苏教版选修4高中化学化学反应的方向和限度教案.docx
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苏教版选修4高中化学化学反应的方向和限度教案
化学反应的方向和限度
课标要求
学习目标
1.了解反应能否自发进行的判据---焓变和熵变判据,能用焓变和熵变说明化学反应自发进行的方向.
2.认识反应条件控制在化学研究中的意义和作用，初步掌握控制反应条件的一些方法。
1.通过实验探究，理解浓度对化学平衡的影响；了解温度、压强对化学平衡的影响；掌握化学平衡移动原理。
2.通过实验探究，理解浓度、温度、催化剂、介质对化学反应速率的影响.
知识再现
知识点1化学反应自发进行的方向的判断
科学家根据体系存在着力图使自己的能量趋于“最低”和“有序”的自然规律。
发掘出相互关联的焓变和熵变判据为反应自发进行的依据。
反应热
混乱度
自发性
举例
放热
放热
吸热
吸热
增大
减小
增大
减小
任何温度都自发
较低温度时候能自发
较高温度时候能自发
任何温度都不能自发
２H2O2（ｌ）＝２H2O（ｌ）＋Ｏ２（ｇ）
N2+3H2
2NH3
CaCO3＝CaO＋CO2
可见由焓变和熵变判据组合的复合判据适合于所有的过程。
即
ΔH－TΔS<0,反应能自发进行
ΔH－TΔS＝0，反应处于平衡状态
ΔH－TΔS<0反应不能自发进行。
知识点2化学平衡移动原理
化学平衡移动原理（勒夏特列原理）：
如果改变影响化学平衡的一个条件（如浓度、温度、压强等）,平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
1.浓度
增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动。
减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动。
例：
AgCl在溶液中存AgCl
Ag++Cl-的平衡，当向其中加入氨水时，NH3和Ag+结合存在：
Ag++2NH3
[Ag（NH3）2]+的平衡。
因此，当NH3达到一定浓度时（较大）,AgCl就溶解了。
用总反应式AgCl+2NH3
[Ag（NH3）2]++Cl-来说明，当NH3浓度增大时，平衡向右移动，AgCl溶解。
2.压强
对于有气体参加的反应，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，减小压强平衡向气体体积增大的方向移动。
对于没有气体参加的可逆反应及反应前后气体体积不改变的反应，改变压强化学平衡不移动。
例：
工业合成氨N2+3H2
2NH3,采取的条件之一是高压，目的就是通过增大压强使平衡向右移动，增加原料气的转化率，提高平衡混合气中NH3的含量。
3.温度
升高温度平衡向吸热方向移动，降低温度平衡向放热方向移动。
无论是吸热反应还是放热反应，升高温度反应速率都加快，达到化学平衡的时间就短，降低温度反应速率则减慢，达到化学平衡状态所需时间就长。
例：
在一恒容密闭容器中存在2NO2
N2O4（放热）的平衡，当给容器加热时，可以看到混合气体颜色加深；当降低温度时，混合气体颜色变浅。
典题解悟
例1（天津.2004）一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2molSO2和1molO2，发生下列反应：
2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g）达到平衡后改变下述条件，SO3气体平衡浓度不改变的是
A．保持温度和容器体积不变，充入1molSO2（g）
B．保持温度和容器内压强不变，充入1molSO3（g）
C．保持温度和容器内压强不变，充入1molO2（g）
D．保持温度和容器内压强不变，充入1molAr（g）
解析：
A项体积不变，充入SO2即增加反应物浓度，平衡向右移动，SO3的浓度增大。
B项压强不变，充入SO3时，虽然平衡向左移动，但由于开始加入的SO2与O2的物质的量之比为2：
1，达新平衡时，其平衡状态与原平衡相同，所以SO3的浓度也与原来相等。
C项压强不变，充入O2，一方面平衡向左移动SO3的量增加，另一方面气体体积增大使物质的浓度减小，我们可以用极限法来思考，当加入无限多的O2时，SO3的浓度应趋于零，即SO3的浓度应是逐渐减小的。
D项压强不变，充入Ar气，相当于扩大容器体积，平衡向左移动，SO3的量减少，SO3的浓度也减少。
答案：
B
变形题1在一定温度不同压强（p1＜p2）下，可逆反应2X（g）
2Y（g）＋Z（g）中，生成物Z在反应混合物中的体积分数（
）与反应时间（t）的关系有以下图示，正确的是
提示：
压强越大，反应速率越快，达到平衡所用的时间就越少；此反应为气体体积增大的反应，增大压强平衡向左移动，平衡时Z的体积分数应减少。
答案：
B
例2已知反应A2（g）＋2B2（g）
2AB2（g）的△H＜0，下列说法正确的是
A.升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率减小
B.升高温度有利于反应速率增加，从而缩短达到平衡的时间
C.达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动
D.达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动
解析：
A项升高温度，正逆反应速率都增加；B项升高温度反应速率增加，达到平衡所用的时间缩短；C项，此反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，D项，此反应为气体体积减少的反应，减小压强平衡向逆反应方向移动。
答案：
B
变形题1反应：
A（气）+3B（气）
2C（气）+Q达平衡后，将气体混和物的温度降低，下列叙述中正确的是
A．正反应速率加大，逆反应速率变小，平衡向正反应方向移动
B．正反应速率变小，逆反应速率加大，平衡向逆反应方向移动
C．正反应速率和逆反应速率变小，平衡向正反应方向移动
D．正反应速率和逆反应速率变小，平衡向逆反应方向移动
提示：
此反应为放热反应，降低温度平衡向放热方向即正反应方向移动；温度降低，无论是正反应还是逆反应反应速率均降低。
答案：
C
例3用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加大的是
A加热B不用稀硫酸,改用98%浓硫酸
C滴加少量CuSO4溶液D不用铁片,改用铁粉
解析：
A项的温度升高及D项的增加固体反应物的表面积都可以加快反应速率；B项铁与浓硫酸在常温下发生钝化，加热时反应产物是SO2，不能得到氢气；C项中铁可以置换铜并附着在铁表面形成Fe-Cu原电池使反应速率加快。
答案：
B
变形题1100mL浓度为2mol.L-1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是
A加入适量的6mol.L-1的盐酸B加入数滴氯化铜溶液
C加入适量蒸馏水D加入适量的氯化钠溶液
提示：
增加反应物浓度可以加快反应速率；原电池的形成可以加速金属与酸的反应；水与NaCl溶液均使HCl的浓度减小而使反应速率降低。
答案：
B
夯实双基
1.100ml,6mol/LH2SO4跟过量锌粉反应,在一定温度下,为了减缓反应进行的速度,但又不影响生成氢气的总量,可向反应物中加入适量的
A碳酸钠（固体）B水C硫酸钾溶液D硫酸铵（固体）
2.设C+CO2=2CO（吸热反应）反应速率为v1N2+3H2=2NH3（放热反应）反应速率为v2对于上述反应,当温度升高时,v1和v2的变化情况为
A同时增大B同时减小Cv1增大,v2减小Dv1减小,v2增大
3．可逆反应N2+3H2
2NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。
下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是
A．
B．
C．
D．
4．一定温度下，反应N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）达到化学平衡状态的标志是
A．c（N2）∶c（H2）∶c（NH3）＝1∶3∶2
B．N2，H2和NH3的物质的量分数不再改变
C．N2与H2的物质的量之和是NH3的物质的量的2倍
D．单位时间里每增加1molN2，同时增加3molH2
5.把氢氧化钙放入蒸馏水中,一定时间后达到如下平衡Ca（OH）2（固）Ca2++2OH-
加入下列溶液,可使Ca（OH）2固体减少的是
ANa2S溶液BAlCl3溶液CNaOH溶液DCaCl2溶液
6.体积相同的甲.乙两个容器中,分别都充有等物质的量的SO2和O2,在相同温度下发生反应2SO2+O2＝2SO3并达到平衡,在这过程中甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中SO2的转化率为P％,则乙容器中SO2的转化率
A等于P％B大于P％C小于P％D无法判断
7.二氧化氮存在下列平衡：
2NO2N2O4＋Ｑ在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中较为适宜的是
A.温度130℃、压强3.03×105PaB.温度25℃、压强1.01×105Pa
C.温度130℃、压强5.05×104PaD.温度0℃、压强5.05×104Pa
8.在一定体积的密闭容器中放入3L气体R和5L气体Q，在一定条件下发生反应
2R（g）+5Q（g）4X（g）+nY（g）反应完全后，容器温度不变，混合气体压强是原来的87.5%，则化学方程式中的n值是
A.2B.3C.4D.5
9.某容积可变的密闭容器中放入一定量的A和B的混合气体,在一定条件下发生反应:
A（气）+2B（气）=2C（气）.若维持温度和压强不变,当达到平衡时,容器的体积为V,此时C气体的体积占40%,则下列推断正确的是
A.原混合气体的体积为1.1VB.原混合气体体积为1.2V
C.反应达到平衡时,气体A消耗了0.2VD.反应达到平衡时,气体B消耗了0.2V
10．在某稀溶液中含有4molKNO3和4molH2SO4，往其中加入1.2mol金属铜，充分反应后产生的气体在标准状况下的体积为
A．8.96LB．17.92LC．22.4LD．26.88L
11．在一定温度下，把2molSO2和1molO2通入一个一定容积的密闭容器里。
发生如下反应：
2SO2＋O2
2SO3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、SO3的物质的量（mol）如果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体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同，请填写下列空白：
<1>若a＝0b＝0则c＝___
<2>若a＝0.5则b＝___和c＝___
<3>a、b、c取值必须满足的一般条件是（请用两个方程式来表示,其中一个只含a和c，L另一个只含b和c）_______________________________________
12．已知Cl2在70℃的NaOH水溶液中，能发生氧化还原反应，反应完全后测得溶液中NaClO与NaClO3的物质的量比为4∶1。
现有49.7gCl2，将其通入到足量70℃的NaOH水溶液中，反应完全后得500ml溶液。
（1）写出Cl2在70℃的NaOH水溶液中符合上述条件的总反应方程式。
（2）计算完全反应后生成物NaClO3的物质的量浓度。
能力提高
1．某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A（g）+B（g）
2C（g）达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。
保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是
A．均减半B．均加倍C．均增加1molD．均减少1mol
2．在恒温、恒容的条件下，有反应2A（气）+2B（气）
C（气）+3D（气），现从两条途径分别建立平衡。
途径I：
A、B的起始浓度为2mol/L途径Ⅱ：
C、D的起始浓度分别为2mol/L和6mol/L；则以下叙述中正确的是
A．两途径最终达到平衡时，体系内混合气百分组成相同
B．两途径最终达到平衡时，体系内混合气百分组成不同
C．达到平衡时，途径I的反应速率V（A）等于途径Ⅱ的反应速率为V（A）
D．达到平衡时，途径I所得混合气的密度为途径Ⅱ所得混合气密度的1/2
3．在密闭的容器中，对于反应2SO2（g）+Q2（g）
2SO3（g），SO2和O2起开始时分别为20mol和10mol；达平衡时SO2的转化率为80%。
若从SO3开始进行反应，在相同的温度下，欲使平衡时各成分的百分含量与前者相同，则起始时SO3的物质的量及其转化率为
A．10mol和10%B．20mol和20%C．20mol和40%D．20mol和80%
4.反应2X（气）+Y（气）＝2Z（气）+热量,在不同温度（T1和T2）及
压强（P1和P2）下,产物Z的物质的量（nZ）与反应时间（t）的关
系如图所示.下列判断正确的是
AT1P2
CT1>T2P1>P2DT1>T2P15．在密闭容器中通人A、B两种气体，在一定条件下反应：
2A（g）+B（g）2C（g）△H<0
达到平衡后，改变一个条件，下列量（Y）的变化一定符合图中曲线的是
X
Y
A
再加入A
B的转化率
B
再加入C
A的体积分数
C
增大压强
A的转化率
D
升高温度
混合气体平均摩尔质量
6．关节炎病因是在关节滑液中形成尿酸钠晶体，尤其在寒冷季节易诱发关节疼痛其化学机理为：
尿酸根离子
尿酸
①HUr+H2O
Ur－+H3O+
②Ur－（aq）+Na+（aq）
NaUr（s）
下列对反应②叙述中正确的是
A．反应的△H>0B．反应的△H<0
C．升高温度平衡向正反应方向移动D．降低温度平衡向正反应方向移动
7．在加热条件下，木炭与浓H2SO4反应，产生的气体所具有的性质是
A．能使BaCl2溶液变浑浊B．能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．能使品红试液褪色D．能使灼热的氧化铜变为亮红色
8．amol铜跟含bmolHNO3的硝酸溶液恰好完全反应，则被还原的HNO3的物质的量一定是
A．（b－2a）molB．b/4molC．2a/3molD．2amol
9．下列关于浓硫酸的叙述正确的是
A．浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化
B．浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体
C．浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体
D．浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化
10.将2molH2O和2molCO置于1L容器中，在一定条件下，加热至高温，发生如下可逆反应：
2H2O（g）2H2+O22CO+O22CO2
（1）当上述系统达到平衡时，欲求混合气体的平衡组成，则至少还需要知道两种气体的平衡浓度，但这两种气体不能同时是__________和_________，或_______和_________。
（填它们的分子式）
（2）若平衡时O2和CO2的物质的量分别为n（O2）平=amol，n（CO2）平=bmol。
试求：
n（H2O）平=__________________。
（用含ab的代数式表示）
11.实验室可用氯气与铁粉反应制备无水氯化铁，该化合物显棕红色，易潮解，100°C左右升华。
下图是两套实验装置，左边相同，右边产品收集装置不同，分别如图（Ⅰ）和（Ⅱ）所示：
试回答：
（1）B中反应的化学方程式为，
或。
（2）D中反应前，需排除装置中空气，应采取的方法是
。
（3）D中反应的化学方程式为。
（4）装置（Ⅰ）的主要缺点是。
（5）装置（Ⅱ）的主要缺点是。
如选用此装置来完成实验，则必须采取的改进措施是：
。
12．恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下发应：
A（气）+B（气）C（气）
（1）若开始时放入1molA和1molB，到达平衡后，生成amolC，这时A的物质的量为mol。
（2）若开始时放入3molA和3molB，到达平衡后，生成C的物质的量为mol。
（3）若开始时放入xmolA，2molB和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3amol，则x=mol，y=mol。
平衡时，B的物质的量（选填一个编号）
（甲）大于2mol（乙）等于2mol
（丙）小于2mol（丁）可能大于、等于或小于2mol
作出此判断的理由是。
（4）若在（3）的平衡混合物中再加入3molC，待再次到达平衡后，C的物质的量分数是。
II．若维持温度不变，在一个与
（1）反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。
（5）开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成bmolC。
将b与
（1）小题中的a进行比较（选填一个编号）。
（甲）ab
（丙）a=b（丁）不能比较a和b的大小
作出此判断的理由是。
高考聚焦
1.在一定条件下，固定容积的密闭容器中反应：
2NO2（g）
2NO（g）+O2（g）；△H＞0，达到平衡。
当改变
其中一个条件X，Y随X的变化符合图中曲线的是
A．当X表示温度时，Y表示NO2的物质的量
B．当X表示压强时，Y表示NO2的转化率
C．当X表示反应时间时，Y表示混合气体的密度
D．当X表示NO2的物质的量时，Y表示O2的物质的量
答案：
A
2.对可逆反应4NH3（g）+5O2（g）
4NO（g）+6H2O（g），下列叙述正确的是
A．达到化学平衡时，4v正（O2）=5v逆（NO）
B．若单位时间内生成xmolNO的同时，消耗xmolNH3，则反应达到平衡状态
C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大
D．化学反应速率关系是：
2v正（NH3）=3v正（H2O）
答案：
A
3.已知反应A2（g）＋2B2（g）
2AB2（g）的△H＜0，下列说法正确的是
A升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率减小
B升高温度有利于反应速率增加，从而缩短达到平衡的时间
C达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动
D达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动
答案：
B
4．哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。
现向一密闭容器中充人1molN2和3molH2，在一定条件下使该反应发生。
下列有关说法正确的是
A达到化学平衡时，N2将完全转化为NH3
B达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
C达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化
D达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零
答案：
C
5．在某一容积为2L的密闭容器内，加入0.8mol的H2和0.6mol的I2，在一定的条件下发生如下反应：
H2（g）＋I2（g）
2HI（g），△H＜0
反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为；
（2）根据图1数据，反应开始至达到平衡时，平均速率v（HI）为；
（3）反应达到平衡后，第8分钟时：
①若升高温度，化学平衡常数K（填写增大、减小或不变）HI浓度的变化正确；
（用图2中a～c的编号回答）
②若加入I2，H2浓度的变化正确的是。
（用图2中d～f的编号回答）
（4）反应达到平衡后，第8分钟时，若反容器的容积扩大一倍，请在图3中画出8分钟后HI浓度的变化情况。
夯实双基答案：
1.BC 2.A 3.C 4.B 5.B 6.B 7.C 9.BC 10.B
11．
（1）c=2
（2）b=0.25和c=1.5（3）a+c=22b+c=2
12.
（1）7Cl2+14NaOH=4NaClO+NaClO3+9NaCl+7H2O
（2）c（NaClO3）
能力提高
1.C 2.AD 3.B 4.C 5.AC 6.BD 7.BC 8.A 9.D
10.
（1）H2OH2，COCO2
（2）（2－2a－b）mol
11．
（1）
或
（2）B中的反应进行一段时间后，看到共绿色气体充满装置，再开始加热D
（3）
（4）导管易被产品堵塞，尾气排入空气，易造成环境污染
（5）产品易受潮解在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置
12.
（1）（1－a）
（2）3a（3）23－3a丁
若
，B的物质的量小于2mol；若
，B的物质的量等于2mol；
若
，B的物质的量大于2mol
（4）
（5）乙因为（5）小题中容器容积不变，而
（1）小题中容器的容积缩小，所以（5）
小题的容器中的压力小于
（1）小题容器中的压力，有利于逆向反应，故反应达到平衡
后
。
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