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1、2011届高三化学总复习(必修1)第7章 化学反应应 方向、限度和速率第2讲 化学反应的方向和限度基础盘础盘 点一、化学反应进行的方向及判断根据 自我诊断 1. 判断反应过程自发性的目的是 ( )A.判断反应的方向 B.确定反应是否一定发生C.判断反应过程发生的速率D.判断反应过程的热效应A基础回归 1.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。 2.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因素之一。无需外界帮助放热反热越多降低越多完全反应的焓变(
2、2)熵变与反应方向研究表明,除了热效应外,决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的 。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个体系 的物理量。用符号 表示。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)。混乱度混乱度混乱度Sb.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:因此,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;
3、如果反应的 或 ,反应是否能自发进行与反应的 有关。熵的变化自发进行S焓变熵变H0H0,S0,S0温度HTS丙=甲B.乙丁甲丙C.丁乙丙=甲D.丁丙乙甲解析 根据反应应方程式:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)甲:a mol a mol 0 mol 0 mol乙:2a mol a mol 0 mol 0 mol丙:0 mol 0 mol a mol a mol丁:a mol 0 mol a mol a mol根据极端假设设的思想,将产产物全部转转化为为反应应物,发现发现 甲和丙中加入的物质质的量一样样,乙和丁中加入的物质质的量一样样,因此甲和丙、乙和丁属于等效平衡,达到平衡后C
4、O的物质质的量:甲=丙、乙=丁,乙和甲相比,乙相当于在甲的基础础上多加了a mol CO2,增大反应应物的浓浓度平衡右移,因此达到平衡后CO的物质质的量乙甲,故n(CO)的大小顺顺序为为:乙=丁丙=甲。答案 A迁移应用4 在一定温度下,把2 mol SO2和1 mol O2通入一个一定容积的密闭容器里,发生如下反应 :2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),当此反应进行到一定程度时,反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量。如a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气
5、体的体积分数仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白:催化剂(1)若a=0,b=0,则c= ;(2)若a=0.5,则b= ,c= ;(3)a、b、c必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c):、 。解析 根据 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)开始状态态 2 mol 1 mol 0改变变初始状态态 a b c因达到平衡时时两种状态态等效,则则根据S原子守恒有:a+c=2、 ,则则(1)当a=0,b=0时时,c=2;(2)当a=0.5时时,b=0.25,c=1.5;(3)a+c=2,2b+c=2。催化剂答案 (1)2 (2)0.25 1.5 (3)a
6、+c=2 2b+c=2对对点讲练讲练题组一 化学反应的方向及其判断1.下列过程属于非自发过程的是 ( )A.N2和O2混合B.H2和O2化合生成H2OC.常温、常压下石墨转化为金刚石D.C+O2 CO2C2.下列说法错误的是 ( )A.NH4NO3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C3.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 ;另两个反应中,在温度高于 时
7、可自发进行的反应是 ,在温度低于 时可自发进行的反应是 。反应应ABCD H/kJ/mol10.51.80-126-11.7 S/J/(molK)30.0-113.084.0-105.0CB77A-161.6D题组二 化学平衡状态及其判断4. 一定条件下,在密闭容器中,能表示反应X(g)+2Y(g) 2Z(g)一定达到化学平衡状态的是 ( )X、Y、Z的物质的量之比为122 X、Y、Z的浓度不再发生变化 容器中的压强不再发生变化 单位时间内生成n mol Z,同时生成2n mol YA.B.C.D.解析 根据化学平衡状态态的概念可知,可逆反应应达平衡时时,正、逆反应应速率相等,对对于反应应前后
8、气体总总体积积不等的反应应,其压压强不再发发生变变化,各组组分的浓浓度不再变变化,但它们们的物质质的量之比不一定等于其化学计计量数之比。答案 C5.向某密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2O(g),发生反应:CO+H2O(g) CO2+H2。当反应达到平衡时,CO的体积分数为x。若维持容器的体积和温度不变,起始物质按下列四 种配比充入该容器中,达到平衡时CO的体积分数大于x的是 ( )A.0.5 mol CO+2 mol H2O(g)+1 mol CO2+1 mol H2B.1 mol CO+1 mol H2O(g)+1 mol CO2+1 mol H2C.0.5 mol CO+1
9、.5 mol H2O(g)+0.4 mol CO2+0.4 mol H2D.0.5 mol CO+1.5 mol H2O(g)+0.5 mol CO2+0.5 mol H2催化剂 高温解析 在等温等体积积反应应前后气体体积积相等的可逆反应应,只需投料比例相等,则则两平衡等效。A项项逆推后为为1.5 mol CO+3 mol H2O(g)与原平衡等效;B项项逆推后为为2 mol CO+2 mol H2O(g) , CO比例偏高,则则平衡后CO体积积分数也偏高;C项项逆推后为为0.9 mol CO+1.9 mol H2O(g),CO比例偏低,则则平衡后CO体积积分数也偏低;D项项逆推后为为1 mo
10、l CO+2 mol H2O(g)与原平衡等效。答案 B6. 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,任其发生反应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:(1)A,B,C,D,E五点中,尚未达到化学平衡状态的点 。(2)此可逆反应的正反应是 反应(填“放热”或“吸热”)。(3)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: 。解析 由图图判断可知,C点是第一个平衡点,则则A、B两点尚未达到平衡状态态。C点以后,随温度升高,NH3百分含量降低,说说明平衡向逆反应应方向移动动,所以正反应应
11、是放热热反应应。答案 (1)A 、B (2)放热 (3)A C:反应开始v正v逆,反应向右进行生成NH3;C E:已达平衡,升温使平衡左移,NH3的体积分数减小题组三 化学平衡常数及有关计算 7.一定温度下,在一个容积为1 L的密闭容器中,充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g),发生反应H2(g)+I2(g) 2HI(g),经充分反应达到平衡后,生成的HI(g)占气体体积的50%,在该温度下,在另一个容积为2 L的密闭容器中充入1 mol HI(g)发生反应HI(g) H2(g)+ I2(g),则下列判断正确的是 ( )A.后一反应的平衡常数为1B.后一反应的平衡常数为0.5C.后
12、一反应达到平衡时,H2的平衡浓度为0.25 mol/LD.后一反应达到平衡时,HI(g)的平衡浓度为0.5 mol/LB8. 下列关于平衡常数的说法中,正确的是( )A.在平衡常数表达式中,反应物浓度用起始浓度表示,生成物浓度用平衡浓度表示B.化学平衡常数较大的可逆反应,所有反应物的转化率一定大C.可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的限度D.平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化剂有关C9.关于化学平衡常数的叙述不正确的是 ( )A.温度一定,一个化学反应的平衡常数是一个常数B.两种物质反应,不管怎样书写化学方程式,平衡常数不变C.温度一定时,对于给定的化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数D.浓度商Qcv逆解析 K是温度的函数,平衡常数的表达式与化学方程式的书书写方式有关,同一个化学反应应,化学方程式书书写方式不同,平衡常数不同。正、逆反应应的平衡常数互为为倒数。如:H2 (g)+I2(g) 2HI(g),K正= ,K逆= ,所以。浓浓度商Qcv逆,所以A、C、D正确,B错误错误 。答案 B题组四 等效平衡10.一定条件下将2 mol SO2和2 mol SO3气体混合于一固定容积的密闭容器中,发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),平衡时SO3 n mol。在相同条件下,分别按下列配比在上述容器中