2017版高考化学一轮复习第7章化学反应的方向限度与速率第22讲化学反应的方向和限度试题鲁科版.doc
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1、化学反应的方向和限度考点一化学反应进行的方向1自发过程(1)含义在一定条件下,不需要借助外力作用就能自动进行的过程。(2)特点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)。在密闭条件下,体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。2自发反应在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。3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。可见,反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。(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
2、行的另一个因素是体系的混乱度。大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。熵和熵变的含义a熵的含义熵是衡量一个体系混乱度的物理量。用符号S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)。b熵变的含义熵变是反应前后体系熵的变化,用S表示,化学反应的S越大,越有利于反应自发进行。(3)综合判断反应方向的依据HTS0,反应不能自发进行。深度思考1能自发进行的反应一定能实际发生吗?答案不一定,化学反应方向的判据指出的仅仅是在一定条件下化学反应自发进行的趋势,并不能说明在该条件下反应一定能实际发生,还要考虑化学反应的快慢问题。2正误判断,正确的
3、划“”,错误的划“”(1)放热过程有自发进行的倾向性,但并不一定能自发进行,吸热过程没有自发进行的倾向性,但在一定条件下也可自发进行()(2)反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响()答案(1)(2)1已知:(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)NH3(g)H74.9 kJmol1。下列说法中正确的是()A该反应中熵变小于0,焓变大于0B该反应是吸热反应,因此一定不能自发进行C碳酸盐分解反应中熵增加,因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行D判断反应能否自发进行需要根据H与S综合考虑答案D2灰锡结构松散,不能用于制造器皿,而白锡结构坚固,可以制造器皿,现把白锡制成的器皿放在0
4、 、100 kPa的室内存放,它会不会变成灰锡而不能再继续使用?已知:在0 、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为H2 180.9 Jmol1、S6.61 Jmol1K1。答案会自发变成灰锡,不能再继续使用。解析HTS2 180.9 Jmol1103273 K(6.61 Jmol1K1)1030.38 kJmol10,能自发进行。焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响HSHTS反应情况永远是负值在任何温度下均自发进行永远是正值在任何温度下均非自发进行低温为正高温为负低温时非自发,高温时自发低温为负高温为正低温时自发,高温时非自发考点二可逆反应与化学平衡状态1可逆反应(1)定义
5、在同一条件下既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。(2)特点二同:a.相同条件下;b.正、逆反应同时进行。一小:反应物与生成物同时存在;任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示在方程式中用“”表示。2化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。(2)化学平衡的建立(3)平衡特点深度思考1正误判断,正确的划“”,错误的划“”(1)2H2O2H2O2为可逆反应()(2)二次电池的充、放电为可逆反应()(3)可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化,
6、而可逆反应属于化学变化()(4)化学反应达到化学平衡状态的正逆反应速率相等,是指同一物质的消耗速率和生成速率相等,若用不同物质表示时,反应速率不一定相等()(5)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度()(6)化学反应的限度可以通过改变反应条件而改变()2向含有2 mol的SO2的容器中通入过量氧气发生2SO2(g)O2(g)2SO3(g)HQ kJmol1(Q0),充分反应后生成SO3的物质的量_2 mol(填“”或“”,下同),SO2的物质的量_0 mol,转化率_100%,反应放出的热量_ Q kJ。答案题组一极端假设,界定范围,突破判断1一定条件下,对于可逆反应
7、X(g)3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.08 molL1,则下列判断正确的是()Ac1c231B平衡时,Y和Z的生成速率之比为23CX、Y的转化率不相等Dc1的取值范围为0 molL1c10.14 molL1答案D解析平衡浓度之比为13,转化浓度亦为13,故c1c213,A、C不正确;平衡时Y生成表示逆反应速率,Z生成表示正反应速率且vY(生成)vZ(生成)应为32,B不正确;由可逆反应的特点可知0c1”或“”、“”或“”)。答案(1)K1K2(2)解析(1)K1,K2
8、,K3,K3K1K2。(2)根据K3K1K2,500 、800 时,反应的平衡常数分别为2.5 mol2L2,0.375 mol2L2;升温,K减小,平衡左移,正反应为放热反应,所以H0。Qv逆。4在一个体积为2 L的真空密闭容器中加入0.5 mol CaCO3,发生反应CaCO3(s)CaO (s)CO2(g),测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化关系如下图所示,图中A表示CO2的平衡浓度与温度的关系曲线,B表示不同温度下反应经过相同时间时CO2的物质的量浓度的变化曲线。请按要求回答下列问题:(1)该反应正反应为_热反应(填“吸”或“放”),温度为T5 时,该反应耗时40 s达到平衡,则T
9、5时,该反应的平衡常数数值为_。(2)如果该反应的平衡常数K值变大,该反应_(选填编号)。a一定向逆反应方向移动b在平衡移动时正反应速率先增大后减小c一定向正反应方向移动d在平衡移动时逆反应速率先减小后增大(3)请说明随温度的升高,曲线B向曲线A逼近的原因:_。(4)保持温度,体积不变,充入CO2气体,则CaCO3的质量_,CaO的质量_,CO2的浓度_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(5)在T5下,维持温度和容器体积不变,向上述平衡体系中再充入0.5 mol N2,则最后平衡时容器中的CaCO3的质量为_ g。答案(1)吸 0.2(2)bc(3)随着温度升高,反应速率加快,达到平衡所需要
10、的时间变短(4)增大减小不变(5)10解析(1)T5 时,CO20.20 molL1,KCO20.20 molL1。(2)K值增大,平衡正向移动,正反应速率大于逆反应速率。(4)体积不变,增大c(CO2),平衡左移,CaCO3质量增大,CaO质量减小,由于温度不变,K不变,所以c(CO2)不变。(5)保持体积、温度不变,充入N2,平衡不移动,c(CO2)仍等于0.20 molL1,其物质的量为0.4 mol,所以剩余CaCO3的物质的量为0.5 mol0.4 mol0.1 mol,其质量为10 g。借助平衡常数可以判断一个化学反应是否达到化学平衡状态对于可逆反应aA(g)bB(g)cC(g)d
11、D(g),在一定温度下的任意时刻,反应物与生成物浓度有如下关系:Q,称为浓度商。Q考点四有关化学平衡的计算1分析三个量:即起始量、变化量、平衡量。2明确三个关系:(1)对于同一反应物,起始量变化量平衡量。(2)对于同一生成物,起始量变化量平衡量。(3)各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。3计算方法:三段式法化学平衡计算模式:对以下反应:mA(g)nB(g)pC(g)qD(g),设A、B起始物质的量(mol)分别为a、b,达到平衡后,A的消耗量为mx,容器容积为V L。 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始(mol) a b 0 0变化(mol) mx nx px qx平衡(mol
12、) amx bnx px qx则有:(1)K。(2)A平 (molL1)。(3)(A)平100%,(A)(B)。(4)(A)100%。(5)。(6)(混)(gL1)。(7)(gmol1)。题组一有关转化率的计算及判断1已知可逆反应:M(g)N(g)P(g)Q(g)H0,请回答下列问题:(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为c(M)1 molL1,c(N)2.4 molL1;达到平衡后,M的转化率为60%,此时N的转化率为_。(2)若反应温度升高,M的转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为c(M)4 molL1,c(N)a molL1;达到平衡
13、后,c(P)2 molL1,a_。(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为c(M)c(N)b molL1,达到平衡后,M的转化率为_。答案(1)25%(2)增大(3)6(4)41%解析(1)M(g)N(g)P(g)Q(g)始态molL1 1 2.4 0 0变化量molL1 160% 160%因此N的转化率为100%25%。(2)由于该反应的H0,即该反应为吸热反应,因此升高温度,平衡右移,M的转化率增大。(3)根据(1)可求出各平衡浓度:M0.4 molL1N1.8 molL1P0.6 molL1Q0.6 molL1因此化学平衡常数K由于温度不变,因此K不变,新状态达到平衡后P2 molL1Q
14、2 molL1M2 molL1N(a2) molL1K解得a6。(4)设M的转化率为x,则达到平衡后各物质的平衡浓度分别为Mb(1x) molL1Nb(1x) molL1Pbx molL1Qbx molL1K解得x41%。题组二化学平衡常数、转化率的相互换算2SO2常用于制硫酸,其中一步重要的反应为2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0。若向一个2 L的密闭容器中充入0.4 mol SO2、0.2 mol O2和0.4 mol SO3,发生上述反应。请回答下列问题:(1)当反应达到平衡时,各物质的浓度可能是_(填字母)。ASO20.3 molL1、O20.15 molL1BSO30.4 m
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