2020届一轮复习人教版化学反应进行的方向学案

2020届一轮复习人教版化学反应进行的方向学案

第七章 化学反应速率和化学平衡学案 第四节 化学反应进行的方向 一、化学反应进行的方向判断。‎ ‎1．自发过程含义： 的过程。‎ ‎2．熵的含义：量度体系 的物理量，符号 。‎ 同一物质三种状态下熵值：气态 液态 固态。‎ ‎3．化学反应方向进行的判据 ‎⑴焓判据： 过程体系能量降低，△H 0，具有自发进行的倾向。但只用焓变判断反应的方向不全面。‎ ‎⑵熵判据：体系熵 过程体系混乱程度增大，即△S 0，反应有自发进行的倾向，但只用熵变判断反应的方向也不全面。‎ ‎⑶复合判据——自由能判据：‎ ‎①符号： ，单位：kJ·mol－1 ‎ ‎②公式：△G=△H—T△S ‎ ‎③应用：△G 0，能自发进行；△G 0，处于平衡状态；△G 0，不能自发进行。‎ ‎4．深入理解及具体运用：‎ ‎⑴反应的自发性，低温主要由 决定，高温主要由 决定。因为在自由能判据公式中：△G=△H—T△S，熵变与温度的乘积作为一个整体出现计算公式中，温度越高，熵变所起的作用越大。‎ ‎⑵自发性只能用于判断反应可能进行的方向，但不能确定过程 ，因为发生化学反应常常还需要一定的引发条件。‎ ‎⑶自发性只能用于判断反应进行的方向，与反应 无关。‎ ‎⑷当△H＜0，△S＞0时，△G＜0永远存在， 温度反应都能自发进行。‎ ‎⑸当△H＞0，△S＜0时，△G＜0永远不存在， 温度都不能自发进行。‎ ‎⑹当△H＜0，△S＜0时， 温度下△G＜0，即 温度下能自发进行。‎ ‎⑺当△H＞0，△S＞0时， 温度下△G＜0，即 温度下能自发进行。‎ ‎1．已知：反应CaCO3(s) = CaO3(s) + CO2(g) 　△H(298K) ＝+178.3kJ·mol-1 △S(298K) = +169.6 J·mol-1·K-1 通过计算判断此反应在室温下能否自发进行并粗略计算此反应能自发进行的最低温度。‎ ‎ ‎ 一、有关等效平衡 ‎1.恒温恒容——全等等效平衡 例题1．对于在一个固定体积的密闭容器中发生合成氨的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；△H＜0，填下表使各次达到的化学平衡时NH3%均为b%。‎ 序号 起始N2用量mol 起始H2用量mol 起始NH3用量mol 平衡时NH3%‎ 原始用量 ‎2‎ ‎3‎ ‎0‎ b%‎ ‎①‎ ‎1‎ ‎0‎ b%‎ ‎②‎ ‎1.5‎ b%‎ ‎③‎ ‎2.4‎ b%‎ ‎④‎ ‎1.2‎ b%‎ ‎⑤‎ ‎2.5‎ ‎⑥‎ ‎3.6‎ ‎⑦‎ x y z b%‎ ‎⑦中x、 y 、z关系 思考：⑤⑥为什么无解？‎ ‎2.恒温恒压——相似等效平衡 例题2．对于在一个固定压强体积可变的密闭容器中发生合成氨的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；△H＜0，填下表使各次达到的化学平衡时NH3%均为c%。‎ 序号 起始N2用量mol 起始H2用量mol 起始NH3用量mol 平衡时NH3%‎ 平衡体积 原始用量 ‎2‎ ‎3‎ ‎0‎ c%‎ V ‎①‎ ‎1‎ ‎1.5‎ ‎0‎ c%‎ ‎②‎ ‎4‎ ‎4‎ ‎8/3‎ c%‎ ‎③‎ ‎2.8‎ ‎2.4‎ ‎2.4‎ c%‎ ‎④‎ ‎1.2‎ ‎0.9‎ ‎1.2‎ c%‎ ‎⑤‎ x y z c%‎ ‎⑤中x 、y 、z关系 ‎[x+z/2] / [y+ 3z/2] = 2/3‎ ‎3.总结——两个相似的等效平衡中，哪些性质相同？哪些性质相似成比例？又有什么规律?‎ 平衡建立及条件 等温等容全等等效平衡 等温等压相似等效平衡 反应速率 均与原平衡相同 与原平衡 ‎ 各物质百分含量 均与原平衡相同 与原平衡 ‎ 平均相对分子质量 均与原平衡相同 与原平衡 ‎ 密度 均与原平衡相同 与原平衡 ‎ 各物质的浓度 均与原平衡相同 与原平衡 ‎ 各物质的质量 均与原平衡相同 与原平衡 ‎ 各物质的量 均与原平衡相同 与原平衡 ‎ 容器总体积 均与原平衡相同 与原平衡 ‎ ‎1．一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g) + B(g)2C(g)，若反应开始时充入2 mol A和1 mol B，达平衡后A的体积分数为a%。其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数仍是a%的是 （ ）‎ A．3 mol C B．4 mol A、2 mol B C．1.2 mol A、0.6 mol B 和0.8 mol C D．2 mol A、1 mol B和2 mol C ‎2．一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：3A(g) + B(g)2C(g)+3D(g)，若反应开始时充入3mol A和1 mol B，达平衡后A的体积分数为a%。其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数仍是a%的是 （ ）‎ A．2 mol C+ 2 mol D B．6 mol A+2 mol B C．1.5 mol A+0.5 mol B+1 mol C+ 1.5 mol D D．3mol A+1 mol B+2 mol C+3 mol D ‎3．在相同温度和压强下，对反应CO2(g)＋ H2(g)CO(g)＋H2O(g)进行甲、乙、丙、丁四组实验，实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表。上述四种情况达到平衡后，n(CO)的大小顺序是( ) ‎ 物质 CO2‎ H2‎ CO H2O 甲 amol amol ‎0mol ‎0mol 乙 ‎2amol amol ‎0mol ‎0mol 丙 ‎0mol ‎0mol amol amol 丁 amol ‎0mol amol amol A．乙＝丁＞丙＝甲 B．乙＞丁＞甲＞丙 C．丁＞乙＞丙＝甲 D．丁＞丙＞乙＞甲 ‎4．一定温度下，在恒容密闭容器中发生如下反应：2A(g) + B(g)2C(g)，若反应开始时充入2 mol A和2mol B，达平衡后A的体积分数为a%。其他条件不变时，若按下列四种配比作为起始物质，平衡后A的体积分数小于a%的是 （ ）‎ A、2 mol C B、2 mol A、1 mol B ‎ C、1 mol B和2mol C D、2 mol A、3 mol B和2 mol C ‎5．将装有2molNH3的恒容密闭容器加热，部分NH3分解后达到平衡，此混合气体中NH3的体积分数为x%；若在同一容器中最初充入的是1 mol N2和3 molH2，密封、加热到相同温度，反应达到平衡时，设此时混合气体中NH3的体积分数为y%。则x和y的正确关系是 （ )‎ A、ｘ＞ｙ　　　　B、ｘ＜ｙ　　　　C、ｘ=ｙ　　　　D、ｘ≥ｙ ‎6．将装有1molNH3的恒容密闭容器加热，部分NH3分解后达到平衡，此混合气体中NH3的体积分数为x%；若在同一容器中最初充入的是2 mol NH3，密封、加热到相同温度，反应达到平衡时，设此时混合气体中NH3的体积分数为y%。则x和y的正确关系是 （ )‎ A、ｘ＞ｙ　　　　B、ｘ＜ｙ　　　　C、ｘ=ｙ　　　　D、ｘ≥ｙ ‎7．将装有2molNH3的恒容密闭容器加热，部分NH3分解后达到平衡，此混合气体中NH3的物质的量为x；若在同一容器中最初充入的是2 mol N2和3 molH2，密封、加热到相同温度，反应达到平衡时，设此时混合气体中NH3的物质的量为y。则x和y的正确关系是 （ )‎ A、ｘ＞ｙ　　　　B、ｘ＜ｙ　　　　C、ｘ=ｙ　　　　D、ｘ≥ｙ ‎8．体积固定的容器中，充有等物质的量的SO2和O2，在一定条件下发生反应：2SO2+O22SO3，并达到平衡时，容器中SO2的体积分数为p%，现向容器中充入SO2、O2和SO3，使三种物质的浓度均增大一倍，则再达到平衡时，容器中SO2的体积分数 （ ）‎ A、等于p% B、大于p% C、小于p% D、无法判断 ‎9．体积固定的容器中，充有等物质的量的SO2和O2，在一定条件下发生反应：2SO2+O22SO3，并达到平衡时，容器中SO2的体积分数为p%，现向容器中充入等物质的量的SO2、O2，则再达到平衡时，容器中SO2的体积分数 （ ）‎ A、等于p% B、大于p% C、小于p% D、无法判断 参考答案 ‎【基础落实】‎ 一、化学反应进行的方向判断。‎ ‎1．在一定条件下，反应一旦开始，不再需要借助外力作用就能进行 ‎2.混乱程度 S ＞ ＞ ‎ ‎3. 放热 ＜ 增加 ＞ △G ＜ ＝ ＞ ‎ ‎4. 焓变 熵变 一定会发生 速率 任何 任何 较低 较低 较高 较高 ‎【对点训练】‎ ‎1． 解：△G=△H-T△S＜0 ‎ ‎ △G =+178.3kJ·mol-1 -T（+169.6 J·mol-1·K-1）＜0‎ T＞178.3×103/169.6=1051.3 K ‎ 即，温度高于1051.3 K（778.3℃）时可以自发进行 ‎【规律总结】‎ 例题1．‎ 序号 起始N2用量mol 起始H2用量mol 起始NH3用量mol 平衡时NH3%‎ 原始用量 ‎①‎ ‎2‎ ‎②‎ ‎1.5‎ ‎1‎ ‎③‎ ‎1.8‎ ‎0.4‎ ‎④‎ ‎1.4‎ ‎1.2‎ ‎⑤‎ ‎4.5‎ ‎-1‎ ‎⑥‎ ‎2.2‎ ‎-0.4‎ ‎⑦‎ ‎⑦中x、 y 、z关系 x+z/2 = 2 ； y+ 3z/2 =3 (x、 y 、z均大于0)‎ 思考：⑤⑥题计算后得出起始NH3用量均负值，不符合事实，故无解。‎ 例题2．‎ 原始用量 V ‎①‎ ‎0‎ V/2‎ ‎②‎ ‎8/3‎ ‎8V/3‎ ‎③‎ ‎2.8‎ ‎2V ‎④‎ ‎1.2‎ ‎0.9‎ ‎0.9V ‎⑤‎ ‎（x/2+z/4）V ‎[x+z/2] / [y+ 3z/2] = 2/3‎ ‎3.总结:相同 相同 相同 相同 相同 成正比 成正比 成正比 ‎ 凡是绝对的数值均成正比关系，通过比值求出的量则是相同的。‎ ‎【对点训练】‎ ‎1.C 2.C 3.A 4.D 5.C 6.B 7.B 8.C 9.C