高三化学教案：化学反应的方向和限度

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本文题目：高三化学教案：化学反应的方向和限度

化学反应的方向和限度

【考试说明要求】

1.了解化学反应的可逆性。能用焓变和熵变说明常见化学反应的方向。

2. 理解化学平衡常数的含义。能用化学平衡常数计算反应物的转化率。

3. 理解化学平衡状态，学会判断平衡状态的建立。

【基础知识梳理】

一、化学反应自发进行的方向的判断

1. 能量判据(ΔH<0)：多数自发进行的化学反应是放热反应

2. 熵判据(ΔS>0)：熵增有利于自发，同一物质熵值：S(固) S(液) S(气)

3. 复合判据(△G = △H - T△S 0)

【思考】请填写下列表格(用自发反应，非自发反应，不一定)

ΔS >0 ΔS <0

ΔH >0

ΔH <0

【例1】下列变化过程中，ΔS<0的是( )

A.氯化钠溶于水中 B.NH3和HCl反应生成NH4Cl(固)

C.干冰的升华 D.碳酸钙分解为CaO和C02

【例2】以下自发反应可用能量判据来解释的是( )

A.硝酸铵自发地溶于水; B.2N2O5(g) = 4NO2(g)+ O2(g) △H=+56.7kJ/mol;

C.(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol; D.2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol。

二、化学平衡状态

1.可逆反应：在 条件下，既能向 又能向 方向进行的反应。

2.化学平衡状态

⑴概念：

。

⑵特征：

⑶可逆反应达到平衡状态的标志：

【例3】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1mol N2和3mol H2，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

【例4】下列方法中可以证明2HI H2 + I2(g)已达到平衡状态的是

①单位时间内生成了nmolH2的同时生成了nmolHI

②一个H—H键断裂的同时有两个H—I断裂 ③百分组成HI%=I2%

④反应速率υH2=υI2=1/2υHI时 ⑤温度和体积一定时，某一生成物浓度不变的状态

⑥c(HI)∶c(H2)∶c(I2)=2∶1∶1 ⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化的状态

⑧条件一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化

⑨温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化

⑩温度和压强一定时，混合气体密度不再变化

[思考]在上述⑦—⑩的说法中，能说明2NO2 N2O4达到平衡状态的是____ _____。

3.速率与平衡的关系

⑴υ正>υ逆，平衡向_____ 移动 ⑵υ正=υ逆，平衡_________移动

⑶υ正<υ逆, 平衡向_______移动

【例5】在一定条件下，可逆反应：N2 + 3H2 2NH3;△H<0，达到平衡，当单独改变下列条件后，有关叙述错误的是( )

A.加催化剂，正反应和逆反应速率都发生变化，且变化倍数相等。

B.加压,正反应和逆反应速率都增大,且正反应速率增大倍数大于逆反应速率增大的倍数

C.降温,正反应和逆反应速率都减小,且正反应速率减小倍数大于逆反应速率减小的倍数

D.恒容下充入Ar气，正反应和逆反应速率都增大，且正反应速率增大的倍数大于逆反应

三、化学平衡常数(K)

1.表达式：aA +bB c cC+dD K=

2. 意义：K的大小说明反应进行的程度(限度)，K越大反应越

3.影响：只与 有关，

【例6】)将1.00molSO2(g)和1.00molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中，在1000K达到平衡：2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)，测得c(SO3)=0.925mol/L。计算该条件下反应的平衡常数K和SO2的平衡转化率(写出计算过程)。

【例7】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。

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