高中化學 2.2《化學反應的方向和限度》教案 蘇教版選修4_第1頁
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文檔簡介

1、第二單元 化學反應的方向和限度知識點講解課標解讀課標要求學習目標1.了解反應能否自發(fā)進行的判據(jù)-焓變和熵變判據(jù),能用焓變和熵變說明化學反應自發(fā)進行的方向.2. 認識反應條件控制在化學研究中的意義和作用,初步掌握控制反應條件的一些方法。1.通過實驗探究,理解濃度對化學平衡的影響;了解溫度、壓強對化學平衡的影響;掌握化學平衡移動原理。2.通過實驗探究,理解濃度、溫度、催化劑、介質(zhì)對化學反應速率的影響.知識再現(xiàn)知識點一、化學反應自發(fā)進行的方向的判斷科學家根據(jù)體系存在著力圖使自己的能量趨于“最低”和“有序”的自然規(guī)律。發(fā)掘出相互關(guān)聯(lián)的焓變和熵變判據(jù)為反應自發(fā)進行的依據(jù)。反應熱混亂度自發(fā)性舉例放熱放熱吸

2、熱吸熱增大減小增大減小任何溫度都自發(fā)較低溫度時候能自發(fā)較高溫度時候能自發(fā)任何溫度都不能自發(fā)H2O2()H2O()()N2 + 3H2 2NH3CaCO3CaOCO2可見由焓變和熵變判據(jù)組合的復合判據(jù)適合于所有的過程。即 HTS 0, 反應能自發(fā)進行 HTS 0,反應處于平衡狀態(tài) HTS 0 反應不能自發(fā)進行。 知識點二、化學平衡移動原理化學平衡移動原理(勒夏特列原理):如果改變影響化學平衡的一個條件(如濃度、溫度、壓強等),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。1.濃度增大反應物濃度或減小生成物濃度,平衡向正反應方向移動。減小反應物濃度或增大生成物濃度,平衡向逆反應方向移動。例:AgCl在溶液中

3、存AgCl Ag+ + Cl- 的平衡,當向其中加入氨水時,NH3和Ag+結(jié)合存在:Ag+ + 2NH3 Ag(NH3)2+ 的平衡。因此,當NH3達到一定濃度時(較大), AgCl就溶解了。用總反應式 AgCl+ 2NH3 Ag(NH3)2+ + Cl- 來說明,當NH3濃度增大時,平衡向右移動,AgCl溶解。 2.壓強對于有氣體參加的反應,增大壓強平衡向氣體體積減小的方向移動,減小壓強平衡向氣體體積增大的方向移動。對于沒有氣體參加的可逆反應及反應前后氣體體積不改變的反應,改變壓強化學平衡不移動。 例:工業(yè)合成氨 N2 + 3H2 2NH3,采取的條件之一是高壓,目的就是通過增大壓強使平衡向

4、右移動,增加原料氣的轉(zhuǎn)化率,提高平衡混合氣中NH3的含量。 3. 溫度升高溫度平衡向吸熱方向移動,降低溫度平衡向放熱方向移動。無論是吸熱反應還是放熱反應,升高溫度反應速率都加快,達到化學平衡的時間就短,降低溫度反應速率則減慢,達到化學平衡狀態(tài)所需時間就長。 例:在一恒容密閉容器中存在 2NO2 N2O4(放熱) 的平衡,當給容器加熱時,可以看到混合氣體顏色加深;當降低溫度時,混合氣體顏色變淺。典題解悟例1 (天津.2004) 一定條件下,向一帶活塞的密閉容器中充入2mol SO2和1molO2,發(fā)生下列反應:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)達到平衡后改變下述條件,SO3氣體平衡濃度不

5、改變的是A 保持溫度和容器體積不變,充入1mol SO2(g)B 保持溫度和容器內(nèi)壓強不變,充入1mol SO3(g)C 保持溫度和容器內(nèi)壓強不變,充入1mol O2(g)D 保持溫度和容器內(nèi)壓強不變,充入1mol Ar(g)解析:A項體積不變,充入 SO2即增加反應物濃度,平衡向右移動,SO3的濃度增大。B項壓強不變,充入 SO3時,雖然平衡向左移動,但由于開始加入的SO2與O2的物質(zhì)的量之比為2:1,達新平衡時,其平衡狀態(tài)與原平衡相同,所以SO3的濃度也與原來相等。C項壓強不變,充入 O2,一方面平衡向左移動SO3的量增加,另一方面氣體體積增大使物質(zhì)的濃度減小,我們可以用極限法來思考,當加

6、入無限多的O2時,SO3的濃度應趨于零,即SO3的濃度應是逐漸減小的。D項壓強不變,充入 Ar氣,相當于擴大容器體積,平衡向左移動,SO3的量減少,SO3的濃度也減少。答案:B變形題1(北京.2005)在一定溫度不同壓強(p1p2)下,可逆反應2X(g) 2Y(g)Z(g)中,生成物Z在反應混合物中的體積分數(shù)()與反應時間(t)的關(guān)系有以下圖示,正確的是P1P2BP1P2CP1P2AP1P2Dtttt提示:壓強越大,反應速率越快,達到平衡所用的時間就越少;此反應為氣體體積增大的反應,增大壓強平衡向左移動,平衡時Z的體積分數(shù)應減少。答案:B例2 (全國卷二.2005)已知反應A2(g)2B2(g

7、)2AB2(g)的H0,下列說法正確的是A. 升高溫度,正向反應速率增加,逆向反應速率減小B. 升高溫度有利于反應速率增加,從而縮短達到平衡的時間C. 達到平衡后,升高溫度或增大壓強都有利于該反應平衡正向移動D. 達到平衡后,降低溫度或減小壓強都有利于該反應平衡正向移動解析: A項升高溫度,正逆反應速率都增加;B項升高溫度反應速率增加,達到平衡所用的時間縮短;C項,此反應為放熱反應,升高溫度平衡向逆反應方向移動,D項,此反應為氣體體積減少的反應,減小壓強平衡向逆反應方向移動。答案:B變形題1 (北京春季.2003)反應:A(氣)+3B(氣) 2C(氣)+Q達平衡后,將氣體混和物的溫度降低,下列

8、敘述中正確的是A正反應速率加大,逆反應速率變小,平衡向正反應方向移動B正反應速率變小,逆反應速率加大,平衡向逆反應方向移動C正反應速率和逆反應速率變小,平衡向正反應方向移動D正反應速率和逆反應速率變小,平衡向逆反應方向移動提示:此反應為放熱反應,降低溫度平衡向放熱方向即正反應方向移動;溫度降低,無論是正反應還是逆反應反應速率均降低。答案:C例3 (廣東.2000) 用鐵片與稀硫酸反應制取氫氣時,下列措施不能使氫氣生成速率加大的是 A 加熱 B 不用稀硫酸,改用98%濃硫酸 C 滴加少量CuSO4溶液 D 不用鐵片,改用鐵粉解析:A項的溫度升高及D項的增加固體反應物的表面積都可以加快反應速率;B

9、項鐵與濃硫酸在常溫下發(fā)生鈍化,加熱時反應產(chǎn)物是SO2,不能得到氫氣;C項中鐵可以置換銅并附著在鐵表面形成Fe-Cu原電池使反應速率加快。答案:B變形題1(北京春季.2000) 100mL濃度為2mol.L-1的鹽酸跟過量的鋅片反應,為加快反應速率,又不影響生成氫氣的總量,可采用的方法是 A 加入適量的6mol.L-1的鹽酸 B 加入數(shù)滴氯化銅溶液 C 加入適量蒸餾水 D 加入適量的氯化鈉溶液提示:增加反應物濃度可以加快反應速率;原電池的形成可以加速金屬與酸的反應;水與NaCl溶液均使HCl的濃度減小而使反應速率降低。答案:B夯實雙基 1. 100ml, 6mol/L H2SO4 跟過量鋅粉反應

10、,在一定溫度下,為了減緩反應進行的速度,但又不影響生成氫氣的總量,可向反應物中加入適量的 A 碳酸鈉(固體) B 水 C 硫酸鉀溶液 D 硫酸銨(固體)2.設(shè)C+CO2=2CO(吸熱反應)反應速率為v1 N2+3H2=2NH3(放熱反應)反應速率為v2 對于上述反應,當溫度升高時,v1和v2的變化情況為 A 同時增大 B 同時減小 C v1增大,v2減小 D v1減小,v2增大3可逆反應N2+3H2 2NH3的正、逆反應速率可用各反應物或生成物濃度的變化來表示。下列各關(guān)系中能說明反應已達到平衡狀態(tài)的是ABCD4一定溫度下,反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)達到化學平衡狀態(tài)的標志是Ac(

11、N2)c(H2)c(NH3)132 BN2,H2和NH3的物質(zhì)的量分數(shù)不再改變CN2與H2的物質(zhì)的量之和是NH3的物質(zhì)的量的2倍D單位時間里每增加1molN2,同時增加3molH25. 把氫氧化鈣放入蒸餾水中,一定時間后達到如下平衡 Ca(OH)2(固) Ca2+ + 2OH- 加入下列溶液,可使Ca(OH)2固體減少的是 A Na2S溶液 B AlCl3溶液 C NaOH溶液 D CaCl2溶液6. 體積相同的甲.乙兩個容器中,分別都充有等物質(zhì)的量的SO2和O2, 在相同溫度下發(fā)生反應 2SO2+O22SO3并達到平衡,在這過程中甲容器保持體積不變,乙容器保持壓強不變,若甲容器中SO2的轉(zhuǎn)化

12、率為P,則乙容器中SO2的轉(zhuǎn)化率 A 等于P B 大于P C 小于P D 無法判斷 7.二氧化氮存在下列平衡:2NO2 N2O4 在測定NO2的相對分子質(zhì)量時,下列條件中較為適宜的是 A.溫度130、壓強3.03105Pa B.溫度 25、壓強1.01105Pa C.溫度130、壓強5.05104Pa D.溫度 0、壓強5.05104Pa8. 在一定體積的密閉容器中放入3L 氣體R和5L氣體Q,在一定條件下發(fā)生反應 2R(g)+5Q(g) 4X(g)+nY(g) 反應完全后,容器溫度不變,混合氣體壓強是原來的87.5%,則化學方程式中的n值是 A.2 B.3 C.4 D.5 9. 某容積可變的

13、密閉容器中放入一定量的A和B的混合氣體, 在一定條件下發(fā)生反應:A(氣)+2B(氣)=2C(氣).若維持溫度和壓強不變,當達到平衡時, 容器的體積為V,此時C氣體的體積占40%,則下列推斷正確的是 A.原混合氣體的體積為1.1V B.原混合氣體體積為1.2V C.反應達到平衡時,氣體A消耗了0.2V D.反應達到平衡時,氣體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金屬銅,充分反應后產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積為 A8.96L B17.92L C22.4L D26.88L11在一定溫度下,把2molSO2和1molO2通入一個一定容積的密

14、閉容器里。發(fā)生如下反應:2SO2O2 2SO3當此反應進行到一定程度時,反應混合物就處于化學平衡狀態(tài),現(xiàn)在該容器中,維持溫度不變,令a,b,c,分別代表初始加入的SO2、O2、SO3的物質(zhì)的量(mol)如果a、b、c取不同的數(shù)值,它們必須滿足一定的相互關(guān)系,才能保證達到平衡時,反應混合物中三種氣體的百分含量仍跟上述平衡時的完全相同,請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?若a0 b0 則c_ 若a0.5 則b_ 和c_ a、b、c取值必須滿足的一般條件是(請用兩個方程式來表示,其中一個只含a和c,L另一個只含b和c) _ _12 已知Cl2在70的NaOH水溶液中,能發(fā)生氧化還原反應,反應完全后測得溶液中NaClO

15、與NaClO3的物質(zhì)的量比為41?,F(xiàn)有49.7g Cl2,將其通入到足量70的NaOH水溶液中,反應完全后得500 ml溶液。 (1)寫出Cl2在70的NaOH水溶液中符合上述條件的總反應方程式。 (2)計算完全反應后生成物NaClO3的物質(zhì)的量濃度。能力提高1某溫度下,在一容積可變的容器中,反應2A(g)+B(g) 2C(g)達到平衡時,A、B和C的物質(zhì)的量分別為4mol、2 mol和4 mol。保持溫度和壓強不變,對平衡混合物中三者的物質(zhì)的量做如下調(diào)整,可使平衡右移的是A均減半B均加倍C均增加1 mol D均減少1 mol2在恒溫、恒容的條件下,有反應2A(氣)+2B(氣) C(氣)+3D

16、(氣),現(xiàn)從兩條途徑分別建立平衡。途徑I:A、B的起始濃度為2mol/L 途徑:C、D的起始濃度分別為2mol/L 和6mol/L;則以下敘述中正確的是A兩途徑最終達到平衡時,體系內(nèi)混合氣百分組成相同B兩途徑最終達到平衡時,體系內(nèi)混合氣百分組成不同C達到平衡時,途徑I的反應速率V(A)等于途徑的反應速率為V(A)D達到平衡時,途徑I所得混合氣的密度為途徑所得混合氣密度的1/23在密閉的容器中,對于反應2SO2(g)+Q2(g) 2SO3(g),SO2和O2起開始時分別為20mol和10mol;達平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率為80%。若從SO3開始進行反應,在相同的溫度下,欲使平衡時各成分的百分含量與前

17、者相同,則起始時SO3的物質(zhì)的量及其轉(zhuǎn)化率為T2 P1nzT2 P2T1 P2tA10mol和10%B20mol和20%C20mol和40%D20mol和80%4. 反應 2X(氣)+Y(氣)2Z(氣)+熱量,在不同溫度(T1和T2)及壓強(P1和P2)下, 產(chǎn)物Z的物質(zhì)的量(nZ)與反應時間(t)的關(guān)系如圖所示.下列判斷正確的是 A T1T2 P1P2 B T1P2 C T1T2 P1P2 D T1T2 P1P2 5在密閉容器中通人A、B兩種氣體,在一定條件下反應:2A(g)+B(g) 2C(g) H0B反應的H0C升高溫度平衡向正反應方向移動D降低溫度平衡向正反應方向移動7在加熱條件下,木

18、炭與濃H2SO4反應,產(chǎn)生的氣體所具有的性質(zhì)是A能使BaCl2溶液變渾濁B能使酸性高錳酸鉀溶液褪色C能使品紅試液褪色D能使灼熱的氧化銅變?yōu)榱良t色8a mol銅跟含b molHNO3的硝酸溶液恰好完全反應,則被還原的HNO3的物質(zhì)的量一定是A(b2a)molBb/4 molC2a/3 molD2a mol9下列關(guān)于濃硫酸的敘述正確的是 A濃硫酸具有吸水性,因而能使蔗糖炭化 B濃硫酸在常溫下可迅速與銅片反應放出二氧化硫氣體 C濃硫酸是一種干燥劑,能夠干燥氨氣、氫氣等氣體 D濃硫酸在常溫下能夠使鐵、鋁等金屬鈍化10. 將2mol H2O和2molCO置于1L容器中,在一定條件下,加熱至高溫,發(fā)生如下

19、可逆反應: 2H2O(g) 2H2+O2 2CO+O2 2CO2 (1)當上述系統(tǒng)達到平衡時,欲求混合氣體的平衡組成,則至少還需要知道兩種氣體的平衡濃度,但這兩種氣體不能同時是_和_,或_和_。(填它們的分子式)(2)若平衡時O2和CO2的物質(zhì)的量分別為n(O2)平=a mol,n(CO2)平=b mol。試求:n(H2O)平=_。(用含a b的代數(shù)式表示)11. 實驗室可用氯氣與鐵粉反應制備無水氯化鐵,該化合物顯棕紅色,易潮解,100C左右升華。下圖是兩套實驗裝置,左邊相同,右邊產(chǎn)品收集裝置不同,分別如圖()和()所示:w.w.w.k.s.5.u.c.o.mABCDFEDFE濃H2SO4濃H

20、2SO4(I)(II)NaOH溶液試回答:(1)B中反應的化學方程式為 , 或 。(2)D中反應前,需排除裝置中空氣,應采取的方法是 。(3)D中反應的化學方程式為 。(4)裝置()的主要缺點是 。(5)裝置()的主要缺點是 。 如選用此裝置來完成實驗,則必須采取的改進措施是: 。12恒溫、恒壓下,在一個可變?nèi)莘e的容器中發(fā)生如下發(fā)應: A(氣)+B(氣) C(氣)(1)若開始時放入1molA和1molB,到達平衡后,生成a molC,這時A的物質(zhì)的量為 mol。(2)若開始時放入3 molA和3molB,到達平衡后,生成C的物質(zhì)的量為 mol。(3)若開始時放入x molA,2molB和1mo

21、lC,到達平衡后,A和C的物質(zhì)的量分別是ymol和3a mol,則x= mol,y= mol。平衡時,B的物質(zhì)的量 (選填一個編號) (甲)大于2 mol (乙)等于2 mol (丙)小于2 mol (?。┛赡艽笥凇⒌扔诨蛐∮?mol 作出此判斷的理由是 。(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次到達平衡后,C的物質(zhì)的量分數(shù)是 。II若維持溫度不變,在一個與(1)反應前起始體積相同、且容積固定的容器中發(fā)生上述反應。(5)開始時放入1molA和1molB到達平衡后生成b molC。將b與(1)小題中的a進行比較 (選填一個編號)。(甲)ab(丙)a=b(丁)不能比較a和b的大小作出

22、此判斷的理由是 。高考聚焦1.在一定條件下,固定容積的密閉容器中反應:2NO2(g) 2NO(g) + O2(g);H0,達到平衡。當改變其中一個條件X,Y隨X的變化符合圖中曲線的是A當X表示溫度時,Y表示NO2的物質(zhì)的量B當X表示壓強時,Y表示NO2的轉(zhuǎn)化率 C當X表示反應時間時,Y表示混合氣體的密度D當X表示NO2的物質(zhì)的量時,Y表示O2的物質(zhì)的量答案:A2.對可逆反應4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g),下列敘述正確的是A達到化學平衡時,4v正(O2) = 5v逆(NO)B若單位時間內(nèi)生成x mol NO的同時,消耗x mol NH3,則反應達到平衡狀態(tài)C達

23、到化學平衡時,若增加容器體積,則正反應速率減小,逆反應速率增大D化學反應速率關(guān)系是:2v正(NH3) = 3v正(H2O)答案:A3.已知反應A2(g)2B2(g)2AB2(g)的H0,下列說法正確的是A 升高溫度,正向反應速率增加,逆向反應速率減小B 升高溫度有利于反應速率增加,從而縮短達到平衡的時間C 達到平衡后,升高溫度或增大壓強都有利于該反應平衡正向移動D 達到平衡后,降低溫度或減小壓強都有利于該反應平衡正向移動答案:B4哈伯因發(fā)明了由氮氣和氫氣合成氨氣的方法而獲得1918年諾貝爾化學獎?,F(xiàn)向一密閉容器中充人1mol N2和3mol H2,在一定條件下使該反應發(fā)生。下列有關(guān)說法正確的是A 達到化學平衡時,N2將完全轉(zhuǎn)化為NH3B 達到化學平衡時,N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度一定相等C 達到化學平衡時,N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度不再變化D 達到化學平衡時,正反應和逆反應的速率都為零答

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