高二化学教案《化学反应的方向和限度学案》教学设计Word文档格式.docx

1、0时，反应在较高温度下自发进行。知识点一能量判据1.实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是（）A.所有的放热反应都是自发进行的B.所有的自发反应都是放热的C.焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素D.焓变是决定反应是否具有自发性的惟一判据答案C解析多数能自发进行的反应都是放热反应，并不是所有自发进行的反应都是放热反应，既然说“多数”，必定存在特例，所以只能说“焓变是影响反应是否具有自发性的一个重要因素，但不是唯一因素”。2.下列自发反应可用焓判据来解释的是（）A.2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g） H=+56.7 kJ?mol-1B.（NH4）2CO3

2、（s）=NH4HCO3（s）+NH3（g） H=+74.9 kJ?C.2H2（g）+O2（g）=2H2O（l） H=-286 kJ?D.CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g） H=+178.2 kJ?解析从焓变的角度分析，化学反应有由高能状态向低能状态转化、使体系能量降低的趋势，表现为放热反应较易进行。知识点二熵判据3.碳酸铵（NH4）2CO3在室温下就能自发的分解产生氨气，对其说法正确的是（）A.碳酸铵分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大B.碳酸铵分解是因为外界给予了能量C.碳酸铵分解是吸热反应，根据能量判据不能自发分解D.碳酸盐都不稳定，都能自发分解答案A解析（NH4）2CO

3、3的分解为吸热反应，而吸热反应不易自发进行;根据焓变与熵变对化学反应的共同影响，该反应熵值一定增大。4.摩尔熵是单位物质的量的物质在一定条件下所具有的熵。试比较下列两组物质摩尔熵的大小顺序。（1）相同条件下的气态甲醇、乙醇、丙醇。（2）气态苯、液态苯、固态苯。答案（1）S（气态甲醇）解析一般来讲，组成物质的原子种类相同时，一个分子中的原子数目越多，其混乱度就越大，熵值也越大;对于同一种物质，S（g）根据以上的规律可知，对于（1），S（气态甲醇）知识点三复合判据5.某反应：A=B+C在室温下不能自发进行，在高温下能自发进行，对该反应过程H、S的判断正确的是（）A.H0、S答案D解析由题意知：该反

4、应在室温下不能自发反应，而高温下能自发进行。根据H和S对反应方向的共同影响可推知：H0，S0。6.下列反应中，常温常压下一定不能自发进行的是（）A.2KClO3（s）=2KCl（s）+3O2（g）H=-78.03 kJ?S=+1 110 J?K-1B.CO（g）=C（s，石墨）+12O2（g）H=110.5 kJ?S=-89.36 J?C.4Fe（OH）2（s）+2H2O（l）+O2（g）=4Fe（OH）3（s）H=-444.3 kJ?S=-280.1 J?D.NH4HCO3（s）+CH3COOH（aq）=CO2（g）+CH3COONH4（aq）+H2O（l）H=37.30 kJ?S=+184

5、.05 J?答案B练基础落实1.下列说法中正确的是（）A.凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的B.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减小或不变的反应C.自发反应在恰当的条件下才能实现D.自发反应在任何条件下都能实现解析放热反应常常是容易进行的过程，吸热反应有些也是自发的;自发反应的熵不一定增大，可能减小，也可能不变;过程的自发性只能用于判断过程的方向，是否能实现还要看具体的条件，能量判据和熵判据要综合考虑利用，不能简单地单一使用。故选C。2.下列对熵的理解不正确的是（）A.同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小B.体系越有序，熵值越小;越混乱，熵值越大C.与外界隔离的体系，自发过

6、程将导致体系的熵减小D.25 、1.01105 Pa时，2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）是熵增的反应解析体系都有从有序自发转变为无序的倾向，此过程为熵增过程，故C错误。3.在图中A、B两容器里，分别收集着两种互不作用的理想气体。若将中间活塞打开（如图所示），两种气体分子立即都分布在两个容器中。这是一个不伴随能量变化的自发过程。关于此过程的下列说法不正确的是（）A.此过程为混乱程度小的向混乱程度大的方向变化的过程，即熵增大的过程B.此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出C.此过程从有序到无序，混乱度增大D.此过程是自发可逆的解析根据题意H=0，S0，由H-TS推知该过程能自发进行

7、，气体扩散为熵增过程，而其逆过程不能自发进行。4.已知在等温条件下，化学反应方向的判据为：H-TS0，反应能逆向自发进行。（其中H为焓变，S为熵变，T为热力学温度，单位为K）设反应A（s）=D（g）+E（g）H-TS=（-4 500+11T）J?mol-1，要防止反应发生，温度必须（）A.高于409 KB.低于136 KC.高于136 K而且低于409 KD.低于409 K5.25 和1.01105 Pa时，反应2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）H=+56.7 kJ/mol，自发进行的原因是（）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练方法技巧6.

8、石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C（石墨）+O2（g）=CO2（g） H=-393.51 kJ?C（金刚石）+O2（g）=CO2（g） H=-395.41 kJ?关于金刚石和石墨的相互转化，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.金刚石转化成石墨是自发进行的过程C.金刚石比石墨更稳定D.金刚石比石墨能量低解析由热化学方程式可知，石墨比金刚石能量低，1 mol石墨转化为1 mol金刚石需吸收1.9 kJ的热量，金刚石转化为石墨是放热反应，因此金刚石转化为石墨是自发进行的过程。物质所具有的能量越低越稳定。点拨：那些不用借助外力就可以自动进行的自发过程的共同特点是：体系趋于从

9、高能状态转变为低能状态（这时体系会对外部做功或释放热量），这就是所谓的能量判据。但是自动进行的自发反应不一定都是由高能状态到低能状态的过程，例如，硝酸铵溶于水。因而只使用能量判据来确定变化过程的方向是片面的。对具体反应需应用能量判据和熵判据综合进行分析，即凡是能够使体系能量降低、熵增大的方向就是化学反应容易进行的方向。7.汽车尾气（含烃类、CO、NO与SO2等）是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，其反应原理是：2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g），在298 K、100 kPa下，H=-113 k

10、J?mol-1，S=-145 J?下列说法中错误的是（）A.该反应中反应物总能量高于生成物的总能量B.该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂条件C.该反应常温下能自发进行，高温和催化剂条件只是加快反应的速率D.汽车尾气中的这两种气体会与人体血红蛋白结合而使人中毒思路点拨：解答本题要注意以下两点：（1）利用G=H-TS判断反应的方向。（2）注意反应发生的条件。解析因为2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g），298 K时，H=-113 kJ/mol，S=-145 J?K-1，说明该反应为放热反应，且是熵减的反应，生成物的总能量低于反应物的总能量。常温时G=H-TS=-113

11、 kJ?mol-1-298 K（-14510-3 kJ?K-1）=-69.79 kJ?mol-1p2，则此正反应为_（填“吸热”或“放热”）反应，也是一个气体分子数_（填“减少”或“增大”）的反应，由此判断，此反应自发进行，必须满足的条件是_。（2）在图象反应中，T1_T2（填“”、“T2，则该反应能否自发进行?答案（1）放热减少低温（2）放热（3）能自发进行解析本题涉及图象的分析及化学平衡的移动和反应进行的方向等知识点。反应中恒压下温度升高，（A）减小，即升高温度平衡向左移动，则正反应为放热反应，Hp2知恒定温度时压强越大，（A）越大，即增大压强平衡向右移动，说明此反应为气体分子数减少的反应

12、（a+bc），即为熵减反应，ST2;温度越高，平衡时C的物质的量越小，即升高温度平衡向左移动，则正反应为放热反应，HT2，恒压下温度越高（A）越小，说明升高温度平衡向左移动，正反应为放热反应，H0，则2CO（g）?CO2（g）+C（s）为放热反应，H0。（2）由题给信息，要使反应能自发进行，须有H-TS0，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 mol?L-1，c（N）=2.4 mol?L-1。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

13、（M）=4 mol?L-1，c（N）=a mol?L-1;达到平衡后，c（P）=2 mol?L-1，a=_。（4）若反应温度不变，反应物的起始浓度为：c（M）=c（N）=b mol?L-1，达到平衡后，M的转化率为_。解答本题要把握以下两点：（1）运用三段式求出平衡转化率。（2）温度不变平衡常数不变。答案（1）25%（2）增大（3）6（4）41.4%解析M（g）+N（g） P（g）+Q（g）起始浓度?mol?L-1?12.4 0 0转化浓度?160%160% 160%平衡浓度?0.4 1.80.6 0.6N的转化率为0.6 mol?L-12.4 mol?L-1100%=25%。（2）由于该反应

14、正反应吸热，温度升高，K增大，平衡右移，则M的转化率增大。（3）温度不变，平衡常数不变，K=0.60.60.41.8=22?4-2?a-2?=12，a=6。（4）根据（3）的结果，设M的转化率为x，则K=bxbxb?1-x?b?=12，则x1-x=12，x=41.4%。6.某温度下，将H2和I2各0.1 mol的气态混合物充入10 L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c（H2）=0.008 mol?（1）求该反应的平衡常数。（2）在上述温度下，该容器中若通入H2和I2蒸气各0.2 mol，试求达到化学平衡状态时各物质的浓度。答案（1）平衡常数为0.25（2）c（H2）=c（I2）=0.01

15、6 mol?L-1，c（HI）=0.008 mol?L-1解析（1）依题意可知，平衡时c（H2）=0.008 mol?L-1，消耗c（H2）=0.002 mol?L-1，生成c（HI）=0.004 mol?H2+I2?2HI起始时各物质浓度（mol?L-1）0.010.01 0平衡时各物质浓度（mol?L-1）0.008 0.0080.004K=c2?HI?c?H2?I2?=?0.004?0.008?2=0.25。（2）依题意可知，c（H2）=0.02 mol?L-1，c（I2）=0.02 mol?设H2的消耗浓度为x，则：H2+I2 ?2HI平衡时物质浓度（mol?L-1）0.02-x0.0

16、2-x2x因为K不随浓度发生变化，只与温度有关，则有：2x?0.02-x?2=0.25，解得x=0.004 mol?平衡时c（H2）=c（I2）=0.016 mol?L-1，c（HI）=0.008 mol?7.合成氨反应N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）在某温度下达到平衡时，各物质的浓度是c（N2）=3 mol?L-1，c（H2）=9 mol?L-1，c（NH3）=4 mol?L-1，求：该温度时的平衡常数;N2、H2的起始浓度。答案K=7.3210-3c（N2）=5 mol?L-1c（H2）=15 mol?解析K=c2?NH3?N2?c3?=42393=7.3N2+3H2? 2NH3起

17、始xy 0平衡3 mol?L-19 mol?L-1 4 mol?cx-3 moly-9 mol?L-14 mol?x-34=12x=5 mol?y-94=32y=15 mol?8.在一个容积为500 mL的密闭容器中，充入5 mol H2和2 mol CO。在一定温度和一定压强下，发生如下反应：2H2（g）+CO（g） CH3OH（g），经过5 min后达到平衡状态。若此时测得CH3OH蒸气的浓度为2 mol?（1）以H2的浓度变化表示的该反应的速率;（2）达平衡时CO的转化率;（3）该温度下的K。答案（1）v（H2）=0.8 mol?min-1（2）50%（3）0.028L2?mol-2解析

18、设CO反应的浓度为x，则H2反应的浓度为2x，由题意可得：c（起始H2）=5 mol/0.5 L=10 mol?c （起始CO）=2 mol/0.5 L=4 mol?2H2（g）+CO（g）?CH3OH（g）起始浓度：10 mol?L-1 4 mol?L-10反应浓度：2x x 2 mol?平衡浓度：10-2x 4-x 2 mol?解得：x=2 mol?10-2x=6 mol?4-x=2 mol?（1）v（H2）=c（H2）/t=4 mol?L-1/5 min=0.8 mol?（2）（CO）=c（反应CO）/c（起始CO）100%=2 mol?L-1/4 mol?100%=50%（3）K=c?

19、CH3OH?CO?c2?=2262L2?mol-2=0.028 L2?练综合拓展9.氨是重要的氮肥，合成原理为：N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）H=-92.4 kJ?mol-1。回答下列问题：（1）写出平衡常数K的表达式_，如果降低温度，该反应K值_，化学反应速率_，N2的转化率_。（填“增大”、“减小”或“不变”）（2）在500、20 MPa时，将N2、H2置于一个容积为2 L的密闭容器中发生反应，反应过程中各种物质的物质的量随时间的变化如图所示，回答下列问题： 10 min内以NH3表示的平均反应速率为_。在1020 min内，NH3浓度变化的原因可能是（）A.使用了催化剂 B.缩小容器体积C.降低温度 D.增加NH3物质的量第1次平衡的时间为：_，第2次平衡的时间为：_，第1次平衡：平衡常数K1=_（带数据的表达式），第2次平衡时NH3的体积分数_;在反应进行至25 min时，曲线发生变化的原因：_，达第二次平衡时，新平衡的平衡常数K2_K1（填“大于”、“小于”或“等于”）。答案（1）K=c2?增大减小增大（2）0.005 mol?min-1A2025 min3540 min?0.15?20.1250.075?345.5%移走0.1 mol NH3等于