2023届二轮复习 专题七 命题点2　化学平衡与化学反应的方向 学案（浙江专用）

命题点2化学平衡与化学反应的方向1.化学平衡状态的判断(1)动态标志:v正=v逆≠0。①同种物质:同一物质的生成速率等于消耗速率。②不同物质:必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),v正(A)(2)静态标志:各种“量”不变。①各物质的质量、物质的量或浓度不变。②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)不变。(3)综合分析。总体依据:在反应过程中“一直变化的量”在某时刻“不再变化”,则已平衡。2.化学平衡移动的判断(1)根据勒夏特列原理判断:如果改变影响平衡的一个条件(如温度、压强及参加反应的物质的浓度),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。(2)根据图像中正、逆反应速率的相对大小判断:若v正>v逆,则平衡向正反应方向移动;反之,平衡向逆反应方向移动。(3)根据变化过程中速率变化的性质判断:若平衡移动过程中,正反应速率增大的程度小于(或大于)逆反应速率增大的程度,则平衡向逆(或正)反应方向移动。(4)根据浓度商(Q)规则判断:若某温度下,Q<K,则反应向正反应方向进行;Q>K,则反应向逆反应方向进行。3.化学反应的方向(1)自发反应。①含义:在给定的条件下,无须借助外力就能自发进行的反应。②特点。Ⅰ.体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放能量)。Ⅱ.在密闭条件下,体系有从有序自发地转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。(2)熵和熵变。①熵是度量体系混乱程度的物理量,符号为S。②熵的影响因素。Ⅰ.相同条件下,物质不同,熵不同。Ⅱ.同一物质:S(g)>S(l)>S(s)。③熵变ΔS=生成物的总熵-反应物的总熵。(3)反应的自发性。若ΔH-TΔS<0,反应能自发进行;若ΔH-TΔS=0,反应处于平衡状态;若ΔH-TΔS>0,反应不能自发进行。若ΔH<0,ΔS>0该反应能自发进行若ΔH>0,ΔS<0该反应不能自发进行若ΔH<0,ΔS<0该反应在较低温度下能自发进行若ΔH>0,ΔS>0该反应在较高温度下能自发进行一、真题示向1.(2022·浙江1月选考)AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)An+(aq)+Bn-(aq),其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质,下列说法正确的是(D)A.ΔH和ΔS均大于零B.ΔH和ΔS均小于零C.ΔH可能大于零或小于零,ΔS大于零D.ΔH和ΔS均可能大于零或小于零解析:强电解质溶于水时有的放热,有的吸热,故ΔH可能大于零,也可能小于零;强电解质溶于水时,自身电离出的离子对溶剂的有序性产生影响,故ΔS可能大于零,也可能小于零。2.(2022·浙江6月选考)关于反应Cl2(g)+H2O(l)HClO(aq)+H+(aq)+Cl-(aq)ΔH<0,达到平衡后,下列说法不正确的是(D)A.升高温度,氯水中的c(HClO)减小B.氯水中加入少量醋酸钠固体,上述平衡正向移动,c(HClO)增大C.取氯水稀释,c(D.取两份氯水,分别滴加AgNO3溶液和淀粉KI溶液,若前者有白色沉淀,后者溶液变蓝色,可以证明上述反应存在限度解析:题给反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,c(HClO)减小,A项正确;加入的醋酸钠会电离出Na+和CH3COO-,CH3COO-可结合溶液中的H+使c(H+)减小,平衡正向移动,故c(HClO)增大,B项正确;稀释氯水,题给反应平衡正向移动,反应HClO(aq)H+(aq)+ClO-(aq)平衡正向移动,c(Cl-)减小的程度比c(HClO)的小,故c(Cl-)c(HClO)增大,C项正确;加AgNO3溶液产生白色沉淀,说明Cl3.(2022·广东卷)恒容密闭容器中,BaSO4(s)+4H2(g)BaS(s)+4H2O(g)在不同温度下达平衡时,各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是(C)A.该反应的ΔH<0B.a为n(H2O)随温度的变化曲线C.向平衡体系中充入稀有气体,平衡不移动D.向平衡体系中加入BaSO4,H2的平衡转化率增大解析:从图示可以看出,平衡时升高温度,氢气的物质的量减小,则平衡正向移动,说明该反应的正反应是吸热反应,即ΔH>0,故A错误;温度升高n(H2O)增大,而a曲线表示的是该组分的物质的量不随温度变化而变化,故B错误;容器容积固定,向容器中充入稀有气体,不改变各组分的浓度,平衡不移动,故C正确;BaSO4是固体,向平衡体系中加入BaSO4,不改变其浓度,平衡不移动,氢气的平衡转化率不变,故D错误。二、模拟冲关1.(2022·强基联盟统测)下列说法正确的是(A)A.常温常压下,Na2CO3、CaCO3的溶解焓变相近,Na2CO3(s)2Na+(aq)+CO32-(aq)ΔS1、CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)ΔS2B.NaCl(s)NaCl(l)ΔS<0C.常温常压下,3O2(g)2O3(g)ΔS>0D.常温常压下,2CO(g)2C(s)+O2(g)ΔS>02.(2022·浙江大学附中模拟)一定温度下,反应MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g)达到平衡时,下列说法不正确的是(C)A.恒容装置中,若Cl2(g)浓度不再改变,则该反应达到平衡状态B.恒压装置中,若减小装置体积为原来的一半,与原平衡相比,Cl2(g)的浓度不变C.及时移除反应体系中的Mg(l),可以增大MgCl2(l)的转化率D.温度升高可以增大MgCl2(l)的转化率3.向一体积不变的绝热密闭容器中充入一定量的X(g)和Y(g),发生反应X(g)+2Y(g)3M(g)+N(s)ΔH>0。下列说法正确的是(D)A.平衡后再充入一定量的稀有气体使容器内压强增大,正、逆反应速率增大B.容器内压强不再变化不能说明反应达到平衡状态C.当反应达到平衡后,X和Y的浓度之比一定为1∶2D.随着反应的进行,气体的平均相对分子质量减小解析:充入一定量的稀有气体,压强增大,但参加反应的气体浓度不变,正、逆反应速率不变,故A错误;反应前后气体体积不变,则绝热密闭容器中,温度变化,压强变化,当压强不变时,可说明反应达到平衡状态,故B错误;X和Y的物质的量不确定,不能判断平衡时浓度的关系,故C错误;反应生成固体,则气体的质量减小,物质的量不变,可知随着反应的进行,气体的平均相对分子质量减小,故D正确。4.(2022·浙江选考科目联考,节选)汽车尾气中的NO与CO能否通过反应NO(g)+CO(g)12N2(g)+CO2(g)进行净化,可以通过热力学计算进行理论分析。已知在标准压力下,由最稳定的单质合成标准压力下单位物质的量物质的反应焓变,叫做该物质的标准摩尔生成焓,用符号ΔfHmθ表示;在标准状况下,1mol纯物质的规定熵,叫做标准摩尔熵,用符号物质NOCON2CO2ΔfHm(kJ/mol)91.0-110.50-393.5Smθ/[J/(mol210.8198.0190.0213.8(1)已知当ΔH-T·ΔS<0[T为热力学温度,T(K)=273.15+t(℃)]时,反应能自发进行。则上述尾气净化反应能够自发进行的温度范围是(忽略温度变化对各物质的焓、熵的影响)。

(2)常压下,将按体积比1∶1混合的NO和CO以一定流速通过两种不同催化剂(Cat.1和Cat.2)进行反应,测量流出气体中NO含量,得出尾气脱氮率α(NO)随反应温度变化的曲线,如图所示。下列说法不正确的是(填字母)。

A.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能B.使用Cat.1时,NO的转化率随温度升高而不断增大C.相同条件下该反应在使用Cat.2时的反应热小于使用Cat.1时的反应热D.700℃为Cat.2的最佳活性温度,温度升高,催化剂可能失活解析:(1)该反应的焓变ΔH=ΔfHθ(CO2)+12ΔfHθ(N2)-ΔfHθ(CO)-ΔfHθ(NO)=[-393.5+0-91.0-(-110.5)]kJ/mol=-374kJ/mol,ΔS=Sθ(CO2)+12Sθ(N2)-Sθ(CO)-Sθ(NO)=(213.8+12×190.0-198.0-210.8)×10-3kJ/(mol·K)=-0.1kJ/(mol·K),ΔH-T·ΔS<0时反应可自发进行,则T<3.74×(2)催化剂对平衡无影响,则由Cat.2的曲线可知,温度升高时NO的转化率先增大后降低,则正反应为放热反应,正反应的活化能小于逆反应的活化能,故A正确;使用Cat.1时,因催化剂对平衡无影响,又该反应为放热反应,因此NO的转化率