《高三化学化学反应方向和限度》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三化学化学反应方向和限度（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 第16课时1.已知金刚石和石墨在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：C(金刚石、s)+O2(g)CO2(g) H1= - 395.41 kJ/molC(石墨、s)+O2(g)CO2(g) H2= - 393.51 kJ/mol关于金刚石与石墨的转化，下列说法正确的是A.金刚石转化成石墨是自发进行的过程B.石墨转化成金刚石是自发进行的过程C.石墨比金刚石能量高D.金刚石比石墨能量低【解析】主要考查能量判据的应用。-得：C(金刚石，s)C(石墨，s) H= - 1.9 kJ/mol。2.一定条件下，可逆反应X(g)+3Y(g)22Z(g)，若X、Y、Z起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0)，当达
2、平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol/L，0.3 mol/L，0.08 mol/L，则下列判断不合理的是A. c1c2=13B. 平衡时，Y和Z的生成速率之比为32C. X、Y的转化率不相等D. c1的取值范围为00；前10 min的反应速率为：v(NO2)=(0.6-0.2) mol/L10 min=0.04 mol/(Lmin)。从图象变化可以判断：25 min时，NO2的浓度增大0.4 mol/L， 即加入0.4 mol NO2；(3)新平衡比原平衡各物质的浓度都增大了，除了增加NO2外，也可 以加入N2O4和缩小体积等方法；(4) K值与温度有关，与反应途径无关。若要使新平衡时
3、c(NO2)/c(N2O4)比值变小，即减小NO2平衡浓度、增大N2O4平衡浓 度；恒温恒容的条件下，增大N2O4或NO2，根据等效平衡原理，相当于增大平衡压强，有利于平衡向缩小气体体积方向移动。4.合成氨工业在国民经济中占有重要的地位，请参与下列探究。(1)生产氢气：将水蒸气通过红热的炭，即产生水煤气。C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g) H=+131.3 kJ/mol， S=+133.7JK-1mol-1该反应在常温下(298K)能否自发 否(填“能”或“否”)。(2)已知在400时，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的K=0.5,2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的K=
4、2(填数值)。400时，在0.5 L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2 mol、1 mol、2 mol，则此时反应v(N2)正 =v(N2)逆(填“”、“p1B.图可能是不同压强对反应的影响，且p1p2C.图可能是不同温度对反应的影响，且T1T2D.图可能是同温同压下不同催化剂对反应的影响，催化剂效果 12D【解析】体系自由能变化(符号为G，单位为kJ/mol)适合于所有 过程的自发性判断。 公式为G=H-TS(T指开尔文温度，单位K，T=273+t)； 若G0，不能自发 进行(注意单位)； (2)反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的K1=
5、c2(NH3)/c(N2)c3(H2)；而 反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的K2=c(N2)c3(H2)/c2(NH3)=1/K1=2 ；当N2、H2、NH3的物质的量分别为2 mol、1 mol、2 mol时， 浓度分别为4 mol/L、2 mol/L、4 mol/L，则 Qc=c2(NH3)/c(N2)c3(H2)=42423=1/2=K1；恰好处于平衡状态； 同一物质的正、逆反应速率相等；【解析】体系自由能变化(符号为G，单位为kJ/mol)适合于所有过程的自发性判断。(3)合成氨的正反应是气体体积减小的放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动；增大压强，平衡向正反应方向移动
6、；催化剂只改变反应速 率，平衡不移动，只有D正确。【例1】在一个密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，在850时，气体混合物达到下式所示平衡：CO2+H2CO+H2O。已知达到平衡时生成0.75 mol CO。那么当H2改为9 mol，在上述条件下平衡时生成CO和H2O的物质的量之和可能为（ ）A. 1.2 mol B. 1.5 molC. 1.8 mol D. 2.5 mol典例精析典例精析C典例精析【评注】 对于可逆反应，不论在什么情况下，一定是反应物与生成物共存的状态，即任何物质的物质的量均大于零。【解析】本题考查化学反应限度的认识。CO2+H2CO+H2O起始 1 3 0
7、 0转化 x x x x平衡 0.25 2.25 0.75 0.75在此基础上，当增加H2的量，平衡右移，CO2的转化率增大 ，CO、H2O的物质的量均增大。设平衡移动后，CO、H2O的物 质的量为a，则a0.75+0.75=1.5。但CO2不能完全转化，(若 CO2完全转化，则a=2)，故a1 。 典例精析典例精析实验 组 温度 起始量 平衡量 达到平衡 所需时间 H2O CO H2 CO 1650 1 mol 2 mol 0.8 mol 1.2 mol 5 min 22900 0.5 mol 1 mol 0.2 mol 0.8 mol 3min 33900 abcdt2a=b1【例2】 (
8、2)下图1、2表示上述反应在时刻t1达到平衡，在时刻t2因改变某个条而发生变化的情况：图1中时刻t2发生改变的条件可能是增大压强 (写一条即可，下 同)。图2中时刻t2发生改变的条件可能是降低温度 。 典例精析典例精析增大压强降低温度【例2】 (3)在850时，其平衡常数K=1，850时在该容器中同时充入1.0 moI CO，3.0 mol H2O，1.0 mol CO2，5.0 mol H2，此时反应向 逆反应 (填“正反应”或“逆反应”)方向进行，平衡时CO2的物质的量为 0.8 mol。典例精析典例精析逆反应 0.8 mol典例精析【解析】 (1)根据速率概念：v(CO2)= 2-1.2
9、 mol/L5 min=0.16 mol/(Lmin)；650时平衡常数 K=c(CO2)c(H2)/c(H2O)c(CO)=0.80.8/0.21.2=83；900时平衡常数为1/61；即2a=b1。(2)速率加快而平衡不移动，可能的条件是增大压强或使用催化剂；使平衡向逆反应方向移动，可以采用降低温度的方法实现；典例精析【解析】(3) Qc=c(CO2)c(H2)/c(H2O)c(CO)=1.05.0/3.01.0=53K，所以反应向逆反应方向移动；根据平衡常数 K=c(CO2)c(H2)/c(H2O)c(CO)=(1.0-x)(5.0-x)(3.0+x)(1.0+x)=1，解得x=0.2
10、mol/L，则c(CO2)平=0.8 mol/L。典例精析变式变式1 1时间/min n(CO)/mol n(H2O)/mol n(CO2)/mol n(H2)/mol 01400 40.253.250.750.75 6n1n2n3n48n1n2n3n4t0.153.150.850.85典例精析变式变式1 1C 时间/min n(CO)/mol n(H2O)/mol n(CO2)/mol n(H2)/mol 01400 40.253.250.750.75 6n1n2n3n48n1n2n3n4t0.153.150.850.85典例精析【解析】前4 min时v(CO)=0.1875 mol/(Lm
11、in)；Qc=(0.750.75)/(0.253.25)=9/131，而升高温度，平衡向逆反应方向移动，K1。【备选题】在一容积为2 L的密闭容器内加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2，在一定条件下发生如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H0 ；反应中NH3的物质的量浓度的变化的情况如下图：(1)根据上图，计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v(NH3)为0.025 mol/(Lmin) 。典例精析0.025 mol/(Lmin)【备选题】在一容积为2 L的密闭容器内加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2，在一定条件下发生如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH
12、3(g) H0 ；反应中NH3的物质的量浓度的变化的情况如下图：(2)该反应的化学平衡常数表达式为K=c(NH3)2/c(N2)c(H2)3 。典例精析K=c(NH3)2/c(N2)c(H2)3【备选题】在一容积为2 L的密闭容器内加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2，在一定条件下发生如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H0 ；反应中NH3的物质的量浓度的变化的情况如下图：(3)反应达到平衡后，第5分钟末，保持其他条件不变，若改变反应温度，则NH3的物质的量浓度不可能为（ ）A.0.20 mol/L B.0.12 mol/L C.0.10 mol/L D.0.08 mo
13、l/L 典例精析AC【备选题】在一容积为2 L的密闭容器内加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2，在一定条件下发生如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H0 ；反应中NH3的物质的量浓度的变化的情况如下图：(4)反应达到平衡后，第5分钟末，保持其他条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡向正反应方向移动(填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”)，化学平衡常数K不变 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 典例精析向正反应方向移动 不变【备选题】在一容积为2 L的密闭容器内加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2，在一定条件下发生如下反应：N2(g)+3H2(g)2
14、NH3(g) H0 ；反应中NH3的物质的量浓度的变化的情况如下图：(5)在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH3的浓度约为0.25 mol/L)，请在上图中画出第5分钟末到此平衡时NH3浓度的变化曲线。典例精析典例精析【解析】 (1) v(NH3)=0.1 mol/L4 min=0.025 mol/(Lmin);(3)若改变温度，平衡可能向左或向右移动，但各物质的量不为0，若平衡向逆反应方向移动，则0c(NH3)0.1 mol/L；若平衡向正反应方向移动，则0.1 mol/Lc(NH3)0.2 mol/L；(4)体积减小，压强增大，有利于平衡向正反应方向移动
15、，但温度不变，则平衡常数K不变。方法指导1.化学平衡状态的判断方法：举例 反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 是否平衡 混合 物体 系中 各成 分的 含量 各物质的物质的量或各物质的物质 的量分数一定 平衡 各物质的质量或各物质的质量分数 一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 总压强、总体积、总物质的量一定 不一定平衡 方法指导1.化学平衡状态的判断方法：举例 反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 是否平衡 正、 逆反 应速 率的 关系 在单位时间内消耗了m mol A同时 生成m mol A，即v正=v逆平衡 在单位时间内消耗了n mol B同时 生成p mol C，均指v正不一定平衡vAvBvCvD=mnpq，v正不一定 等于v逆不一定平衡在单位时间内生成了n mol B，同 时消耗q mol D，均指v逆不一定平衡 方法指导1.化学平衡状态的判断方法：举例 反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 是否平衡 压强 m+
