届一轮复习 鲁科版 化学反应的方向限度 教案Word文档下载推荐.docx
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1.自发过程
(1)含义
在一定条件下,不需要借助于外力作用就能自动进行的过程。
(2)特点
①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热量)。
②在密闭条件下,体系有从有序自发地转变为无序的倾向(无序体系更加稳定)。
2.自发反应
在一定条件下无须外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。
提醒:
自发反应(过程)指的是在一定条件下自发进行的倾向而不一定发生,如燃烧反应是自发反应,但在常温下不一定燃烧。
3.化学反应方向
(1)三个判据
(1)熵:
衡量体系混乱程度的物理量,符号为S,单位为J·
mol-1·
K-1。
(2)熵的大小:
a.同种物质,由固态→液态→气态是一个熵增的过程,即S(g)>S(l)>S(s)。
b.气体分子数增大的反应的ΔS>0。
(2)一般规律
①ΔH<
0,ΔS>
0的反应任何温度下都能自发进行;
②ΔH>
0,ΔS<
0的反应任何温度下都不能自发进行;
③ΔH和ΔS的作用相反,且相差不大时,温度对反应的方向起决定性作用。
当ΔH<
0时低温下反应能自发进行;
当ΔH>
0时,高温下反应能自发进行。
说明:
对于一个特定的气相反应,熵变的大小取决于反应前后的气体物质的系数大小。
[高考命题点突破]
命题点 化学反应方向的判断
1.下列说法正确的是________(填序号)。
【导学号:
95160190】
(1)电解质溶解于水的ΔS<0
(2)碳、硫燃烧的ΔS>0,ΔH<0
(3)CaCO3(s)加热分解的ΔS<0,ΔH>0
(4)2AB(g)C(g)+3D(g)的反应高温有利于自发进行,则反应的ΔH>0
(5)凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的
(6)-10℃的水结成冰,可用熵变的判据来解释反应的自发性
(7)常温下,反应C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>
(8)反应2Mg(s)+CO2(g)===C(s)+2MgO(s)能自发进行,则该反应的ΔH>
【答案】
(2)(4)(7)
2.
(1)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。
反应能够自发进行,则反应的ΔH________0(填“>
”“<
”或“=”)。
(2)(2016·
全国Ⅱ卷,改编)①C3H6(g)+NH3(g)+
O2(g)===C3H3N(g)+3H2O(g) ΔH=-515kJ·
mol-1
②C3H6(g)+O2(g)===C3H4O(g)+H2O(g) ΔH=-353kJ·
mol-1,上述①②反应在热力学上趋势均很大的原因是_____________________________,
其中反应ΔS>
0的是反应________。
【答案】
(1)<
(2)①②反应均为放热量大的反应 ①
考点2|化学平衡常数及其相关计算
(对应学生用书第132页)
1.化学平衡常数
(1)概念:
在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,用符号K表示。
(2)表达式
对于反应aA+bBcC+dD,K=
。
实例
①Cl2+H2OHClO+H++Cl-
K=
②C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
③CO
+H2OHCO
+OH-
④CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) K=c(CO2)。
(3)转化关系
①对于N2(g)+3H2(g)2NH3(g) K1
2NH3(g)N2(g)+3H2(g) K2
NH3(g)
N2(g)+
H2(g) K3
则K1与K2的关系为K1·
K2=1,K2与K3的关系为K2=K
,K3与K1的关系为K1=
②已知A+B2C K1,C+DE K2,则A+B+2D2E的K3=K1·
K
(用K1、K2表示)。
(4)意义:
化学平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度。
正反应进行
的程度
平衡时生成
物浓度
平衡时反
应物浓度
反应物
转化率
越大
越小
一般地说,当K>
105时,就认为反应基本进行完全了,当K<
10-5时,认为反应很难进行。
2.平衡常数的影响因素
对于确定的化学反应,平衡常数K只与温度有关,与浓度、压强无关。
(1)对于吸热反应,升高温度,K值增大。
(2)对于放热反应,升高温度,K值减小。
3.平衡转化率
对于反应:
aA+bBcC+dD中A(g)的平衡转化率可表示为:
α(A)=
×
100%{c0(A)代表A的初始浓度,[A]代表A的平衡浓度}。
[应用体验]
正误判断(正确的打“√”,错误的打“×
”)。
(1)平衡常数表达式中,可以是物质的任一浓度。
( )
(2)催化剂能改变化学反应速率,也能改变平衡常数。
(3)平衡常数发生变化,化学平衡不一定发生移动。
(4)化学平衡发生移动,平衡常数不一定发生变化。
(5)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度。
( )
(6)化学平衡常数只受温度的影响,温度升高,化学平衡常数的变化取决于该反应的反应热。
(7)同一可逆反应的正、逆两向平衡常数互为倒数。
(8)若反应物的转化率改变,化学平衡常数一定改变。
【答案】
(1)×
(2)×
(3)×
(4)√ (5)√ (6)√ (7)√ (8)×
命题点1 化学平衡的含义及影响因素
1.利用醋酸二氨合铜[Cu(NH3)2Ac]溶液吸收CO,能达到保护环境和能源再利用的目的,反应方程式为Cu(NH3)2Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3]Ac·
CO。
已知该反应的化学平衡常数与温度的关系如表所示:
温度/℃
15
50
100
化学平衡常数
5×
104
2
1.9×
10-5
下列说法正确的是( )
95160191】
A.上述正反应为吸热反应
B.15℃时,反应[Cu(NH3)3]Ac·
COCu(NH3)2Ac+CO+NH3的平衡常数为2×
C.保持其他条件不变,减小压强,CO的转化率减小,化学平衡常数减小
D.醋酸二氨合铜溶液的浓度的改变使化学平衡常数也改变
B [根据提供数据,温度降低,平衡常数增大,说明降低温度,平衡向正反应方向移动,则正反应为放热反应,A项错误;
[Cu(NH3)3]Ac·
COCu(NH3)2Ac+CO+NH3为Cu(NH3)2Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3]Ac·
CO的逆反应,两反应的平衡常数互为倒数,则[Cu(NH3)3]Ac·
COCu(NH3)2Ac+CO+NH3的平衡常数K=
=2×
10-5,B项正确;
减小压强,平衡逆向移动,CO的转化率降低,但平衡常数不改变,C项错误;
浓度改变不影响平衡常数,D项错误。
]
2.(2018·
武汉模拟)已知反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)的平衡常数和温度的关系如下:
700
800
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
现有两个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ,在Ⅰ中充入1molA和1molB,在Ⅱ中充入1molC和1molD,800℃条件下开始反应。
达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.容器Ⅰ、Ⅱ中的压强相等
B.容器Ⅰ、Ⅱ中反应的平衡常数相同
C.该反应的正反应是放热反应
D.容器Ⅰ中A的浓度比容器Ⅱ中的小
C [由题中平衡常数与温度的关系可得该反应的正反应是放热反应,C正确;
由于反应体系是绝热体系,则容器Ⅰ达到平衡时的温度比容器Ⅱ高,故其平衡常数小,平衡时压强大,A、B错误;
容器Ⅰ比容器Ⅱ温度高,故平衡时A的浓度容器Ⅰ大于容器Ⅱ,D错误。
3.随着科学技术的发展和环保要求的不断提高,CO2的捕集利用技术成为研究的重点。
完成下列填空:
(1)目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及的反应方程式为
CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)
已知H2的体积分数随温度的升高而增加。
若温度从300℃升至400℃,重新达到平衡,判断下列表格中各物理量的变化。
(选填“增大”“减小”或“不变”)
v正
v逆
平衡常数K
转化率α
(2)相同温度时,上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡,各物质的平衡浓度如下表:
[CO2]/
(mol·
L-1)
[H2]/
[CH4]/
[H2O]/
平衡Ⅰ
a
b
c
d
平衡Ⅱ
m
n
x
y
a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为________。
【解析】
(1)H2的体积分数随温度的升高而增加,这说明升高温度平衡向逆反应方向移动,即正反应是放热反应。
升高温度,正、逆反应速率均增大,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,反应物的转化率减小。
(2)相同温度时平衡常数不变,则a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为
=
【答案】
(1)
增大
减小
(2)
[易错防范] 化学平衡常数的3个误区
(1)化学平衡常数与物质状态的关系由于固体或纯液体的浓度视为常数1,所以在平衡常数表达式中不再写出。
(2)化学平衡常数与平衡移动的关系即使化学平衡发生移动,但只要温度不变,平衡常数就不会改变,利用此守恒可以计算恒定温度下再次平衡后的转化率等物理量,这也是定量化学的重要定律。
(3)若同一个反应的系数改变,化学平衡常数可能改变,但表示的意义不改变。
命题点2 利用平衡常数判断反应方向
4.(2017·
渭南二模)某温度,将2molCO与5molH2的混合气体充入容积为2L的密闭容器中,在催化剂的作用下发生反应:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
经过5min后,反应达到平衡,此时转移电子6mol。
95160192】
(1)该反应的平衡常数为______,v(CH3OH)=________mol·
L-1·
min-1。
若保持体积不变,再充入2molCO和1.5molCH3OH,此时v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
此时平衡向________移动(填“左”或“右”),平衡常数为________。
(2)在其他条件不变的情况下,再增加2molCO与5molH2,达到新平衡时,CO的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【解析】
(1)依据化学方程式知,转移4mol电子消耗CO的物质的量为1mol,此时
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