《江苏省淮安中学高三化学一轮复习学案+课时作业：第四十三讲 化学反应进行的方向及工业化学》由会员分享，可在线阅读，更多相关《江苏省淮安中学高三化学一轮复习学案+课时作业：第四十三讲 化学反应进行的方向及工业化学（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四十三讲第四十三讲 化学反应进行的方向及工业化学化学反应进行的方向及工业化学 【考试说明考试说明】 1、能用焓变和熵变说明常见化学反应的方向。 2、认识催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。 3、认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 【教学设计教学设计】 一、化学反应进行的方向一、化学反应进行的方向 1自发过程 （1）含义：在一定条件下不借助外部力量就能自动进行的过程。 （2）特点： 体系趋向于从 状态转变为 状态。 在密闭条件下，体系趋向于从 状态转变为 状态。 2化学反应方向的判据 （1）焓判据 用 判断反应进行的方向。 焓减原理：自发反应的H
2、 0，绝大多数放热反应都能自发进行，且反应放 出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。 （2）熵判据 用 判断反应进行的方向。自发反应的S 0 熵：描述体系 的物理量，用符号 S 表示 熵增原理：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大。大多数熵增加 反应都能自发进行，且反应的熵增加越多，体系混乱度增加越多，反应越完全。产生气体 的反应、气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值（ S 0） ，为熵增加反应。 熵的大小：在同一条件下，不同物质的熵不同；同一物质的熵与其聚集状态及外界 条件有关，同一种物质，三种状态下，熵值的大小顺序为：气态 液态 固态 （3）焓判断和熵判断的
3、复合判据（自由能变化）: G=HT S HTS0 反应 HTS = 0 反应 HTS0 反应 在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向 HTS0 的方向进行，直至达到平衡状 态。 【例 1】下列过程是非自发的是（ ） A、水由高处向低处流； B、天然气的燃烧； C、铁在潮湿空气中生锈； D、室温下水结成冰 【例 2】 碳酸铵（NH4）2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的 是 A、其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大；B、其分解是因为外界给予了能 量； C、其分解是吸热反应，据能量判据不能自发分解；D、碳酸盐都不稳定，都能自发分 解。 【例 3】某工业生产中发生反应
4、：2A(g)+B(g) 2M(g)，H0。下列有关该工业生产 的说法正确中的是 （ ） A、工业上在合成 M 时，一定采用高压条件，因为高压有利于 M 的生成 B、若物质 B 价廉易得，工业上一般采用加入过量的 B，以提高 A 和 B 的转化率 C、工业上一般采用较高温度合成 M，因温度越高，反应物的转化率越高 空气 水 分离液化空气 N2 O2 C + O2 = CO2 H2 NH3 CO2 煤 提供热量 C + H2O CO + H2 CO + H2O CO2 + H2 压缩 D、工业生产中常采用催化剂，因为使用催化剂可提高 M 的日产量 二、工业化学二、工业化学-合成氨的工业合成氨的工业
5、 1原料气的准备 思考与交流：思考与交流：怎样以空气、水和煤为原料，制备硝酸铵。写出有关化学反应方程式。 2合成氨工业条件的选择 请根据反应特点：N2 + 3H2 2NH3 (H0)，说明合成氨工业选择合适条件的依据。 总结合成氨的条件：_。 【例 4】化学工业在国民经济中占有极其重要的地位，江苏省是国内最早的硫酸生产基地 之一。 （1）硫酸生产中，根据化学平衡原理来确定的条件或措施有 （填写序号） 。 A矿石加入沸腾炉之前先粉碎 B使用 V2O5作催化剂 C接触室中不使用很高的温度 D净化后炉气中要有过量的空气 E接触氧化在常温下进行 F吸收塔中用 98.3%的浓硫酸吸收 SO3 （2）在
6、537时，往容积可变的密闭容器中充入 2molSO2（g） 、1molO2（g） ，此时容器的 体积为 200L，压强为 1.01105Pa。向容器中加入固体催化剂，并保持恒温恒压，发生反 应： 2SO2 + O2 2SO3，达到平衡时，平衡气体中 SO3 的体积分数为 0.91。试回答下列问题： 从理论上看，压强增大，平衡向正反应方向移动，SO2的转化率增大。但工业上二氧 化硫催化氧化采用常压而不用高压，主要的原因是 。 保持上述温度和压强不变，若向容器中只充入 2molSO3，并加入固体催化剂，则平衡 时 SO2的体积分数是 ，此时平衡混合气体的体积是 。 温度仍保持 537，容器的体积保
7、持 200L 不变。充入 amol SO2和 bmolO2，并加入固 体催化剂，反应达到平衡时，SO3的体积分数仍为 0.91，体系压强为 1.01105Pa。若 a:b2:1，则 a= 。 （3）硫酸工业的尾气中含有少量的 SO2，常加氨水吸收后再加硫酸回收 SO2，同时得到化 肥硫酸铵，硫酸铵溶液中各离子物质的量浓度由大到小的顺序为 。 【教学反思】 改变条件化学反应速率化学平衡生产措施 浓度 压强 温度 催化剂 第四十三讲第四十三讲 化学反应进行的方向及工业化学化学反应进行的方向及工业化学(课时作业课时作业) 1已知：C(s)CO2(g)2CO(g)；H0。该反应达到平衡后，下列条件有利
8、于反应向正 方向进行的是( ) A、升高温度和减小压强 B、降低温度和减小压强 C、降低温度和增大压强 D、升高温度和增大压强 2.下列说法正确的是 ( ) A.凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的 B.自发反应在任何条件下都能实现 C.自发反应在恰当条件下才能实现 D.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变 3.下列关于化学反应的自发性叙述中正确的是 ( ) A.焓变小于 0 而熵变大于 0 的反应肯定是自发的 B.焓变和熵变都小于 0 的反应肯定是自 发的 C.焓变和熵变都大于 0 的反应肯定是自发的 D 熵变小于 0 而焓变大于 0 的反应肯定是 自发的 4.下列
9、反应是自发进行的吸热反应的是 ( ) A.NaOH+HCl=NaCl+H2O B.NH4Br(s)=NH3(g)+HBr(g) C.2CO+O2=CO2 D.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) 5乙酸蒸气能形成二聚分子：2CH3COOH(g) (CH3COOH)2(g) ，H0。现欲测定乙 酸的式量，应采取的措施是 A高温低压 B低温高压 C低温低压 D高温高压 6一定条件下，合成氨反应达到平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为 20.0%，与反 应前的体积相比，反应后体积缩小的百分率是( ) (A)16.7% (B)20.0% (C)80.0% (D)83.3% 7.下列过程属于
10、熵增加的是 ( ) A.一定条件下水由气态变为液态 B.高温高压条件下使石墨转化为金刚石 C.散落的火柴的无序排列 D.CO 点燃时生成 CO2 8.已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为 C(石墨、s)+ O2(g)= CO2(g) H2= 393.5kJ/mol，C(金刚石、s)+ O2(g)= CO2(g) H2= 395.4kJ/mol。关于石墨和金刚石的 相互转化，下列说法正确的是 ( ) A.石墨转化成金刚石是自发进行的过程 B.金刚石转化石墨成金刚石是自发进行的过程 C.相同质量时，石墨比金刚石能量低 D.相同质量时，金刚石比石墨能量低 9.250和 1.01105Pa 时，反
11、应 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)H=56.76kJ/mol，自发进行 的原因 A.是吸热反应 B.是放热反应 C.是熵减少的反应 D.熵增大效应大于能量效应。 10有平衡体系 CO（g）+ 2H2（g） CH3OH（g） ，H0。为了增加甲醇的产量，工 厂应采取的正确措施是 A高温、高压 B适宜温度、高压、催化剂 C低温、低压 D低温、高压、催化剂 11恒温、恒压下，n molA 和 1molB 在一个容积可变的容器中发生如下反应： A(g) + 2B(g) 2C(g) 一段时间后达到平衡，生成 amolC。则下列说法中正确的是： A物质 A、B 的转化率之比为 1 : 2 B
12、当 v正 A=2v逆(C) 时，可断定反应达到平衡 C若起始时放入 3nmolA 和 3molB，则达平衡时生成 3amolC D起始时刻和达平衡后容器中的压强比为（1+n）:（1+n- 2 a ） 姓名：姓名： 学号：学号： 班级：班级： 12将物质的量之比为 1:3 的 N2和 H2混合，在一定条件下进行合成氨反应 N2 + 3H2 2NH3， 请说明采取下列措施，对化学平衡所产生的影响。 （1）使用催化剂_； （2）及时分离出 NH3_； （3）等温等容条件下充入少量的稀有气体_； （4）等温等压条件下充入少量的稀有气体_。 13、在 298 K 时，下列反应的H依次为： C2H5OH(
13、l) +3O2(g)2CO2(g) + 3H2O(l)；H1 = -1366.8 kJ. . mol1 C(石墨) + O2(g) CO2(g)； H2 = -393.5 kJ. . mol1 H2(g) + 1/2O2(g) H2O(l)； H3 = -285.8kJ. . mol1 乙醇(C2H5OH)、氢气、石墨和氧气的熵值分别为：161.0、130.6、5.74、205.3 Jmol 1K1，则 298K 时，由单质生成 1 mol 乙醇的H、S及G分别为多少？ 14、 （09 年浙江理综）超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的 NO 会破坏臭氧层。科学家 正在研究利用催化技术将尾气中的
14、NO 和 CO 转变成 CO2和 N2，其反应为：2NO2CO 2CO2N2。为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感 器测得不同时间的 NO 和 CO 浓度如表： 时间(s)012345 c(NO)(mol/L)1.001034.501042.501041.501041.001041.00104 c(CO)(mol/L)3.601033.051032.851032.751032.701032.70103 请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）： （1）在上述条件下反应能够自发进行，则反应的H 0（填写“”、 “”、 “”） 。 （2）前 2s 内的平均反应速率 v(N2) 。 （3）在该温度下，反应的平衡常数 K 。 （4）假设在密闭容
