2023屆二輪復習 專題七 命題點2　化學平衡與化學反應的方向 學案（浙江專用）

命題點2化學平衡與化學反應的方向1.化學平衡狀態(tài)的判斷(1)動態(tài)標志:v正=v逆≠0。①同種物質(zhì):同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率。②不同物質(zhì):必須標明是“異向”的反應速率關系。如aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),v正(A)(2)靜態(tài)標志:各種“量”不變。①各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變。②各物質(zhì)的百分含量(物質(zhì)的量分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)、體積分數(shù))不變。(3)綜合分析?？傮w依據(jù):在反應過程中“一直變化的量”在某時刻“不再變化”,則已平衡。2.化學平衡移動的判斷(1)根據(jù)勒夏特列原理判斷:如果改變影響平衡的一個條件(如溫度、壓強及參加反應的物質(zhì)的濃度),平衡就向著能夠減弱這種改變的方向移動。(2)根據(jù)圖像中正、逆反應速率的相對大小判斷:若v正>v逆,則平衡向正反應方向移動;反之,平衡向逆反應方向移動。(3)根據(jù)變化過程中速率變化的性質(zhì)判斷:若平衡移動過程中,正反應速率增大的程度小于(或大于)逆反應速率增大的程度,則平衡向逆(或正)反應方向移動。(4)根據(jù)濃度商(Q)規(guī)則判斷:若某溫度下,Q<K,則反應向正反應方向進行;Q>K,則反應向逆反應方向進行。3.化學反應的方向(1)自發(fā)反應。①含義:在給定的條件下,無須借助外力就能自發(fā)進行的反應。②特點。Ⅰ.體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對外部做功或釋放能量)。Ⅱ.在密閉條件下,體系有從有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向性(無序體系更加穩(wěn)定)。(2)熵和熵變。①熵是度量體系混亂程度的物理量,符號為S。②熵的影響因素。Ⅰ.相同條件下,物質(zhì)不同,熵不同。Ⅱ.同一物質(zhì):S(g)>S(l)>S(s)。③熵變ΔS=生成物的總熵-反應物的總熵。(3)反應的自發(fā)性。若ΔH-TΔS<0,反應能自發(fā)進行;若ΔH-TΔS=0,反應處于平衡狀態(tài);若ΔH-TΔS>0,反應不能自發(fā)進行。若ΔH<0,ΔS>0該反應能自發(fā)進行若ΔH>0,ΔS<0該反應不能自發(fā)進行若ΔH<0,ΔS<0該反應在較低溫度下能自發(fā)進行若ΔH>0,ΔS>0該反應在較高溫度下能自發(fā)進行一、真題示向1.(2022·浙江1月選考)AB型強電解質(zhì)在水中的溶解(可視作特殊的化學反應)表示為AB(s)An+(aq)+Bn-(aq),其焓變和熵變分別為ΔH和ΔS。對于不同組成的AB型強電解質(zhì),下列說法正確的是(D)A.ΔH和ΔS均大于零B.ΔH和ΔS均小于零C.ΔH可能大于零或小于零,ΔS大于零D.ΔH和ΔS均可能大于零或小于零解析:強電解質(zhì)溶于水時有的放熱,有的吸熱,故ΔH可能大于零,也可能小于零;強電解質(zhì)溶于水時,自身電離出的離子對溶劑的有序性產(chǎn)生影響,故ΔS可能大于零,也可能小于零。2.(2022·浙江6月選考)關于反應Cl2(g)+H2O(l)HClO(aq)+H+(aq)+Cl-(aq)ΔH<0,達到平衡后,下列說法不正確的是(D)A.升高溫度,氯水中的c(HClO)減小B.氯水中加入少量醋酸鈉固體,上述平衡正向移動,c(HClO)增大C.取氯水稀釋,c(D.取兩份氯水,分別滴加AgNO3溶液和淀粉KI溶液,若前者有白色沉淀,后者溶液變藍色,可以證明上述反應存在限度解析:題給反應為放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,c(HClO)減小,A項正確;加入的醋酸鈉會電離出Na+和CH3COO-,CH3COO-可結(jié)合溶液中的H+使c(H+)減小,平衡正向移動,故c(HClO)增大,B項正確;稀釋氯水,題給反應平衡正向移動,反應HClO(aq)H+(aq)+ClO-(aq)平衡正向移動,c(Cl-)減小的程度比c(HClO)的小,故c(Cl-)c(HClO)增大,C項正確;加AgNO3溶液產(chǎn)生白色沉淀,說明Cl3.(2022·廣東卷)恒容密閉容器中,BaSO4(s)+4H2(g)BaS(s)+4H2O(g)在不同溫度下達平衡時,各組分的物質(zhì)的量(n)如圖所示。下列說法正確的是(C)A.該反應的ΔH<0B.a為n(H2O)隨溫度的變化曲線C.向平衡體系中充入稀有氣體,平衡不移動D.向平衡體系中加入BaSO4,H2的平衡轉(zhuǎn)化率增大解析:從圖示可以看出,平衡時升高溫度,氫氣的物質(zhì)的量減小,則平衡正向移動,說明該反應的正反應是吸熱反應,即ΔH>0,故A錯誤;溫度升高n(H2O)增大,而a曲線表示的是該組分的物質(zhì)的量不隨溫度變化而變化,故B錯誤;容器容積固定,向容器中充入稀有氣體,不改變各組分的濃度,平衡不移動,故C正確;BaSO4是固體,向平衡體系中加入BaSO4,不改變其濃度,平衡不移動,氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率不變,故D錯誤。二、模擬沖關1.(2022·強基聯(lián)盟統(tǒng)測)下列說法正確的是(A)A.常溫常壓下,Na2CO3、CaCO3的溶解焓變相近,Na2CO3(s)2Na+(aq)+CO32-(aq)ΔS1、CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)ΔS2B.NaCl(s)NaCl(l)ΔS<0C.常溫常壓下,3O2(g)2O3(g)ΔS>0D.常溫常壓下,2CO(g)2C(s)+O2(g)ΔS>02.(2022·浙江大學附中模擬)一定溫度下,反應MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g)達到平衡時,下列說法不正確的是(C)A.恒容裝置中,若Cl2(g)濃度不再改變,則該反應達到平衡狀態(tài)B.恒壓裝置中,若減小裝置體積為原來的一半,與原平衡相比,Cl2(g)的濃度不變C.及時移除反應體系中的Mg(l),可以增大MgCl2(l)的轉(zhuǎn)化率D.溫度升高可以增大MgCl2(l)的轉(zhuǎn)化率3.向一體積不變的絕熱密閉容器中充入一定量的X(g)和Y(g),發(fā)生反應X(g)+2Y(g)3M(g)+N(s)ΔH>0。下列說法正確的是(D)A.平衡后再充入一定量的稀有氣體使容器內(nèi)壓強增大,正、逆反應速率增大B.容器內(nèi)壓強不再變化不能說明反應達到平衡狀態(tài)C.當反應達到平衡后,X和Y的濃度之比一定為1∶2D.隨著反應的進行,氣體的平均相對分子質(zhì)量減小解析:充入一定量的稀有氣體,壓強增大,但參加反應的氣體濃度不變,正、逆反應速率不變,故A錯誤;反應前后氣體體積不變,則絕熱密閉容器中,溫度變化,壓強變化,當壓強不變時,可說明反應達到平衡狀態(tài),故B錯誤;X和Y的物質(zhì)的量不確定,不能判斷平衡時濃度的關系,故C錯誤;反應生成固體,則氣體的質(zhì)量減小,物質(zhì)的量不變,可知隨著反應的進行,氣體的平均相對分子質(zhì)量減小,故D正確。4.(2022·浙江選考科目聯(lián)考,節(jié)選)汽車尾氣中的NO與CO能否通過反應NO(g)+CO(g)12N2(g)+CO2(g)進行凈化,可以通過熱力學計算進行理論分析。已知在標準壓力下,由最穩(wěn)定的單質(zhì)合成標準壓力下單位物質(zhì)的量物質(zhì)的反應焓變,叫做該物質(zhì)的標準摩爾生成焓,用符號ΔfHmθ表示;在標準狀況下,1mol純物質(zhì)的規(guī)定熵,叫做標準摩爾熵,用符號物質(zhì)NOCON2CO2ΔfHm(kJ/mol)91.0-110.50-393.5Smθ/[J/(mol210.8198.0190.0213.8(1)已知當ΔH-T·ΔS<0[T為熱力學溫度,T(K)=273.15+t(℃)]時,反應能自發(fā)進行。則上述尾氣凈化反應能夠自發(fā)進行的溫度范圍是(忽略溫度變化對各物質(zhì)的焓、熵的影響)。

(2)常壓下,將按體積比1∶1混合的NO和CO以一定流速通過兩種不同催化劑(Cat.1和Cat.2)進行反應,測量流出氣體中NO含量,得出尾氣脫氮率α(NO)隨反應溫度變化的曲線,如圖所示。下列說法不正確的是(填字母)。

A.該反應正反應的活化能小于逆反應的活化能B.使用Cat.1時,NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而不斷增大C.相同條件下該反應在使用Cat.2時的反應熱小于使用Cat.1時的反應熱D.700℃為Cat.2的最佳活性溫度,溫度升高,催化劑可能失活解析:(1)該反應的焓變ΔH=ΔfHθ(CO2)+12ΔfHθ(N2)-ΔfHθ(CO)-ΔfHθ(NO)=[-393.5+0-91.0-(-110.5)]kJ/mol=-374kJ/mol,ΔS=Sθ(CO2)+12Sθ(N2)-Sθ(CO)-Sθ(NO)=(213.8+12×190.0-198.0-210.8)×10-3kJ/(mol·K)=-0.1kJ/(mol·K),ΔH-T·ΔS<0時反應可自發(fā)進行,則T<3.74×(2)催化劑對平衡無影響,則由Cat.2的曲線可知,溫度升高時NO的轉(zhuǎn)化率先增大后降低,則正反應為放熱反應,正反應的活化能小于逆反應的活化能,故A正確;使用Cat.1時,因催化劑對平衡無影響,又該反應為放熱反應,因此NO的轉(zhuǎn)化率