量确定 在单位时间内消耗了 n mol A ,同时也生成了 n mol A 正逆反应速率 在单位时间内消耗了 n mol B ,同时也消耗了 p mol C的关系 在单位时间内生成了 n mol B ,同时也消耗了 q mol D vA=vB=vC=vD=m n pq 压

15、强 当 m+n p+q 时,总压强确定（其他条件不变） 当 m+n p+q 时,总压强确定（其他条件不变） 混合气体的平均相 当 m+n p+q 时, Mr 确定 对分子质量（ Mr） 当 m+n p+q 时, Mr 确定 温度 任何化学反应都相伴着能量变化, 当体系温度确定时 （其 他条件不变） 颜色 反应体系内有色物质的颜色稳固不变（其他条件不变） 气体的密度 密度确定 课堂练习 8.（双选）以下说法可以证明反应 N2+3H 2 2NH 3 已达平稳状态的是 A. 1 个 NN键断裂的同时 ,有 3 个 H H 键形成 B. 1 个 NN键断裂的同时 ,有 3 个 H H 键断裂 C. 1

16、 个 NN键断裂的同时 ,有 6 个 N H 键断裂 D. 1 个 NN键断裂的同时 ,有 6 个 N H 键形成 第 6 页,共 13 页优质资料 欢迎下载 9在确定温度下,容器内某一反应中 曲线如图,以下表述中正确选项 M,N 的物质的量随反应时间变化的 A反应的化学方程式为： 2M NB t2 时,正逆反应速率相等, 达到平稳 C t3 时,正反应速率大于逆反应速率 总结化学平稳状态的判定方法 直接判定法 D t1 时, N 的浓度是 M 浓度的 2 倍 正反应速率等于逆反应速率 v 正 = v 逆 （注：用同种物质表示） 各成分的浓度保持不变 间接判定法 化学键的断裂与形成 各成分的质

17、量,物质的量,质量分数,物质的量分数,转化率等不随时间变化而变化 各气体的体积不随时间变化而变化 特殊标志判定法 反应体系的总压强,总物质的量,总质量,混合气体的平均分子量,密度等都是有条件的特殊规律, 视具体反应,具体条件准备是否可作为平稳的标志； 【课后训练】 1化学平稳主要争辩以下哪一类反应的规律 A. 可逆反应 B. 任何反应 C.部分反应 D. 气体反应 14 14 14 2 CO 与碳在高温条件下发生反 CO C 2CO,达到化学平稳后,平稳混合物中含 C 的应： 微 粒有 A CO 14 B CO, CO C CO, CO, C 14 14 14 14 14 D 14CO 3在确

18、定条件下,可逆反应 2A B 3C 在以下 4 种状态中,处于平稳状态的是 A. 正反应速率 v A=2mol/ （Lmin）逆反应速率 vB=2 mol/ （Lmin） B. 正反应速率 v A=2mol/（Lmin）逆反应速率 vC=2 mol/ （Lmin） C. 正反应速率 v A=1mol/ （Lmin）逆反应速率 vB mol/ （Lmin） D. 正反应速率 v A=1mol/ （Lmin）逆反应速率 vC=1.5mol/ （Lmin） 4（双选）在确定温度下,向 a L 密闭容器中加入 1 mol X 气体和 2mol Y 气体,发生如下反应： Xg + 2Yg 2Zg 此反应

19、达到平稳的标志是 A容器内压强不随时间变化 B 容器内各物质的浓度不随时间变化 C. 容器内 X, Y,Z 的浓度之比为 l : 2 : 2 D 单位时间消耗 0.1 mol X 同时生成 0.2 mol Z 5（双选）在确定温度下的定容密闭容器中,当以下物理量不再变化时,说明反应： As+2Bg Cg+Dg 已达平稳的是 第 7 页,共 13 页优质资料 欢迎下载 A混合气体的压强 B混合气体的密度 C B 的物质的量浓度 D气体的总物质的量 6可逆反应 2NO2 2NO+O 2在恒容密闭容器中反应,可以作为达到平稳状态的标志是 单位时问内生成 n mo1 O 2 的同时生成 2nmol N

20、O2单位时间内生成 nmol O 2 的同时生成 2nmolNO 混合气体的颜色不再转变 混合气体的密度不再转变的状态 混合气体的平均相对分子质量不再转变的状态 A B C D 7（双选）确定条件下,密闭容器中能表示反应 Xg+2Yg 2Zg 确定达到化学平稳状态的是 A, X, Y, Z 的物质的量之比为 12 2 B ,X, Y, Z 的浓度不再发生变化 C,容器中的压强不再发生变化 D,单位时间内生成 2nmol Z 同时消耗 2nmol Y 8（双选）以下说法能说明反应 Pg+Qg Sg+Rg 在恒温恒容的密闭容器中已达平稳的是 A,容器里 P, Q, R,S 四种物质共存 B ,容器

21、里 Q, R 的体积分数不再转变 C,容器内气体压强,密度不随时间变化 D ,单位时间内生成 nmolP 同时生成 nmolS 9在密闭容器中进行如下的反应： X2g+Y 2g 2Zg ；已知 X2,Y2,Z 的起始浓度分别为 L 1 1, L1, L ,在确定条件下,当反应达平稳时,各物质的浓度有可能是 A , Z 为 L 1 B , Y2 为 0.35mol L 1 1 1 C, X2 为 L D , Z 为 L 10在确定容积的密闭容器中放入 3L 气体 R 和 5L 气体 Q,在确定条件下发生反应： 2Rg+5Qg 4Xg+nYg ；反应完全后,容器温度不变,混合气体的压强是原先的 8

22、7.5%,就 化学方程式中的 n 值是 A, 2 B , 3 C, 4 D, 5 11恒温下,将 a mol N 2 与 b mol H 2 的混合气体通入一个容积固定的密闭容器中发生如下反应： N2g+3H 2g 2NH3g（ 1）如反应进行到某一时刻 t 时, nN 2=13mol , nNH3=6mol ,就 a= （ 2）反应达平稳时,混合气体的体积为 （标准状况下）,其中 NH3的体积分数为 25%,运算 平稳时 NH3的物质的量 （ 3）原混合气体与平稳混合气体的总物质的量之比 n 始 n 平 = （ 4）原混合气体中, a b= （ 5）平稳混合气体中, nN2 nH 2 nNH

23、3 = 第 3 课时 化学平稳常数 【学习目标】 1,把握化学平稳常数,平稳转化率的定义； 2,明白平稳常数表示的意义,使用时的留意事项； 3,把握有关平稳常数的简洁运算 【基础学问梳理】 一,化学平稳常数的概念 摸索完成课本 P48“沟通与争辩”其中浓度的指数与化学方程式有何关系？ 第 8 页,共 13 页优质资料 欢迎下载 1 化学平稳常数的概念 对某一可逆反应,在 下,无论反应物的起始浓度如何,反应达到 后,反应物与生成 物浓度系数次方的比是一个常数,称为 ,用 表示 2 K 的表达式： 对于以下可逆反应： aA + bB cC + dD ,就有 K=其中 c 为各组分的 二, 平稳常数

24、 K 的书写留意事项： 阅读课本 P49“沟通与争辩”表 2-9 填空 假如反应中有固体和纯液体参加,它们的浓度 写在平稳关系式中,由于它们的浓度是 的,化学平稳关系式中只包括 态物质和溶液中各 的浓度； 课堂练习 1 对于可逆反应 Cs+H 2Og COg+H 2g ,在确定温度下达到平稳时,其平稳 常数表达式正确选项 =cC cH2O/ cCO cH2 C.K=cH 2O/ cCO cH2 B.K= cCO cH2/ cC cH2O D.K=cCO cH2/ cH 2 O 2. 依据平稳常数的定义,请大家写出以下可逆反应的平稳常数表达式 1）N 2 g+3H 2 g 2NH 3g . 22

25、NH 3g N2g+3H 2 g . 3N 2g+3H 2 g 2NH 3g . 4Fe 3O 4s + 4H 2g 3Fes + 4H 2 Og . 5Cr 2O7 2- + H 2 O 2CrO 42- + 2H + 平稳常数的表达式与方程式的书写有关 K 1= ； K 2 = ； 第 9 页,共 13 页K 3= 优质资料 欢迎下载 ； 且三者关系为 K1= = 平稳常数只表现反应进行的程度,即可能性问题,而不表现到达平稳所需的时间,即现实性问题； K 越大,反应越 ,反应倾向性 2） 课堂练习 3以下数据是一些反应的平稳常数,试判定那个反应进行的最接近完全 （ A K=1 B K=10

26、 10 C K=10D K=10的平稳常数 4某温度时, N2+3H 22NH 3的平稳常数 K=a, 就此温度下, NH 3 3/2H 2+1/2N 为 （ ） A a 1/2 B a1/2 C a2D a三, 平稳常数 K 的影响因素： 阅读课本 P49 表 2-8 ,得出结论：常数 K 只和 有关； pCg+qDg 的平稳常数为,下 课堂练习 7.（双选）某温度下,反应 mAg+nBg 列说法正确选项 .越大,达到平稳时,反应进行的程度越大 .越小,达到平稳时,反应物的转化率越大 .随反应物浓度转变而转变 . 随温度转变而转变 四,平稳常数 K 的意义： 平稳常数的数值大小可以判定反应进

27、行的程度,估量反应的可能性；（判定是否处于平稳状态） 如某温度下,可逆反应 aA+bB cC+dD 平稳常数为 K ,如某时刻时,反应物和生成物的浓度关 c dC C C D 系如下：浓度商 Qc=C a A C b B 就： Qc K , v 正 v 逆,反应处于 状态 QcK ,v 正 v 逆,反应向 方向进行 Qc K ,v 正 v 逆,反应向 方向进行 课堂练习 5判定以下说法是否正确： 1）依据反应式 2P + 5Cl 2 2PCl 5 可知,假如 2 mol 的 P 和 5 mol 的 Cl 2 混合,必定生成 2 mol 的 PCl 5 ；（ ） 2）任何可逆反应在确定温度下,不

28、论参加反应的物质浓度如何不同,反应达到平稳时,各物质的平 衡浓度相同；（ ） 第 10 页,共 13 页优质资料 欢迎下载 3）可逆反应达到平稳后,增加反应物浓度会引起 K 转变；（ ） 4）一个反应体系达到平稳时的条件是正逆反应速度相等；（ ） 6. 高炉炼铁中发生的基本反应之一如下： FeOs+COg Fes+CO 2g H 0 ；已知 1100 时 平稳常数 ； 1 温度上升,化学平稳移动后达到新的平稳,高炉内 CO 2 和 CO 的体积比值 ,平稳常数 K 值 （本小题空格均备选：增大,减小或不变） 21100 时测得高炉中 cCO 2molL 1, cCO=0.1 molL 1,在这

29、种情形下,该反应是否处 于化学平稳状态 （选填“是”或“否,”此时,化学反应速率是 （正）（逆）（选填 大于,小于或等于）,其缘由是 ； 五,平稳常数的运算 完成课本 P49 例 1 课 堂 练 习 7. 合 成 氨 的 反 应 N2+3H2-1 2NH3在 某 温 度 下 各 物 质 的 浓 度 平 衡 -1 -1 是 :N 2=3mol L ,H 2=9mol L ,NH3 =4mol L 求该反应的平稳常数和 N2, H2的初始浓度； 六,平稳转化率 1. 概念：平稳转化率是指平稳时已转化了的某反应物的量与转化前该反应物的量之比； 2. 表达式： 完成课本 P50 例 2 七,平稳常数的

30、应用 例：在确定体积的密闭容器中,进行如下化学反应： CO 2 g+H 2g COg+H 2Og 其平稳常数 K 与温度 t 的关系如下表： t 700 800 830 1000 1200 K 1,该反应的平稳常数表达式为： 2,某温度下,平稳浓度符合下式： 第 11 页,共 13 页优质资料 欢迎下载 cCO 2cH2= cCO cH2O ,试判定该温度为 在此温度下,如该容器中含有 1molCO 2, 1.2molH 2 , 0.75molCO , 1.5molH 2 O,这状态是否平稳 状态？如不是,反应向哪个方向进行？ 小结： 1,书写平稳常数表达式的留意事项： 平稳常数的表达式与化学

31、方程式的书写方式有关； 对于同一反应,正反应和逆反应的平稳常数互为倒数； 平稳常数的单位与化学方程式的表示形式一一对应； 对于有纯固体或溶剂参加的反应,它们的浓度不列入平稳常数的表达式中； 平稳常数的使用条件 平稳常数与温度有关；温度确定,确定的反应具有确定的平稳常数；温度转变,平稳常数转变； 平稳常数与初始浓度无关； 3, K 值与转化率的关系： K 值越大,反应程度增大,转化率越高；反之就转化率越低；转化率越大,反应越完全！ 分析反应在 CO2g + H2 g CO g + H 2O g 的不同反应物浓度及相应的平稳转化率 结论： 提高氢气在原料所中的比例, 可使二氧化碳的平稳 转化率 ,反之亦然； 课后练习 1以下关于化学平稳常数的说法中错误选项 B （ ） A某特定反应的平稳常数仅是温度的函数 催化剂不能转变平稳常数的大小 C平稳常数发生变化,化学平稳必发生移动 D 化学平稳移动时,平稳常数必转变 22022