矛和盾的集合教學(xué)設(shè)計(jì)

高三化學(xué)教案：《化學(xué)反應(yīng)的方向和限度》教學(xué)設(shè)計(jì)。

本文題目：高三化學(xué)教案：化學(xué)反應(yīng)的方向和限度

1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性。能用焓變和熵變說明常見化學(xué)反應(yīng)的方向。

2. 理解化學(xué)平衡常數(shù)的含義。能用化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。

3. 理解化學(xué)平衡狀態(tài)，學(xué)會判斷平衡狀態(tài)的建立。

【基礎(chǔ)知識梳理】

一、化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向的判斷

1. 能量判據(jù)(ΔH

2. 熵判據(jù)(ΔS>0)：熵增有利于自發(fā)，同一物質(zhì)熵值：S(固) S(液) S(氣)

3. 復(fù)合判據(jù)(△G = △H - T△S 0)

【思考】請?zhí)顚懴铝斜砀?用自發(fā)反應(yīng)，非自發(fā)反應(yīng)，不一定)

ΔS >0 ΔS

ΔH >0

ΔH

【例1】下列變化過程中，ΔS

A.氯化鈉溶于水中 B.NH3和HCl反應(yīng)生成NH4Cl(固)

C.干冰的升華 D.碳酸鈣分解為CaO和C02

【例2】以下自發(fā)反應(yīng)可用能量判據(jù)來解釋的是( )

A.硝酸銨自發(fā)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、化學(xué)平衡狀態(tài)

1.可逆反應(yīng)：在 條件下，既能向 又能向 方向進(jìn)行的反應(yīng)。

2.化學(xué)平衡狀態(tài)

⑴概念：

。

⑵特征：

⑶可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志：

【例3】哈伯因發(fā)明了由氮?dú)夂蜌錃夂铣砂睔獾姆椒ǘ@得1918年諾貝爾化學(xué)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(yīng)發(fā)生。下列有關(guān)說法正確的是 ( )

A 達(dá)到化學(xué)平衡時，N2將完全轉(zhuǎn)化為NH3

B 達(dá)到化學(xué)平衡時，N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度一定相等

C 達(dá)到化學(xué)平衡時，N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度不再變化

D 達(dá)到化學(xué)平衡時，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率都為零

【例4】下列方法中可以證明2HI H2 + I2(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是

①單位時間內(nèi)生成了nmolH2的同時生成了nmolHI

②一個H—H鍵斷裂的同時有兩個H—I斷裂 ③百分組成HI%=I2%

④反應(yīng)速率υH2=υI2=1/2υHI時 ⑤溫度和體積一定時，某一生成物濃度不變的狀態(tài)

⑥c(HI)∶c(H2)∶c(I2)=2∶1∶1 ⑦溫度和體積一定時，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化的狀態(tài)

⑧條件一定時，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化

⑨溫度和體積一定時，混合氣體的顏色不再變化

⑩溫度和壓強(qiáng)一定時，混合氣體密度不再變化

[思考]在上述⑦—⑩的說法中，能說明2NO2 N2O4達(dá)到平衡狀態(tài)的是____ _____。

3.速率與平衡的關(guān)系

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

⑶υ正

【例5】在一定條件下，可逆反應(yīng)：N2 + 3H2 2NH3;△H

A.加催化劑，正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率都發(fā)生變化，且變化倍數(shù)相等。

B.加壓,正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率都增大,且正反應(yīng)速率增大倍數(shù)大于逆反應(yīng)速率增大的倍數(shù)

C.降溫,正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率都減小,且正反應(yīng)速率減小倍數(shù)大于逆反應(yīng)速率減小的倍數(shù)

D.恒容下充入Ar氣，正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率都增大，且正反應(yīng)速率增大的倍數(shù)大于逆反應(yīng)

三、化學(xué)平衡常數(shù)(K)

1.表達(dá)式：aA +bB c cC+dD K=

2. 意義：K的大小說明反應(yīng)進(jìn)行的程度(限度)，K越大反應(yīng)越

3.影響：只與 有關(guān)，

【例6】)將1.00molSO2(g)和1.00molO2(g)放入容積為1L的密閉容器中，在1000K達(dá)到平衡：2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)，測得c(SO3)=0.925mol/L。計(jì)算該條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)K和SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(寫出計(jì)算過程)。

【例7】在某一容積為2L的密閉容器內(nèi)，加入0.8mol的H2和0.6mol的I2，在一定的條件下發(fā)生如下反應(yīng)： H2(g)+I2(g) 2HI(g)，△H

反應(yīng)中各物質(zhì)的濃度隨時間變化情況如圖1：

(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為 ;

(2)根據(jù)圖1數(shù)據(jù)，反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時，平均速率v(HI)為 ;

(3)反應(yīng)達(dá)到平衡后，第8分鐘時：①若升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)K (填寫增大、減小或不變)

HI濃度的變化正確 ;(用圖2中a～c的編號回答)

②若加入I2，H2濃度的變化正確的是 。(用圖2中d～f的編號回答)

(4)反應(yīng)達(dá)到平衡后，第8分鐘時，若反容器的容積擴(kuò)大一倍，請?jiān)趫D3中畫出8分鐘后HI濃度的變化情況。

精選閱讀

化學(xué)反應(yīng)的方向和限度

教學(xué)時間第八周4月11日本模塊第20、21課時
教學(xué)
課題專題專題1化學(xué)反應(yīng)速率
單元第二單元化學(xué)反應(yīng)的方向和限度
節(jié)題第三課時化學(xué)平衡常數(shù)1、2
教學(xué)目標(biāo)知識與技能理解化學(xué)平衡常數(shù)的含義，能用化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。。
過程與方法能描述化學(xué)平衡常數(shù)的意義，培養(yǎng)歸納思維能力
情感態(tài)度
與價值觀體會化學(xué)平衡是相對的、有條件的、動態(tài)的，樹立辯證唯物主義觀點(diǎn)。
教學(xué)重點(diǎn)化學(xué)平衡計(jì)算
教學(xué)難點(diǎn)計(jì)算。
教學(xué)方法討論法、探究法
教學(xué)過程

教師主導(dǎo)活動學(xué)生主體活動
（基面知識）
二、化學(xué)平衡常數(shù)
對于可逆反應(yīng)aA（g）＋bB（g）cC（g）＋dD（g）平衡常數(shù)表達(dá)式，它的大小能說明，K值越大，表示。平衡常數(shù)受的影響較大，使用時要注明。因?yàn)楹偷臐舛瓤梢暈槎ㄖ担栽谄胶獬?shù)的表達(dá)式中不計(jì)算。
（小結(jié)）對反應(yīng)mA+nBpC+qD
一、化學(xué)平衡常數(shù)
1、表達(dá)式：平衡常數(shù)K=
2、影響因素及注意：K受溫度影響
3、意義：越大，反應(yīng)進(jìn)行的越完全
4、作用：（1）進(jìn)行定量計(jì)算
（2）判斷化學(xué)平衡移動方向
Q（濃度積）K（平衡常數(shù)）化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動
Q（濃度積）==K（平衡常數(shù)）化學(xué)平衡不動
Q（濃度積）K（平衡常數(shù)）化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動
（講解）
通過自學(xué)完成

數(shù)據(jù)分析：書P44表2－6

生成物平衡時濃度方次的乘積與反應(yīng)物濃度方次乘積之比
放熱反應(yīng)—升高溫度—平衡常數(shù)減小）
吸熱反應(yīng)—升高溫度—平衡常數(shù)增大）
反應(yīng)中有固體和純液體化，
教
學(xué)
過
程教師主導(dǎo)活動學(xué)生主體活動
因此其濃度不計(jì)算在表達(dá)式中。
如：CaCO3（s）CaO（s）+CO2（g）
CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（l）
K=
5．稀溶液中反應(yīng)物有水參加，水的濃度也不計(jì)算在內(nèi)。
如：Cr2O72－+H2O2CrO42－+2H＋
K=
6．對同一個化學(xué)反應(yīng)，不同的化學(xué)方程式對應(yīng)不同如：
N2O4（g）2NO2（g）K=
N2O4（g）NO2（g）K=
7．對于氣體反應(yīng)，可以用平衡時物質(zhì)的量濃度表示，也可以用平衡時氣體的分壓表示。
N2O4（g）2NO2（g）K=
二、化學(xué)平衡常數(shù)有關(guān)計(jì)算
1、模式（初—轉(zhuǎn)—平）注意：單位
2、步驟：
[例題1]1．在某溫度下，可逆反應(yīng)mA+nBpC+
qD的平衡常數(shù)為K，下列說法正確
的是（）
A．K越大，達(dá)到平衡時，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大。
B．K越小，達(dá)到平衡時，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大。
C．K隨反應(yīng)物濃度的改變而改變。
D．K隨溫度的改變而改變。
E．K越大，反應(yīng)的速率越大。
K=c(CO2)

邊討論，邊理解

因化學(xué)計(jì)量數(shù)變而變
對應(yīng)方次

理解思維方法

教
學(xué)
過
程教師主導(dǎo)活動學(xué)生主體活動
2．現(xiàn)由可逆反應(yīng)CO(氣)+H2O(氣)CO2(氣)+H2(氣)－△H，在850℃時，K＝1。
①若溫度升高至950℃，反應(yīng)達(dá)到平衡時，K____1（、、＝）
解析：K值越大表示反應(yīng)越易向正反應(yīng)方向進(jìn)行，升溫反應(yīng)逆反應(yīng)方向移動即不易向正反應(yīng)方向進(jìn)行。
②850℃時在固定容積的密閉容器中放入混合物，起始濃度c(CO)=0.01mol/L，c(H2O)(氣)=0.03mol/L，c(CO2)=0.01mol/L，c(H2)=0.05mol/L。則反應(yīng)開始時，H2O(氣)的消耗速率比生成速率___小____（大、小、不確定）

解析：反應(yīng)常數(shù)K′＝＝1，即反應(yīng)要向K＝1的方向進(jìn)行只能使分子減小、分母增大即向逆反應(yīng)進(jìn)行。

溫度不變即K不變CO(氣)+H2O(氣)=CO2(氣)+H2(氣)
起始濃度0.010.10.010.05
變化濃度xxxx
平衡濃度(0.01－x)(0.1－x)(0.01＋x)(0.05＋x)
K=1=＝得α(CO)
④保持容器溫度、體積不變，若在容器中充入適量的H2，則重新達(dá)到平衡時，CO的反應(yīng)速率比充H2之前___增大___（大、小、不確定）理由是什么？

[解析]：增大任一反應(yīng)物或生成物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率都增大。

3．在一定條件下，氨氣和氮氧化物（NOn）能發(fā)生氧化還原反應(yīng)。將一定量的氨氣和氮氧化物充入一真空的恒容密閉容器中，保持溫度不變，使反應(yīng)達(dá)到平衡。
①配平化學(xué)方程式NH3(氣)＋NOn(氣)N2(氣)＋H2O(氣)
解析：4nNH3(氣)＋6NOn(氣)(2n+3)N2(氣)＋6nH2O(氣)
②分析氨氣的反應(yīng)速率v與時間t的關(guān)系如圖所示，已知：m＝0.22mol/(Lmin)，p＝250。反應(yīng)中氨氣的瞬時速率與氨氣的存留濃度的關(guān)系為v∶c(NH3)=1∶6(數(shù)據(jù))。在下表①～⑤中填入v和c(NH3)。

tminv(NH3)mol/(Lmin)c(NH3)mol/L
00.22①
5②③
平衡時④⑤
[解析]：由圖可知，該反應(yīng)在t＝9min時達(dá)到平衡。另外由
速率－時間關(guān)系v－m=－知v=m－；又氨氣的瞬時速率與氨氣的存留濃度的關(guān)系為v∶c(NH3)=1∶6。聯(lián)立求解。
tminv(NH3)mol/(Lmin)c(NH3)mol/L
00.221.32
50.171.02
平衡時0.0580.34

③若起始時混合氣體總濃度為2.5mol/L，在恒溫恒容條件下達(dá)到平衡時，測得壓強(qiáng)是反應(yīng)前的1.28倍，則NOn中的n是多少？
解析：由②可知：t＝0，c(NH3)=1.32mol/L；達(dá)到平衡時，t＝9min，c(NH3)=0.34mol/L。若取定容器體積為1L，則參加反應(yīng)的氨氣的物質(zhì)的量是0.98mol。
又根據(jù)反應(yīng)4nNH3(氣)＋6NOn(氣)＝(2n+3)N2(氣)＋6nH2O(氣)△n＝4n－3，知每有4nmolNH3參加反應(yīng)，混合氣體的物質(zhì)的量就減少（4n－3）mol，
因此，得4n∶(4n－3)＝0.98mol∶(0.28×2.5mol)n＝2.625
（△n也可由定義求出n2=3.2mol△n＝3.2mol－2.5mol＝0.7mol）
[小結(jié)]注意初-轉(zhuǎn)—平計(jì)算模式。
[作業(yè)]P411、2
板書計(jì)劃一、化學(xué)平衡常數(shù)
1表達(dá)式：生成物平衡時濃度方次的乘積與反應(yīng)物濃度方次乘積之比
2影響因素及注意：K受溫度影響
3意義：越大，反應(yīng)進(jìn)行的越完全
4作用：（1）進(jìn)行定量計(jì)算
（2）判斷化學(xué)平衡移動方向
Q（濃度積）K（平衡常數(shù)）化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動
Q（濃度積）==K（平衡常數(shù)）化學(xué)平衡不動
Q（濃度積）K（平衡常數(shù)）化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動
二、化學(xué)平衡常數(shù)有關(guān)計(jì)算
1、模式（初—轉(zhuǎn)—平）注意：單位
反饋計(jì)算模式掌握很好。

[直擊高考]
1．（08南通二檢）汽車內(nèi)燃機(jī)工作時產(chǎn)生的高溫會引起N2和O2的反應(yīng)：N2(g)+O2(g)2NO(g)，是導(dǎo)致汽車尾氣中含有NO的原因之一。某同學(xué)為控制污染，對該反應(yīng)進(jìn)行研究。
⑴右圖表示在T1、T2兩種不同溫度下，一定量的NO發(fā)生分解過程中N2的體積分?jǐn)?shù)隨時間變化的圖像，根據(jù)圖像判斷反應(yīng)N2(g)+O2(g)2NO(g)為▲(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
⑵2000℃時，向容積為2L的密閉容器中充入10molN2與5molO2，達(dá)到平衡后NO的物質(zhì)的量為2mol，則2000℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=▲。該溫度下，若開始時向上述容器中充入N2與O2均為1mol，則達(dá)到平衡后N2的轉(zhuǎn)化率為▲。
⑶為避免汽車尾氣中的有害氣體對大氣的污染，給汽車安裝尾氣凈化裝置。凈化裝置里裝有含Pd等過渡元素的催化劑，氣體在催化劑表面吸附與解吸作用的機(jī)理如下圖所示。
寫出上述變化中的總化學(xué)反應(yīng)方程式：▲。

2、（08蘇錫卷8分）在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：
CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g），
其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如下表：
t℃70080083010001200
K0.60.91.01.72.6
回答下列問題：
（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝。
（2）該反應(yīng)為反應(yīng)（選填吸熱、放熱）。
（3）能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是（多選扣分）。
A．容器中壓強(qiáng)不變B．混合氣體中c（CO）不變
C．υ正（H2）＝υ逆（H2O）D．c（CO2）＝c（CO）
（4）某溫度下，平衡濃度符合下式：c（CO2）c（H2）＝c（CO）c（H2O），試判斷此時的溫度為℃。

1、⑴吸熱⑵(0.11)14.3%⑶2NO＋O2＋4CO4CO2＋N2

2、（每空各2分，共8分）（1）；（2）吸熱；（3）B、C；（4）830
2、（8分）在某一容積為2L的密閉容器內(nèi)，加入0.8mol的H2和0.6mol的I2，在一定的條件下發(fā)生如下反應(yīng)：
H2(g)+I2(g)2HI(g)H0反應(yīng)中各物質(zhì)的濃度隨時間變化情況如圖1：
（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為。
（2）根據(jù)圖1數(shù)據(jù)，反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時，平均速率v(HI)為。
（3）反應(yīng)達(dá)到平衡后，第8分鐘時：
①若升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)K(填寫增大、減小或不變)
HI濃度的變化正確的是（用圖2中a-c的編號回答）
②若加入I2，H2濃度的變化正確的是，（用圖2中d-f的編號回答）
（4）反應(yīng)達(dá)到平衡后，第8分鐘時，若反容器的容積擴(kuò)大一倍，請?jiān)趫D3中畫出8分鐘后HI濃度的變化情況。
（答案）（1）K=c2(HI)c(H2)c(I2)（1分）
（2）0.167mol/Lmin(2分)
（3）①減小、c②f（各1分）
（4）見右圖(2分)

3、（07海南高考6分）PCl5的熱分解反應(yīng)如下：PCl5（g）PCl3（g）+Cl2（g）
（1）寫出反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式；
（2）已知某溫度下，在容積為10.0L的密閉容器中充入2.00molPCl5，達(dá)到平衡后，測得容器內(nèi)PCl3的濃度為0.150mol/L。計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)。
4．將4molSO2與2molO2放入4L的密閉容器中，在一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡：
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)測得平衡時混合物總的物質(zhì)的量為5mol，求：
（1）平衡時各物質(zhì)的濃度；（2）該溫度下的平衡常數(shù)；（2）平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率

.（1）平衡時各物質(zhì)的濃度為：C(SO2)=0.5mol/L（1分）C(O2)=0.25mol/L（1分）
C(SO3)=0.5mol/L（1分）（2）K=0.25(2分)
（3）平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率為:(2/4)×100%=50%(2分)

化學(xué)反應(yīng)的方向和限度學(xué)案

第二單元化學(xué)反應(yīng)的方向和限度

　第1課時　化學(xué)反應(yīng)的方向

[目標(biāo)要求]　1.了解自發(fā)過程和化學(xué)反應(yīng)的自發(fā)性。2.通過“有序”和“無序”的對比，了解熵和熵變的概念。3.初步了解焓變和熵變對化學(xué)反應(yīng)方向的影響，能用焓變和熵變說明化學(xué)反應(yīng)的方向。

一、化學(xué)反應(yīng)的方向
1．化學(xué)反應(yīng)具有方向性，許多化學(xué)反應(yīng)的正反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，而其逆反應(yīng)無法自發(fā)進(jìn)行。
2．自發(fā)反應(yīng)：在一定條件下無需外界幫助就能自動進(jìn)行的反應(yīng)。
二、判斷化學(xué)反應(yīng)方向的依據(jù)
1．能量判據(jù)
自然界中的自發(fā)過程，都有由能量較高狀態(tài)向能量較低狀態(tài)轉(zhuǎn)化的傾向；絕大多數(shù)放熱反應(yīng)都能自發(fā)進(jìn)行，且反應(yīng)放出的熱量越多，體系能量降低得也越多，反應(yīng)越完全。
反應(yīng)的焓變是制約化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素之一。
2．熵判據(jù)
(1)熵
用來度量體系混亂程度的物理量。熵值越大，混亂程度越大。符號為S。單位：Jmol－1K－1。
(2)熵值大小的比較
同一種物質(zhì)不同狀態(tài)時熵值大小為S(g)＞S(l)＞S(s)。
(3)熵變：反應(yīng)前后體系熵的變化，符號為ΔS。
若發(fā)生變化后體系的混亂度增大，該過程的ΔS0，反之，ΔS0。
(4)熵變與化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性關(guān)系
ΔS0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行；ΔS0，反應(yīng)不能進(jìn)行?；瘜W(xué)反應(yīng)的ΔS越大，越有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。
3．復(fù)合判據(jù)
體系能量降低(ΔH0)和混亂度增大(ΔS0)都有促使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的傾向，判斷反應(yīng)的自發(fā)性必須綜合考慮反應(yīng)的焓變和熵變。在恒溫、恒壓時：
(1)當(dāng)ΔH0，ΔS0時，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。
(2)當(dāng)ΔH0，ΔS0時，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。
(3)當(dāng)ΔH0，ΔS0時，反應(yīng)在較低溫度下自發(fā)進(jìn)行。
(4)當(dāng)ΔH0，ΔS0時，反應(yīng)在較高溫度下自發(fā)進(jìn)行。

知識點(diǎn)一　能量判據(jù)
1．實(shí)驗(yàn)證明，多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。對此說法的理解正確的是()
A．所有的放熱反應(yīng)都是自發(fā)進(jìn)行的
B．所有的自發(fā)反應(yīng)都是放熱的
C．焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一個重要因素
D．焓變是決定反應(yīng)是否具有自發(fā)性的惟一判據(jù)
答案　C
解析　多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，并不是所有自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，既然說“多數(shù)”，必定存在特例，所以只能說“焓變是影響反應(yīng)是否具有自發(fā)性的一個重要因素，但不是唯一因素”。
2．下列自發(fā)反應(yīng)可用焓判據(jù)來解釋的是()
A．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋56.7kJmol－1
B．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＝＋74.9kJmol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－286kJmol－1
D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋178.2kJmol－1
答案　C
解析　從焓變的角度分析，化學(xué)反應(yīng)有由高能狀態(tài)向低能狀態(tài)轉(zhuǎn)化、使體系能量降低的趨勢，表現(xiàn)為放熱反應(yīng)較易進(jìn)行。
知識點(diǎn)二　熵判據(jù)
3．碳酸銨(NH4)2CO3在室溫下就能自發(fā)的分解產(chǎn)生氨氣，對其說法正確的是()
A．碳酸銨分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體，使體系的熵增大
B．碳酸銨分解是因?yàn)橥饨缃o予了能量
C．碳酸銨分解是吸熱反應(yīng)，根據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解
D．碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解
答案　A
解析　(NH4)2CO3的分解為吸熱反應(yīng)，而吸熱反應(yīng)不易自發(fā)進(jìn)行；根據(jù)焓變與熵變對化學(xué)反應(yīng)的共同影響，該反應(yīng)熵值一定增大。
4．摩爾熵是單位物質(zhì)的量的物質(zhì)在一定條件下所具有的熵。試比較下列兩組物質(zhì)摩爾熵的大小順序。
(1)相同條件下的氣態(tài)甲醇、乙醇、丙醇。
(2)氣態(tài)苯、液態(tài)苯、固態(tài)苯。
答案　(1)S(氣態(tài)甲醇)S(氣態(tài)乙醇)S(氣態(tài)丙醇)　(2)S(氣態(tài)苯)S(液態(tài)苯)S(固態(tài)苯)
解析　一般來講，組成物質(zhì)的原子種類相同時，一個分子中的原子數(shù)目越多，其混亂度就越大，熵值也越大；對于同一種物質(zhì)，S(g)S(l)S(s)。根據(jù)以上的規(guī)律可知，對于(1)，S(氣態(tài)甲醇)S(氣態(tài)乙醇)S(氣態(tài)丙醇)；對于(2)，S(氣態(tài)苯)S(液態(tài)苯)S(固態(tài)苯)。
知識點(diǎn)三　復(fù)合判據(jù)
5．某反應(yīng)：A===B＋C在室溫下不能自發(fā)進(jìn)行，在高溫下能自發(fā)進(jìn)行，對該反應(yīng)過程ΔH、ΔS的判斷正確的是()
A．ΔH＜0、ΔS＜0B．ΔH＞0、ΔS＜0
C．ΔH＜0、ΔS＞0D．ΔH＞0、ΔS＞0
答案　D
解析　由題意知：該反應(yīng)在室溫下不能自發(fā)反應(yīng)，而高溫下能自發(fā)進(jìn)行。根據(jù)ΔH和ΔS對反應(yīng)方向的共同影響可推知：ΔH0，ΔS0。
6．下列反應(yīng)中，常溫常壓下一定不能自發(fā)進(jìn)行的是()
A．2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)
ΔH＝－78.03kJmol－1
ΔS＝＋1110Jmol－1K－1
B．CO(g)===C(s，石墨)＋12O2(g)
ΔH＝110.5kJmol－1
ΔS＝－89.36Jmol－1K－1
C．4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)
ΔH＝－444.3kJmol－1
ΔS＝－280.1Jmol－1K－1
D．NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)
ΔH＝37.30kJmol－1
ΔS＝＋184.05Jmol－1K－1
答案　B
　
練基礎(chǔ)落實(shí)

1．下列說法中正確的是()
A．凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的
B．自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減小或不變的反應(yīng)
C．自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)?shù)臈l件下才能實(shí)現(xiàn)
D．自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實(shí)現(xiàn)
答案　C
解析　放熱反應(yīng)常常是容易進(jìn)行的過程，吸熱反應(yīng)有些也是自發(fā)的；自發(fā)反應(yīng)的熵不一定增大，可能減小，也可能不變；過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，是否能實(shí)現(xiàn)還要看具體的條件，能量判據(jù)和熵判據(jù)要綜合考慮利用，不能簡單地單一使用。故選C。
2．下列對熵的理解不正確的是()
A．同種物質(zhì)氣態(tài)時熵值最大，固態(tài)時熵值最小
B．體系越有序，熵值越??；越混亂，熵值越大
C．與外界隔離的體系，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵減小
D．25℃、1.01×105Pa時，2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)是熵增的反應(yīng)
答案　C
解析　體系都有從有序自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向，此過程為熵增過程，故C錯誤。
3.在圖中A、B兩容器里，分別收集著兩種互不作用的理想氣體。若將中間活塞打開(如圖所示)，兩種氣體分子立即都分布在兩個容器中。這是一個不伴隨能量變化的自發(fā)過程。關(guān)于此過程的下列說法不正確的是()
A．此過程為混亂程度小的向混亂程度大的方向變化的過程，即熵增大的過程
B．此過程為自發(fā)過程，而且沒有熱量的吸收或放出
C．此過程從有序到無序，混亂度增大
D．此過程是自發(fā)可逆的
答案　D
解析　根據(jù)題意ΔH＝0，ΔS＞0，由ΔH－TΔS推知該過程能自發(fā)進(jìn)行，氣體擴(kuò)散為熵增過程，而其逆過程不能自發(fā)進(jìn)行。
4．已知在等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)為：
ΔH－TΔS0，反應(yīng)能正向自發(fā)進(jìn)行；
ΔH－TΔS＝0，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)；
ΔH－TΔS0，反應(yīng)能逆向自發(fā)進(jìn)行。
(其中ΔH為焓變，ΔS為熵變，T為熱力學(xué)溫度，單位為K)
設(shè)反應(yīng)A(s)===D(g)＋E(g)　ΔH－TΔS＝(－4500＋11T)Jmol－1，要防止反應(yīng)發(fā)生，溫度必須()
A．高于409K
B．低于136K
C．高于136K而且低于409K
D．低于409K
答案　A
5．25℃和1.01×105Pa時，反應(yīng)2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋56.7kJ/mol，自發(fā)進(jìn)行的原因是()
A．是吸熱反應(yīng)B．是放熱反應(yīng)
C．是熵減少的反應(yīng)D．熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)
答案　D

練方法技巧
6．石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為
C(石墨)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.51kJmol－1
C(金剛石)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－395.41kJmol－1
關(guān)于金剛石和石墨的相互轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是()
A．石墨轉(zhuǎn)化成金剛石是自發(fā)進(jìn)行的過程
B．金剛石轉(zhuǎn)化成石墨是自發(fā)進(jìn)行的過程
C．金剛石比石墨更穩(wěn)定
D．金剛石比石墨能量低
答案　B
解析　由熱化學(xué)方程式可知，石墨比金剛石能量低，1mol石墨轉(zhuǎn)化為1mol金剛石需吸收1.9kJ的熱量，金剛石轉(zhuǎn)化為石墨是放熱反應(yīng)，因此金剛石轉(zhuǎn)化為石墨是自發(fā)進(jìn)行的過程。物質(zhì)所具有的能量越低越穩(wěn)定。
點(diǎn)撥：那些不用借助外力就可以自動進(jìn)行的自發(fā)過程的共同特點(diǎn)是：體系趨于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(這時體系會對外部做功或釋放熱量)，這就是所謂的能量判據(jù)。但是自動進(jìn)行的自發(fā)反應(yīng)不一定都是由高能狀態(tài)到低能狀態(tài)的過程，例如，硝酸銨溶于水。因而只使用能量判據(jù)來確定變化過程的方向是片面的。對具體反應(yīng)需應(yīng)用能量判據(jù)和熵判據(jù)綜合進(jìn)行分析，即凡是能夠使體系能量降低、熵增大的方向就是化學(xué)反應(yīng)容易進(jìn)行的方向。
7．汽車尾氣(含烴類、CO、NO與SO2等)是城市主要污染源之一，治理的辦法之一是在汽車排氣管上裝催化轉(zhuǎn)化器，它使NO與CO反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體，其反應(yīng)原理是：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，在298K、100kPa下，ΔH＝－113kJmol－1，ΔS＝－145Jmol－1K－1。下列說法中錯誤的是()
A．該反應(yīng)中反應(yīng)物總能量高于生成物的總能量
B．該反應(yīng)常溫下不能自發(fā)進(jìn)行，因此需要高溫和催化劑條件
C．該反應(yīng)常溫下能自發(fā)進(jìn)行，高溫和催化劑條件只是加快反應(yīng)的速率
D．汽車尾氣中的這兩種氣體會與人體血紅蛋白結(jié)合而使人中毒
思路點(diǎn)撥：解答本題要注意以下兩點(diǎn)：
(1)利用ΔG＝ΔH－TΔS判斷反應(yīng)的方向。
(2)注意反應(yīng)發(fā)生的條件。
答案　B
解析　因?yàn)?NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，298K時，ΔH＝－113kJ/mol，ΔS＝－145Jmol－1K－1，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且是熵減的反應(yīng)，生成物的總能量低于反應(yīng)物的總能量。常溫時ΔG＝ΔH－TΔS＝－113kJmol－1－298K×(－145×10－3kJmol－1K－1)＝－69.79kJmol－10，即該反應(yīng)在常溫下能自發(fā)進(jìn)行，故A、C、D正確。

練綜合拓展

8．某化學(xué)科研小組研究在其他條件不變時，改變某一條件對反應(yīng)[可用aA(g)＋bB(g)cC(g)表示]化學(xué)平衡的影響，得到如圖所示圖象(圖中p表示壓強(qiáng)，T表示溫度，n表示物質(zhì)的量，α表示平衡轉(zhuǎn)化率，φ表示體積分?jǐn)?shù))：
分析圖象，回答下列問題：
(1)在圖象反應(yīng)Ⅰ中，若p1p2，則此正反應(yīng)為________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，也是一個氣體分子數(shù)________(填“減少”或“增大”)的反應(yīng)，由此判斷，此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，必須滿足的條件是________。
(2)在圖象反應(yīng)Ⅱ中，T1________T2(填“”、“”或“＝”)，該正反應(yīng)為________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
(3)在圖象反應(yīng)Ⅲ中，若T1T2，則該反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？
答案　(1)放熱　減少　低溫　(2)　放熱　(3)能自發(fā)進(jìn)行
解析　本題涉及圖象的分析及化學(xué)平衡的移動和反應(yīng)進(jìn)行的方向等知識點(diǎn)。反應(yīng)Ⅰ中恒壓下溫度升高，α(A)減小，即升高溫度平衡向左移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH0；由p1p2知恒定溫度時壓強(qiáng)越大，α(A)越大，即增大壓強(qiáng)平衡向右移動，說明此反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)(a＋bc)，即為熵減反應(yīng)，ΔS0。放熱、熵減反應(yīng)只能在低溫下自發(fā)進(jìn)行。反應(yīng)Ⅱ中T1溫度下反應(yīng)先達(dá)到平衡狀態(tài)，說明T1T2；溫度越高，平衡時C的物質(zhì)的量越小，即升高溫度平衡
向左移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH0。反應(yīng)Ⅲ中在恒溫下壓強(qiáng)變化對α(A)沒有影響，說明壓強(qiáng)變化不能影響平衡，此反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)(a＋b＝c)，反應(yīng)過程中熵變很小，ΔS≈0，若T1T2，恒壓下溫度越高α(A)越小，說明升高溫度平衡向左移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH0，則ΔH－TΔS0，反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。
9．已知，一個可逆反應(yīng)，若正反應(yīng)為自發(fā)過程，則其逆反應(yīng)為非自發(fā)過程，反之，亦然。
(1)已知2CO(g)CO2(g)＋C(s)，T＝980K時ΔH－TΔS＝0。當(dāng)體系溫度低于980K時，估計(jì)ΔH－TΔS____0(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)；當(dāng)體系溫度高于980K時，估計(jì)ΔH－TΔS____0。
(2)電子工業(yè)中清洗硅片上的SiO2(s)的反應(yīng)為
SiO2(s)＋4HF(g)===SiF4(g)＋2H2O(g)
ΔH(298.15K)＝－94.0kJmol－1
ΔS(298.15K)＝－75.8Jmol－1K－1，設(shè)ΔH和ΔS不隨溫度而變化，則此反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度是________________________________________________________________________。
答案　(1)小于　大于　(2)小于1240K
解析　(1)C(s)＋CO2(g)??2CO(g)的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH＞0，則2CO(g)??CO2(g)＋C(s)為放熱反應(yīng)，ΔH＜0，且該反應(yīng)ΔS＜0，則當(dāng)T＜980K時，ΔH－TΔS0，T＞980K時，ΔH－TΔS＞0。
(2)由題給信息，要使反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，須有ΔH－TΔS0，
即－94.0kJmol－1－T×(－75.8Jmol－1K－1)×10－3kJJ－10則
T94.0kJmol－175.8Jmol－1K－1×10－3kJJ－1＝1.24×103K。
10．在298K時，下列反應(yīng)的ΔH依次為：
C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH1＝－1366.8kJmol－1
C(石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－393.5kJmol－1
H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)　ΔH3＝－285.8kJmol－1
乙醇(C2H5OH)、氫氣、石墨和氧氣的熵值分別為：
161．0Jmol－1K－1、130.6Jmol－1K－1、5.74Jmol－1K－1、205.3Jmol－1K－1，則298K時，由單質(zhì)生成1mol乙醇的ΔH、ΔS及ΔH－TΔS分別為多少？
答案?。?77.6kJmol－1?。?44.93JmolL－1K－1?。?74.8kJmol－1
解析　ΔH＝2ΔH2＋3ΔH3－ΔH1
＝2×(－393.5kJmol－1)＋3×(－285.8kJmol－1)－(－1366.8kJmol－1)＝－277.6kJmol－1
ΔS＝161.0Jmol－1K－1－3×130.6Jmol－1K－1－2×5.74Jmol－1K－1－1/2×205.3Jmol－1K－1
＝－344.93J/(molK)
ΔG＝ΔH－TΔS
＝－277.6kJmol－1－298K×(－344.93×10－3kJmol－1K－1)＝－174.8kJmol－1

第2課時　化學(xué)平衡狀態(tài)

[目標(biāo)要求]　1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性，了解可逆反應(yīng)的概念、特點(diǎn)。2.理解化學(xué)平衡建立的過程。3.理解化學(xué)平衡的特征。

一、可逆反應(yīng)
1．概念
在一定條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。如：N2＋3H22NH3。
2．特點(diǎn)
(1)同一條件下，正反應(yīng)和逆反應(yīng)同時發(fā)生、同時存在。
(2)反應(yīng)不能進(jìn)行到底，反應(yīng)物不能實(shí)現(xiàn)完全轉(zhuǎn)化。
(3)反應(yīng)體系中，與化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的各種物質(zhì)同存于同一反應(yīng)體系。
(4)反應(yīng)達(dá)到限度時，反應(yīng)仍在進(jìn)行，沒有停止。
二、化學(xué)平衡狀態(tài)
1．含義
在一定條件下，當(dāng)正、逆兩個方向的反應(yīng)速率相等時，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度可以保持恒定。
2．特征
①逆：可逆反應(yīng)?、诘龋簐正＝v逆?、鄱ǎ何镔|(zhì)恒定
④動：動態(tài)平衡，反應(yīng)沒停止?、葑儯簵l件變，平衡移動
三、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷
1．看v(正)與v(逆)是否相等。
2．看體系中的各物質(zhì)是否保持恒定。

知識點(diǎn)一　可逆反應(yīng)
1．下列反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)的是()
A．H2和O2點(diǎn)燃生成H2O的反應(yīng)與H2O電解生成H2和O2的反應(yīng)
B．CuSO4吸水形成晶體藍(lán)礬與藍(lán)礬加熱失去水分生成CuSO4
C．Cl2溶于水
D．Na2O溶于水
答案　C
解析　A、B項(xiàng)的反應(yīng)不是在同一條件下進(jìn)行，不屬于可逆反應(yīng)；D項(xiàng)反應(yīng)能進(jìn)行到底，不屬于可逆反應(yīng)；同一條件下，Cl2與水反應(yīng)生成HCl和HClO，同時，HCl和HClO反應(yīng)生成Cl2與水，屬于可逆反應(yīng)。
2．在密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始濃度分別為0.1molL－1、0.3molL－1、0.2molL－1，在一定條件下，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，各物質(zhì)的濃度有可能是()
A．Z為0.3molL－1
B．X2為0.2molL－1
C．Y2為0.4molL－1
D．c(X2)＋c(Y2)＋c(Z)＝0.55molL－1
答案　A
解析　可逆反應(yīng)中，反應(yīng)體系中各物質(zhì)一定共存，如果B、C選項(xiàng)中的數(shù)據(jù)存在，則Z的濃度為0，這是不可能的，A選項(xiàng)符合題意；又因?yàn)樵摲磻?yīng)是總體積不變的反應(yīng)，達(dá)到平衡時，不論X2、Y2、Z怎么變化，總物質(zhì)的量不會改變，總濃度也不會改變，即：c(X2)＋c(Y2)＋c(Z)＝0.6molL－1。
知識點(diǎn)二　化學(xué)平衡狀態(tài)的判定
3．能夠說明一個可逆反應(yīng)H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()
A．1molH—H鍵斷裂的同時有1molH—I鍵形成
B．1molH—H鍵斷裂的同時有2molH—I鍵形成
C．1molI—I鍵斷裂的同時有2molHI鍵形成
D．1molH—H鍵斷裂的同時有1molI—I鍵形成
答案　D
解析　斷裂反應(yīng)物的化學(xué)鍵和形成生成物的化學(xué)鍵都表示正反應(yīng)，斷裂生成物的化學(xué)鍵和形成反應(yīng)物的化學(xué)鍵都表示逆反應(yīng)，只要抓住反應(yīng)方向相反和物質(zhì)的生成和消耗量符合反應(yīng)方程式，問題便可解決。
4．在一定條件下，反應(yīng)：2NO＋O22NO2在定容容器中發(fā)生，對該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志的描述中，錯誤的是()
A．混合氣體的總分子數(shù)不再變化
B．混合氣體的顏色不再變化
C．容器的總壓強(qiáng)不再變化
D．混合氣體的總質(zhì)量不再變化
答案　D
解析　該反應(yīng)為物質(zhì)的量改變的反應(yīng)，在定容容器中，建立平衡的過程會有壓強(qiáng)的改變、總分子數(shù)的改變、顏色的改變，一旦這些可變量不變了，則證明平衡建立了，而總質(zhì)量在任何情況下都不發(fā)生變化。
5．在一定溫度下，反應(yīng)A2(g)＋B2(g)2AB(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是()
A．單位時間生成nmol的A2，同時生成nmol的AB
B．容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時間的變化而變化
C．單位時間生成2nmol的AB同時生成nmol的B2
D．平均相對分子質(zhì)量不隨時間變化而變化
答案　C
解析　該反應(yīng)是等體積反應(yīng)，壓強(qiáng)不隨時間變化，不能證明為平衡狀態(tài)。平均式量不隨時間變化也不能證明為平衡狀態(tài)。如果不是等體積反應(yīng)，則這兩種情況都能證明為平衡狀態(tài)。

　

練基礎(chǔ)落實(shí)

1．在密閉容器中，充入SO2和18O原子組成的氧氣，在一定條件下開始反應(yīng)，在達(dá)到平衡后，18O存在于()
A．只存在于氧氣中
B．只存在于SO3中
C．只存在于SO2和SO3中
D．SO2、SO3、O2中都存在
答案　D
解析　該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，正反應(yīng)、逆反應(yīng)同時存在；化學(xué)平衡是動態(tài)平衡，正反應(yīng)發(fā)生時，18O存在于SO3中，逆反應(yīng)發(fā)生時，SO3中的18O又可以轉(zhuǎn)化到SO2中。
2．可逆反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)的正、逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)物或生成物濃度的變化來表示。下列各關(guān)系式中能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()
A．a(chǎn)v正(A)＝bv正(B)B．bv正(A)＝av逆(B)
C．a(chǎn)v正(C)＝cv正(A)D．a(chǎn)v正(A)＝bv逆(B)
答案　B
解析　當(dāng)正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率時，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。正、逆反應(yīng)速率相等有以下幾種表現(xiàn)形式：若用同一物質(zhì)表示：v正＝v逆；若用不同物質(zhì)表示v逆∶v正＝化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。根據(jù)化學(xué)方程式中A、B、C間的計(jì)量關(guān)系，可知上述四個選項(xiàng)中，只有bv正(A)＝av逆(B)表示正、逆反應(yīng)速率相等。
3．可逆反應(yīng)2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)在密閉容器中進(jìn)行，下列能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()
A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時間變化而變化
B．混合氣體總分子數(shù)不隨時間變化而變化
C．混合氣體的顏色不再改變
D．c(H2)與c(I2)保持相等
答案　C
解析　該反應(yīng)為體積不變的反應(yīng)，總分子數(shù)不變、壓強(qiáng)不變不證明平衡已建立，H2、I2都是生成物且計(jì)量數(shù)相等，二者濃度相等也不能證明平衡已建立。
4．可逆反應(yīng)：2NO22NO＋O2在恒容密閉容器中進(jìn)行，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是()
①單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO2　②單位時間內(nèi)生成nmolO2的同時生成2nmolNO　③用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率之比為2∶2∶1的狀態(tài)　④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)?、莼旌蠚怏w的密度不再改變的狀態(tài)?、藁旌蠚怏w的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)
A．①④⑥B．②③⑤
C．①③④D．①②③④⑤⑥
答案　A
5．3molH2和1molN2放入密閉容器中，使用催化劑發(fā)生反應(yīng)：N2＋3H22NH3，從反應(yīng)開始到平衡過程中，不可能出現(xiàn)的是()
A．2molNH3B．0.5molNH3
C．0.9molN2D．H2和NH3物質(zhì)的量相等
答案　A
解析　可逆反應(yīng)不可能進(jìn)行到底。當(dāng)生成2molNH3時，N2和H2的物質(zhì)的量均為0，這種情況不可能出現(xiàn)。

練方法技巧

6．在一定溫度下的剛性密閉容器中，當(dāng)下列哪些物質(zhì)量不再發(fā)生變化時，表明下述反應(yīng)：
A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)()
①混合氣體的壓強(qiáng)?、诨旌蠚怏w的密度?、跙的物質(zhì)的量濃度　④氣體的總物質(zhì)的量?、莼旌蠚怏w的平均相對分子質(zhì)量?、尬镔|(zhì)C的百分含量?、吒鳉怏w的物質(zhì)的量
A．②③⑤⑥⑦B．①②③⑥⑦
C．②③④⑤⑥D(zhuǎn)．①③④⑤⑦
思路點(diǎn)撥：解答本題需要注意以下兩點(diǎn)：
(1)判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的根本標(biāo)志是v(正)＝v(逆)和反應(yīng)混合物中各組成成分的百分含量不變。
(2)物質(zhì)的狀態(tài)及反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之間的關(guān)系。
答案　A
解析　A(s)＋2B(s)C(g)＋D(g)是反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)，不管是否平衡，混合氣體的壓強(qiáng)始終不變，氣體的總物質(zhì)的量也不變，不是判斷是否達(dá)到平衡的標(biāo)志。
7．某體積可變的密閉容器，盛有適量的A和B的混合氣體，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：A＋3B2C。若維持溫度和壓強(qiáng)不變，當(dāng)達(dá)到平衡時容器的體積為VL，其中C氣體的體積占10%。下列推斷正確的是()
①原混合氣體的體積為1.2VL?、谠旌蠚怏w的體積為1.1VL?、鄯磻?yīng)達(dá)到平衡時氣體A消耗掉0.05VL④反應(yīng)達(dá)平衡時氣體B消耗掉0.05VL
A．②③B．②④C．①③D．①④
答案　A
解析　設(shè)起始A和B的體積分別為a、b
A＋3B　??　2C
起始的體積(L)ab0
轉(zhuǎn)化的體積(L)0.05V0.15V10%V
平衡時體積(L)a－0.05Vb－0.15V10%V
a－0.05V＋b－0.15V＋10%V＝V
a＋b＝1.1V　
8．已知汽車尾氣無害化處理反應(yīng)為2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH0
下列說法不正確的是()
A．升高溫度可使該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率降低
B．反應(yīng)達(dá)平衡后，CO的反應(yīng)速率保持不變
C．使用高效催化劑可有效提高正、逆反應(yīng)速率
D．單位時間內(nèi)消耗CO和N2的物質(zhì)的量之比為2∶1時，反應(yīng)達(dá)到平衡
答案　A
解析　此反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都增大，但平衡逆移，故A錯；加入催化劑，能同等程度地提高正、逆反應(yīng)速率，故C正確；平衡時，各成分的反應(yīng)速率保持不變，但不為0，故B正確；消耗CO為v(正)，消耗N2為v(逆)，當(dāng)單位時間內(nèi)消耗CO和N2的物質(zhì)的量之比為2∶1時，均換算為CO的反應(yīng)速率，得v(正)＝v(逆)，達(dá)平衡，故D正確。

練綜合拓展

9．在200℃時，將amolH2(g)和bmolI2(g)充入到體積為VL的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：I2(g)＋H2(g)2HI(g)。
(1)反應(yīng)剛開始時，由于c(H2)＝______，c(I2)＝______，而c(HI)＝______，所以化學(xué)反應(yīng)速率____________最大，而________最小(為零)；
(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)混合物中各組分濃度的變化趨勢為c(H2)______，c(I2)________，而c(HI)__________，從而化學(xué)反應(yīng)速率v正____________，而v逆________；
(3)當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到v正與v逆________時，此可逆反應(yīng)就達(dá)到了平衡，若保持外界條件不變時，反應(yīng)混合物中各組分的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和生成物的產(chǎn)率及體系的總壓強(qiáng)(或各組分的分壓)都將________。
答案　(1)aVmolL－1　bVmolL－1　0　v正　v逆
(2)減小　減小　增大　減小　增大
(3)相等　保持不變
10．有A、B、C三種氣體，若起始時取1molA與2molB發(fā)生反應(yīng)：A＋2B2C，達(dá)到平衡時，c(A)、c(B)、c(C)之比等于v(A)、v(B)、v(C)之比，則達(dá)到平衡時A的物質(zhì)的量是__________。
答案　0.5mol
解析　根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式知，v(A)∶v(B)∶v(C)＝1∶2∶2，則c(A)∶c(B)∶c(C)＝1∶2∶2，此時可判斷c(B)＝c(C)，因?yàn)榇朔磻?yīng)中B的消耗量等于C的生成量，又等于B的剩余量，則B消耗了原來的一半，即1mol，同時A消耗了0.5mol。
11．將一定量的SO2和含0.7mol氧氣的空氣(忽略CO2)放入一定體積的密閉容器中，550℃時，在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)：2SO2＋O22SO3(正反應(yīng)放熱)。反應(yīng)達(dá)到平衡后，將容器中的混合氣體通過過量NaOH溶液，氣體體積減少了21.28L；再將剩余氣體通過焦性沒食子酸的堿性溶液吸收O2，氣體的體積又減少了5.6L(以上氣體體積均為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)。(計(jì)算結(jié)果保留一位小數(shù))
請回答下列問題：
(1)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是________。(填字母)
a．SO2和SO3濃度相等
b．SO2百分含量保持不變
c．容器中氣體的壓強(qiáng)不變
d．SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等
e．容器中混合氣體的密度保持不變
(2)欲提高SO2的轉(zhuǎn)化率，下列措施可行的是
________________________________________________________________________。
(填字母)
a．向裝置中再充入N2
b．向裝置中再充入O2
c．改變反應(yīng)的催化劑
d．升高溫度
(3)求該反應(yīng)達(dá)到平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率(用百分?jǐn)?shù)表示)。
(4)若將平衡混合氣體的5%通入過量的BaCl2溶液，生成沉淀多少克？
答案　(1)bc　(2)b　(3)消耗氧氣的物質(zhì)的量：
0．7mol－5.6L22.4Lmol－1＝0.45mol
反應(yīng)的n(SO2)＝0.45mol×2＝0.9mol，生成的n(SO3)＝0.9mol
SO2和SO3的物質(zhì)的量之和：21.28L22.4Lmol－1＝0.95mol
反應(yīng)前SO2的物質(zhì)的量為：0.95mol
SO2的轉(zhuǎn)化率：0.9mol0.95mol×100%＝94.7%
(4)在給定條件下溶液呈強(qiáng)酸性，不會產(chǎn)生BaSO3沉淀，因此m(BaSO4)＝0.90mol×5%×233gmol－1＝10.5g
解析　(1)由定義判斷b正確；由于恒溫恒容下的非等體積反應(yīng)，壓強(qiáng)不變說明氣體的總物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)平衡，c正確；由ρ＝mV中m和V都是定值，故ρ也始終不變，無法判斷是否達(dá)到平衡，e錯誤；SO2和SO3的濃度大小關(guān)系不能作為平衡判定標(biāo)志，a錯；d中SO3的生成速率和SO2的消耗速率任意時間點(diǎn)都相等，d錯。
(2)由化學(xué)平衡的影響因素可知：恒容下充入N2不改變反應(yīng)混合物各成分濃度，平衡不移動；充入O2則增大了反應(yīng)物O2的濃度，提高了SO2的轉(zhuǎn)化率；催化劑不改變平衡，無法影響SO2的轉(zhuǎn)化率；升高溫度會使平衡逆向移動，降低SO2的轉(zhuǎn)化率。
(3)由信息知消耗氧氣的物質(zhì)的量：0.7mol－5.6L22.4Lmol－1＝0.45mol；②反應(yīng)達(dá)平衡時SO2和SO3的總物質(zhì)的量為：21.28L22.4Lmol－1＝0.95mol，因?yàn)镾O2和SO3的消耗和生成關(guān)系為1∶1，所以初始SO2的總量也是0.95mol；③反應(yīng)的n(SO2)＝0.45mol×2＝0.9mol，生成的n(SO3)＝0.9mol。
所以α(SO2)＝0.9mol0.95mol×100%＝94.7%。
(4)在給定條件下，溶液呈強(qiáng)酸性，BaSO3不會沉淀，因此m(BaSO4)＝0.9mol×5%×233gmol－1＝10.5g。

第3課時　化學(xué)平衡常數(shù)

[目標(biāo)要求]　1.知道化學(xué)平衡常數(shù)的含義。2.能運(yùn)用化學(xué)平衡常數(shù)對化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行程度的判斷。3.能利用化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。

一、化學(xué)平衡常數(shù)
1．表達(dá)式
對于一般的可逆反應(yīng)：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，當(dāng)在一定溫度下達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時，平衡常數(shù)的表達(dá)式為：K＝ccCcdDcaAcbB。
2．意義
(1)K值越大，說明正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；反之就轉(zhuǎn)化越不完全，轉(zhuǎn)化率就越小。
(2)K只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān)。
二、反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率
1．定義
物質(zhì)在反應(yīng)中轉(zhuǎn)化量與起始量的比值。
2．表達(dá)式
α＝Δnn始×100%＝Δcc始×100%。
3．意義
反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率表示在一定溫度和一定起始濃度下反應(yīng)進(jìn)行的限度。

　
知識點(diǎn)一　化學(xué)平衡常數(shù)
1．關(guān)于化學(xué)平衡常數(shù)的敘述，正確的是()
A．只與化學(xué)反應(yīng)方程式本身和溫度有關(guān)
B．只與反應(yīng)的溫度有關(guān)
C．與化學(xué)反應(yīng)本身和溫度有關(guān)，并且會受到起始濃度的影響
D．只與化學(xué)反應(yīng)本身有關(guān)，與其他任何條件無關(guān)的一個不變的常數(shù)
答案　A
解析　大量實(shí)驗(yàn)證明，化學(xué)平衡常數(shù)決定于兩個方面的因素：化學(xué)反應(yīng)的本身和反應(yīng)體系的溫度，與起始濃度等其他外界條件沒有任何關(guān)系。
2．1000K時反應(yīng)C(s)＋2H2(g)CH4(g)的K＝8.28×107，當(dāng)各氣體物質(zhì)的量濃度分別為H20.7molL－1、CH40.2molL－1時，上述反應(yīng)()
A．正向移動B．逆向移動C．達(dá)到平衡D．不一定
答案　A
解析　Q＝0.20.72＝0.408
QK，說明該反應(yīng)沒達(dá)到平衡，v正v逆。
知識點(diǎn)二　轉(zhuǎn)化率
3．在某溫度下，將2molA和3molB充入一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：aA(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，5min后達(dá)平衡。已知各物質(zhì)的平衡濃度關(guān)系為c(A)ac(B)＝c(C)c(D)。若在溫度不變的情況下，將容器的容積擴(kuò)大為原來的10倍，A的轉(zhuǎn)化率不發(fā)生變化，則B的轉(zhuǎn)化率為()
A．60%B．24%C．12%D．40%
答案　D
4．在一定條件下，SO2和O2發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH0。
(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K＝________。
(2)降低溫度，該反應(yīng)的K值________(填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率________，化學(xué)反應(yīng)速率________。
答案　(1)c2SO3c2SO2cO2　(2)增大　增大　減小
解析　(1)化學(xué)平衡常數(shù)是指在一定溫度下，達(dá)到平衡的可逆反應(yīng)里生成物濃度的系數(shù)次方的乘積與反應(yīng)物濃度的系數(shù)次方的乘積之比，故K＝c2SO3c2SO2cO2。
(2)降低溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，反應(yīng)物濃度減小，生成物濃度增大，故K值增大，二氧化硫轉(zhuǎn)化率增大，但化學(xué)反應(yīng)速率隨溫度的降低而減小。(有關(guān)化學(xué)平衡移動的知識下節(jié)介紹)
知識點(diǎn)三　化學(xué)平衡計(jì)算
5．在一定溫度下，一定體積的密閉容器中有如下平衡：H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)。已知H2
和I2的起始濃度均為0.1molL－1，達(dá)到平衡時，HI的濃度為0.16molL－1。若H2和I2的起始濃度變?yōu)?.2molL－1，則平衡時H2的濃度(molL－1)是()
A．0.16B．0.08C．0.04D．0.02
答案　C
解析　由于開始時HI的濃度為0，平衡時HI的濃度為0.16molL－1，故反應(yīng)中H2和I2的濃度都減小了0.08molL－1，H2、I2、HI的平衡濃度分別為0.02molL－1、0.02molL－1、0.16molL－1，則H2＋I(xiàn)22HI的化學(xué)平衡常數(shù)為：K＝0.1620.02×0.02＝64，若H2和I2的起始濃度變?yōu)?.2molL－1，設(shè)達(dá)到平衡時H2的濃度減少了xmolL－1，則：
H2　＋　I2　??　2HI
開始濃度(molL－1)　0.20.20
變化濃度(molL－1)　xx2x
平衡濃度(molL－1)　0.2－x　0.2－x2x
將平衡濃度代入平衡常數(shù)表達(dá)式：2x20.2－x2＝64，解得x＝0.16molL－1，故平衡時H2的濃度是0.2molL－1－0.16molL－1＝0.04molL－1。
　
練基礎(chǔ)落實(shí)

1．對于3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2(g)，反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為()
A．K＝cFe3O4cH2cFecH2OB．K＝cFe3O4c4H2cFec4H2O
C．K＝c4H2Oc4H2D．K＝c4H2c4H2O
答案　D
解析　平衡常數(shù)是生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值，但固體濃度視為1，不寫入平衡常數(shù)計(jì)算式中。
2．在可逆反應(yīng)中，平衡常數(shù)與反應(yīng)進(jìn)行的限度關(guān)系正確的是()
A．K越大，反應(yīng)程度越大
B．K越大，反應(yīng)程度越小
C．K的大小與反應(yīng)程度無關(guān)
D．升高溫度，K增大
答案　A
解析　對于給定的可逆反應(yīng)體系，化學(xué)平衡常數(shù)越大，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，A項(xiàng)正確；化學(xué)平衡常數(shù)與溫度升降的關(guān)系視具體反應(yīng)而定，對于放熱反應(yīng)，溫度越高，K越?。粚τ谖鼰岱磻?yīng)，溫度越高，K越大。
3．2000K時，反應(yīng)CO(g)＋12O2(g)CO2(g)的平衡常數(shù)為K，則相同溫度下反應(yīng)
2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)的平衡常數(shù)K′為()
A.1KB．K2C.1K2D.1K12
答案　C
解析　平衡常數(shù)與化學(xué)方程式的寫法有關(guān)，對于以上兩個反應(yīng)：K＝cCO2cCOc12O2，K′＝c2COcO2c2CO2，所以K′＝1K2。
4．298K時，各反應(yīng)的平衡常數(shù)如下：
①N2(g)＋O2(g)2NO(g)，K＝1×10－30；
②2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)，K＝2×1081；
③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)，K＝4×10－92
則常溫下，NO、H2O、CO2這三個化合物分解放氧的傾向最大的是()
A．①B．②C．③D．無法判斷
答案　A
解析　要判斷NO、H2O、CO2這三個化合物分解放氧的傾向，則必須求出各個分解放氧反應(yīng)的平衡常數(shù)，然后比較大小即可。由計(jì)算可知：
①2NO(g)N2(g)＋O2(g)，K＝1×1030
②2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)，K＝5×10－82
③2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)，K＝4×10－92
平衡常數(shù)越大，表示反應(yīng)進(jìn)行得越徹底，因此反應(yīng)①即NO分解放氧的傾向最大。
練方法技巧
5．已知可逆反應(yīng)：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)　ΔH0，請回答下列問題：
(1)在某溫度下，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c(M)＝1molL－1，c(N)＝2.4molL－1。達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為60%，此時N的轉(zhuǎn)化率為________；
(2)若反應(yīng)溫度升高，M的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)；
(3)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度分別為：c(M)＝4molL－1，c(N)＝amolL－1；達(dá)到平衡后，c(P)＝2molL－1，a＝________。
(4)若反應(yīng)溫度不變，反應(yīng)物的起始濃度為：c(M)＝c(N)＝bmolL－1，達(dá)到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為________。
思路點(diǎn)撥：解答本題要把握以下兩點(diǎn)：
(1)運(yùn)用三段式求出平衡轉(zhuǎn)化率。
(2)溫度不變平衡常數(shù)不變。
答案　(1)25%　(2)增大　(3)6　(4)41.4%
解析　M(g)?。(g)P(g)　＋　Q(g)
起始濃度molL－112.4　0　0
轉(zhuǎn)化濃度molL－1　1×60%　1×60%　1×60%　1×60%
平衡濃度molL－10.4　1.8　0.60.6
N的轉(zhuǎn)化率為0.6molL－12.4molL－1×100%＝25%。
(2)由于該反應(yīng)正反應(yīng)吸熱，溫度升高，K增大，平衡右移，則M的轉(zhuǎn)化率增大。
(3)溫度不變，平衡常數(shù)不變，K＝0.6×0.60.4×1.8＝2×24－2×a－2＝12，a＝6。
(4)根據(jù)(3)的結(jié)果，設(shè)M的轉(zhuǎn)化率為x，則K＝bx×bxb1－x×b1－x＝12，則x1－x＝12，x＝41.4%。
6．某溫度下，將H2和I2各0.1mol的氣態(tài)混合物充入10L的密閉容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得c(H2)＝0.008molL－1。
(1)求該反應(yīng)的平衡常數(shù)。
(2)在上述溫度下，該容器中若通入H2和I2蒸氣各0.2mol，試求達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時各物質(zhì)的濃度。
答案　(1)平衡常數(shù)為0.25
(2)c(H2)＝c(I2)＝0.016molL－1，c(HI)＝0.008molL－1
解析　(1)依題意可知，平衡時c(H2)＝0.008molL－1，消耗c(H2)＝0.002molL－1，生成c(HI)＝0.004molL－1
H2　＋　I2　??　2HI
起始時各物質(zhì)濃度(molL－1)　0.010.01　0
平衡時各物質(zhì)濃度(molL－1)　0.008　0.0080.004
K＝c2HIcH2cI2＝0.00420.0082＝0.25。
(2)依題意可知，c(H2)＝0.02molL－1，c(I2)＝0.02molL－1。
設(shè)H2的消耗濃度為x，則：
H2　＋　I2　??2HI
平衡時物質(zhì)濃度(molL－1)　0.02－x　0.02－x2x
因?yàn)镵不隨濃度發(fā)生變化，只與溫度有關(guān)，則有：
K＝c2HIcH2cH2＝2x20.02－x2＝0.25，
解得x＝0.004molL－1。
平衡時c(H2)＝c(I2)＝0.016molL－1，
c(HI)＝0.008molL－1。
7．合成氨反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在某溫度下達(dá)到平衡時，各物質(zhì)的濃度是c(N2)＝3molL－1，c(H2)＝9molL－1，c(NH3)＝4molL－1，求：
①該溫度時的平衡常數(shù)；②N2、H2的起始濃度。
答案　①K＝7.32×10－3
②c(N2)＝5molL－1　c(H2)＝15molL－1
解析　K＝c2NH3cN2c3H2＝423×93＝7.3×10－3
　N2＋3H2??2NH3
起始　xy　0
平衡　3molL－1　9molL－1　4molL－1
Δcx－3moly－9molL－14molL－1
x－34＝12　x＝5molL－1
y－94＝32　y＝15molL－1
8．在一個容積為500mL的密閉容器中，充入5molH2和2molCO。在一定溫度和一定壓強(qiáng)下，發(fā)生如下反應(yīng)：
2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)，經(jīng)過5min后達(dá)到平衡狀態(tài)。若此時測得CH3OH蒸氣的濃度為2molL－1，求：
(1)以H2的濃度變化表示的該反應(yīng)的速率；
(2)達(dá)平衡時CO的轉(zhuǎn)化率；
(3)該溫度下的K。
答案　(1)v(H2)＝0.8molL－1min－1
(2)50%
(3)0.028L2mol－2
解析　設(shè)CO反應(yīng)的濃度為x，則H2反應(yīng)的濃度為2x，由題意可得：
c(起始H2)＝5mol/0.5L＝10molL－1，
c(起始CO)＝2mol/0.5L＝4molL－1，
2H2(g)?。獵O(g)??CH3OH(g)
起始濃度：10molL－14molL－1　0
反應(yīng)濃度：2xx2molL－1
平衡濃度：10－2x4－x2molL－1
解得：x＝2molL－1
10－2x＝6molL－1
4－x＝2molL－1
(1)v(H2)＝Δc(H2)/t＝4molL－1/5min
＝0.8molL－1min－1
(2)α(CO)＝c(反應(yīng)CO)/c(起始CO)×100%
＝2molL－1/4molL－1×100%＝50%
(3)K＝cCH3OHcCOc2H2＝22×62L2mol－2＝0.028L2mol－2

練綜合拓展

9．氨是重要的氮肥，合成原理為：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4kJmol－1?；卮鹣铝袉栴}：
(1)寫出平衡常數(shù)K的表達(dá)式_______________________________________________，
如果降低溫度，該反應(yīng)K值____________，化學(xué)反應(yīng)速率______，N2的轉(zhuǎn)化率______。(填“增大”、“減小”或“不變”)
(2)在500℃、20MPa時，將N2、H2置于一個容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)過程中各種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示，回答下列問題：
①10min內(nèi)以NH3表示的平均反應(yīng)速率為
________________________________________________________________________
________________。
②在10～20min內(nèi)，NH3濃度變化的原因可能是()　
A．使用了催化劑B．縮小容器體積
C．降低溫度D．增加NH3物質(zhì)的量
③第1次平衡的時間為：____________，第2次平衡的時間為：____________，第1次平衡：平衡常數(shù)K1＝________________________________________________________
(帶數(shù)據(jù)的表達(dá)式)，第2次平衡時NH3的體積分?jǐn)?shù)__________；
④在反應(yīng)進(jìn)行至25min時，曲線發(fā)生變化的原因：
________________________________________________________________________
________________，達(dá)第二次平衡時，新平衡的平衡常數(shù)K2______K1(填“大于”、“小于”或“等于”)。
答案　(1)K＝c2NH3cN2c3H2　增大　減小　增大
(2)①0.005molL－1min－1?、贏
③20～25min　35～40min　0.1520.125×0.0753　45.5%
④移走0.1molNH3　等于

高二化學(xué)教案：《化學(xué)反應(yīng)限度》教學(xué)設(shè)計(jì)

一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)時都會提前最好準(zhǔn)備，教師要準(zhǔn)備好教案，這是教師的任務(wù)之一。教案可以保證學(xué)生們在上課時能夠更好的聽課，幫助教師在教學(xué)期間更好的掌握節(jié)奏。優(yōu)秀有創(chuàng)意的教案要怎樣寫呢？小編經(jīng)過搜集和處理，為您提供高二化學(xué)教案：《化學(xué)反應(yīng)限度》教學(xué)設(shè)計(jì)，僅供參考，希望能為您提供參考！

一、復(fù)習(xí)鞏固

反應(yīng)條件對化學(xué)平衡的影響

（1）溫度的影響。

升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱方向移動；

降低溫度，化學(xué)平衡向放熱方向移動。

（2）濃度的影響。

增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動；

減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度，化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動。

（3）壓強(qiáng)的影響。

增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動；

減小壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動。

（4）催化劑。

加入催化劑，化學(xué)平衡不移動。

二、知識梳理

考點(diǎn)1：化學(xué)平衡常數(shù)

1.概念：對于一定條件下的可逆反應(yīng)（aA+bB cC+dD），達(dá)到化學(xué)平衡時，生成物濃度的乘冪的乘積與反應(yīng)物濃度的乘冪的乘積之比為一常數(shù)，記作Kc，稱為化學(xué)平衡常數(shù)(濃度平衡常數(shù))。

2.數(shù)學(xué)表達(dá)式：

如果反應(yīng)物和生成物均為氣體，當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡時，將由各物質(zhì)平衡分壓算得的平衡常數(shù)稱為壓強(qiáng)平衡常數(shù)。

濃度平衡常數(shù)和壓強(qiáng)平衡常數(shù)均稱為化學(xué)平衡常數(shù)。

注意：（1）對于有純固體或溶劑參加的反應(yīng)，它們不列入平衡常數(shù)的表達(dá)式中。

（2）化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān)。

3.化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用及意義：

平衡常數(shù)的大小化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行的程度（即反應(yīng)限度）；平衡常數(shù)的數(shù)值越大，說明平衡體系中生成物所占的比例越大，它正向反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，即該反應(yīng)進(jìn)行得越完全，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越大；反之，反應(yīng)轉(zhuǎn)化得越不完全，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率就越小。

4.影響因素：只與溫度有關(guān)，而與濃度無關(guān)。

考點(diǎn)2：平衡轉(zhuǎn)化率

對于化學(xué)反應(yīng)：mA＋nBpC＋qD，反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率可表示為：

考點(diǎn)3：化學(xué)反應(yīng)限度：

考點(diǎn)4：“三段式法”解答化學(xué)平衡計(jì)算題

1．步驟

（1）寫出有關(guān)化學(xué)平衡的反應(yīng)方程式。

（2）確定各物質(zhì)的起始濃度、轉(zhuǎn)化濃度、平衡濃度。

（3）根據(jù)已知條件建立等式關(guān)系并做解答。

2．方法

如mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量濃度分別為a mol/L、b mol/L，達(dá)到平衡后消耗A的物質(zhì)的量濃度為mx mol/L。

mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)

起始(mol/L) ab 0　0

變化(mol/L) mx nx px qx

平衡(mol/L) a－mx b－nx px qx

化學(xué)反應(yīng)

平衡常數(shù)

溫度

973K

1173K

①Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)

K1

1.47

2.15

②Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)

K2

2.38

1.67

③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)

K3

？

？

（1）反應(yīng)①是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

（2）寫出反應(yīng)③的平衡常數(shù)K3的表達(dá)式_______________________________________。

（3）根據(jù)反應(yīng)①②③可推導(dǎo)出K1、K2與K3之間的關(guān)系，則K3＝________(用K1、K2表示)。

（4）要使反應(yīng)③在一定條件下建立的平衡向逆反應(yīng)方向移動，可采取的措施有________(填寫字母序號)。

A．縮小反應(yīng)容器的容積

B．?dāng)U大反應(yīng)容器的容積

C．升高溫度

D．使用合適的催化劑

E．設(shè)法減小平衡體系中的CO濃度

（5）若反應(yīng)③的逆反應(yīng)速率與時間的關(guān)系如圖所示：

高三化學(xué)教案：《化學(xué)反應(yīng)速率》教學(xué)設(shè)計(jì)

本文題目：高三化學(xué)教案：化學(xué)反應(yīng)速率

1、了解化學(xué)反應(yīng)速率的定義及其定量表示方法。

2、了解溫度對反應(yīng)速率的影響與活化能有關(guān)。

3、知道焓變和熵變是與反應(yīng)方向有關(guān)的兩種因素。

4、了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性和化學(xué)平衡。

5、了解濃度，壓強(qiáng)、溫度和催化劑等對化學(xué)反應(yīng)速率和平衡的影響規(guī)律

化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論的初步知識是中學(xué)化學(xué)的重要基本理論?？疾榈闹R點(diǎn)應(yīng)主要是：①有關(guān)反應(yīng)速率的計(jì)算和比較;②條件對反應(yīng)速率影響的判斷;③確定某種情況是否是化學(xué)平衡狀態(tài)的特征;④平衡移動原理的應(yīng)用;⑤平衡常數(shù)(濃度平衡常數(shù))的含義及其表達(dá)式⑥利用化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率或比較。

從題型看主要是選擇題和填空題，其主要形式有：⑴根據(jù)化學(xué)方程式確定各物質(zhì)的反應(yīng)速率;⑵根據(jù)給定條件，確定反應(yīng)中各物質(zhì)的 平均速率;⑶理解化學(xué)平衡特征的含義，確定某種情況下化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài);⑷應(yīng)用有關(guān)原理解決模擬的實(shí)際生產(chǎn)問題;(5)平衡移動原理在各類平衡中的應(yīng)用;⑹根據(jù)條件確定可逆反應(yīng)中某一物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)、消耗量、氣體體積變化等。

從考題難度分析，歷年高考題中，本單元的考題中基礎(chǔ)題、中檔題、難題都有出現(xiàn)。因?yàn)楦呖贾杏袔啄瓿霈F(xiàn)了這方面的難題，所以各種復(fù)習(xí)資料中高難度的練習(xí)題較多。從新課標(biāo)的要求來看，這部分內(nèi)容試題應(yīng)較基礎(chǔ)，復(fù)習(xí)時應(yīng)多關(guān)注生產(chǎn)實(shí)際，注重基礎(chǔ)知識的掌握。

一、化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素

1.化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的，通常用單位時間反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示，是一段時間內(nèi)的平均速率。固體或純液體(不是溶液)的濃度可視為不變的常數(shù)，故一般不用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率。用不同物質(zhì)表示同一反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率時，其數(shù)值可能不同(因此，必須指明具體物質(zhì))。但各種物質(zhì)表示的速率比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。

2.參加反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素，外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率也有影響。

(1)濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響只適用于氣體反應(yīng)或溶液中的反應(yīng);

(2)壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響只適用于氣體參加的反應(yīng);

(3)溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響：實(shí)驗(yàn)測得，其他條件不變時，溫度每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)速率通常增加原來的2-4倍，經(jīng)驗(yàn)公式： ;

(4)使用催化劑，使原來難以進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，分步進(jìn)行(本身參與了反應(yīng)，但反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)不變)，從而大幅度改變了化學(xué)反應(yīng)速率。

(5)此外，光、電磁波、超聲波、反應(yīng)物顆粒的大小、溶劑的性質(zhì)等也會對化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。

3.濃度和壓強(qiáng)的改變僅僅改變了單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目，溫度的改變和催化劑的存在卻能改變單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子中活化分子所占的百分?jǐn)?shù)。

二、化學(xué)平衡建立及外界條件化學(xué)平衡的影響。

1.化學(xué)平衡狀態(tài)是指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。

化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：

(1)“逆”：化學(xué)平衡研究的對象是可逆反應(yīng)，可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底，即反應(yīng)過程中反應(yīng)物、生成物，不能全部轉(zhuǎn)化為生成物(反應(yīng)物)。

(2)“動”：化學(xué)平衡是動態(tài)平衡，化學(xué)反應(yīng)達(dá)平衡時正反應(yīng)和逆反應(yīng)仍在繼續(xù)進(jìn)行。

(3)“等”：指反應(yīng)體系中的用同一種物質(zhì)來表示的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等。對于不同種物質(zhì)而言，速率不一定相等。

(4)“定”：平衡混合物中各組分的物質(zhì)的量、質(zhì)量、物質(zhì)的量濃度，各組分的百分含量(體積分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù))、轉(zhuǎn)化率等不隨時間變化而改變。

(5)“變”：改變影響化學(xué)平衡的條件，平衡發(fā)生移動。

(6)化學(xué)平衡的建立與反應(yīng)的途徑無關(guān)。

化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是化學(xué)平衡狀態(tài)特征的具體體現(xiàn)。

2.平衡移動原理：如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強(qiáng)或溫度等)，平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。它是濃度、壓強(qiáng)和溫度等外界條件對平衡移動影響的概括和總結(jié)，只適用于已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng)，未處于平衡狀態(tài)的體系不能用此原理分析，但它也適用于其他動態(tài)平衡體系，如溶解平衡、電離平衡和水解平衡等。催化劑能夠同等程度地增加正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率，因此它對化學(xué)平衡的移動沒有影響。

三、反應(yīng)的焓變和熵變

1、反應(yīng)焓變是與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的一個因素，但不是惟一因素

2、熵：描述體系滋亂度的物理理 單位：J.mol-1 .k-1 符號S

影響熵的因素：①同一條件下，不同物質(zhì)熵不同②同一物質(zhì)，聚集狀態(tài)不同熵不同S(g)>S(l)>S(s)

反應(yīng)的熵變(△S)：△S=S反應(yīng)產(chǎn)物-S反應(yīng)物

T、P一定，反應(yīng)焓變和熵變共同影響反應(yīng)方向，反應(yīng)方向判據(jù)：△H-T△S0 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行

第1課時 化學(xué)反應(yīng)速率

1.化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法：通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或者生成物濃度的增加來表示化學(xué)反應(yīng)速率。單位：mol/L?s ;mol/L?min ;mol/L?h等。

對于任一化學(xué)反應(yīng)：aA +bB==cC +dD可用υ(A)、υ(B)、υ(C)、υ(D)表示其速率，則有υ(A):υ(B):υ(C):υ(D)== a:b:c:d，即化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)之比(還可等于其學(xué)其濃度變化之比或物質(zhì)的量變化之比)。

2.影響反應(yīng)速率的因素

內(nèi)因：反應(yīng)物的性質(zhì)是反應(yīng)速率大小的決定因素。

外因：主要因素有濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等。

(1)濃度：其它條件不變時，增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率加快。

(2)溫度：其它條件不變時，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快。一般來說，溫度每升高10℃，反應(yīng)速率增大為原來的2～4倍。

(3)壓強(qiáng)：其它條件不變時，增大壓強(qiáng)，對于有氣體物質(zhì)參加的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)速率加快。

(4)催化劑：使用正催化劑，能加快反應(yīng)速率。未特別指明時，均指正催化劑。

4.活化能：對基元反應(yīng)而言，活化分子的平均能量與普通反應(yīng)物分子的平均能量之差叫該反應(yīng)的活化能(用Ea表示，其單位為kJ/mol)?；罨茉酱?，反應(yīng)越難進(jìn)行。

催化劑能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，增大活化分子的百分?jǐn)?shù)，進(jìn)而增大化學(xué)反應(yīng)速率。催化劑具有選擇性。

解釋化學(xué)反應(yīng)速率快慢的鏈條思維：活化能→活化分子→有效碰撞→化學(xué)反應(yīng)速率。

影響

外因 單位體積內(nèi) 有效碰撞次數(shù) 化學(xué)反應(yīng)速率

分子總數(shù) 活化分子數(shù) 活化分子百分?jǐn)?shù)

增大反應(yīng)物濃度 增加 增加 不變 增加 加快

增大壓強(qiáng) 增加 增加 不變 增加 加快

升高溫度 不變 增加 增大 增加 加快

使用催化劑 不變 增加 增大 增加 加快

【例1】(2010福建卷，12) 化合物Bilirubin在一定波長的光照射下發(fā)生分解反應(yīng)，反應(yīng)物嘗試隨反應(yīng)時間變化如右圖所示，計(jì)算反應(yīng)4~8 min間的平均反應(yīng)速率和推測反應(yīng)16 min 反應(yīng)物的濃度，結(jié)果應(yīng)是

A 2.5 和2.0

B 2.5 和2.5

C 3.0 和3.0

D 3.0 和3.0

解析：本題考察化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算

第8秒與第4秒時反應(yīng)物濃度差△C為10 ， 為4秒，所以在4~8 間的平均反應(yīng)速率為2.5 ，可以排除CD兩個答案;圖中從0 開始到8 反應(yīng)物濃度減低了4倍，根據(jù)這一幅度，可以推測從第8 到第16分也降低4倍，即由10 降低到2.5 ，因此推測第16 反應(yīng)物的濃度為2.5 ，所以可以排除A而選B

答案：B

【例2】(2010全國卷1，27)

(15分)在溶液中，反應(yīng)A+2B C分別在三種不同實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行，它們的起始濃度均為 、 及 。反應(yīng)物A的濃度隨時間的變化如下圖所示。

請回答下列問題：

(1)與①比較，②和③分別僅改變一種反應(yīng)條件。所改變的條件和判斷的理由是：

②_______________;

③_______________;

(2)實(shí)驗(yàn)②平衡時B的轉(zhuǎn)化率為_________;實(shí)驗(yàn)③平衡時C的濃度為____________;

(3)該反應(yīng)的 __ _______0，判斷其理由是__________________________________;

(4)該反應(yīng)進(jìn)行到4.0min時的平均反應(yīng)速度率：

實(shí)驗(yàn)②： =__________________________________;

實(shí)驗(yàn)③： =__________________________________。

【解析】(1)②使用了(正)催化劑;理由：因?yàn)閺膱D像可看出，兩者最終的平衡濃度相同，即最終的平衡狀態(tài)相同，而②比①所需要的時間短，顯然反應(yīng)速率加快了，故由影響反應(yīng)速率和影響平衡的因素可知是加入(正)催化劑;③升高溫度;理由：因?yàn)樵摲磻?yīng)是在溶液中進(jìn)行的反應(yīng)，所以不可能是改變壓強(qiáng)引起速率的改變，又由于各物質(zhì)起始濃度相同，故不可能是改變濃度影響反應(yīng)速率，再由于③和①相比達(dá)平衡所需時間短，平衡時濃度更小，故不可能是改用催化劑，而只能是升高溫度來影響反應(yīng)速率的

(2)不妨令溶液為1L，則②中達(dá)平衡時A轉(zhuǎn)化了0.04mol，由反應(yīng)計(jì)量數(shù)可知B轉(zhuǎn)化了0.08mol，所以B轉(zhuǎn)化率為 ;同樣在③中A轉(zhuǎn)化了0.06mol，則生成C為0.06mol,體積不變，即平衡時C(c)=0.06mol/L

(3) ﹥0;理由：由③和①進(jìn)行對比可知升高溫度后A的平衡濃度減小，即A的轉(zhuǎn)化率升高，平衡向正方向移動，而升溫是向吸熱的方向移動，所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)， ﹥0

(4)從圖上讀數(shù)，進(jìn)行到4.0min時，實(shí)驗(yàn)②的A的濃度為：0.072mol/L,則△C(A)=0.10-0.072=0.028mol/L， ,∴ =2 =0.014mol(L?min)-1;進(jìn)行到4.0mi實(shí)驗(yàn)③的A的濃度為：0.064mol/L：△C(A,) =0.10-0.064=0.036mol/L， ,∴ = =0.0089mol(L?min)-1

【答案】(1)②加催化劑;達(dá)到平衡的時間縮短，平衡時A的濃度未變

③溫度升高;達(dá)到平衡的時間縮短，平衡時A的濃度減小

(2)40%(或0.4);0.06mol/L;(3)﹥;升高溫度向正方向移動，故該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)

(4)0.014mol(L?min)-1;0.008mol(L?min)-1

【命題意圖】考查基本理論中的化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡部分，一些具體考點(diǎn)是：易通過圖像分析比較得出影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的具體因素(如：濃度，壓強(qiáng)，溫度，催化劑等)、反應(yīng)速率的計(jì)算、平衡轉(zhuǎn)化率的計(jì)算，平衡濃度的計(jì)算， 的判斷;以及計(jì)算能力，分析能力，觀察能力和文字表述能力等的全方位考查。

【點(diǎn)評】本題所涉及的化學(xué)知識非?；A(chǔ)，但是能力要求非常高，觀察和分析不到位，就不能準(zhǔn)確的表述和計(jì)算，要想此題得滿分必須非常優(yōu)秀才行!此題與2009年全國卷II理綜第27題，及安微卷理 綜第28題都極為相似，有異曲同工之妙，所以對考生不陌生!

第2課時 化學(xué)反應(yīng)的方向及判據(jù)

1.反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向

(1)多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)。如氫氧化亞鐵的水溶液在空氣中被氧化為氫氧化鐵的反應(yīng)是自發(fā)的，其△H(298K)==-444.3kJ?mol—1

(2)部分吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行。

如NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)==CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)，其△H(298K)== +37.30kJ?mol—1。

(3)有一些吸熱反應(yīng)在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行，在較高溫度下則能自發(fā)進(jìn)行。如碳酸鈣的分解。

因此，反應(yīng)焓變不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一依據(jù)。

2.反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向

(1)熵：描述大量粒子混亂度的物理量，符號為S，單位J?mol—1?K—1，熵值越大，體系的混亂度越大。

(2)化學(xué)反應(yīng)的熵變(△S)：反應(yīng)產(chǎn)物的總熵與反應(yīng)物總熵之差。

(3)反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向的關(guān)系

①多數(shù)熵增加的反應(yīng)在常溫常壓下均可自發(fā)進(jìn)行。產(chǎn)生氣體的反應(yīng)、氣體物質(zhì)的量增加的反應(yīng)，熵變都是正值，為熵增加反應(yīng)。

②有些熵增加的反應(yīng)在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行，但在較高溫度下則可自發(fā)進(jìn)行。如碳酸鈣的分解。

③個別熵減少的反應(yīng)，在一定條件下也可自發(fā)進(jìn)行。如鋁熱反應(yīng)的△S== —133.8 J?mol—1?K—1，在點(diǎn)燃的條件下即可自發(fā)進(jìn)行。

4.焓變和熵變對反應(yīng)方向的共同影響——“四象限法”判斷化學(xué)反應(yīng)的方向。

在二維平面內(nèi)建立坐標(biāo)系，第Ⅰ象限的符號為“+、+”，第Ⅱ象限的符號為“+、—”，第Ⅲ象限的符號為“—、—”，第Ⅳ象限的符號為“—、+”。借肋于數(shù)學(xué)坐標(biāo)系四個象限的符號，聯(lián)系焓變與熵變對反應(yīng)方向的共同影響，可以從熱力學(xué)的角度快速判斷化學(xué)反應(yīng)的方向。

在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，化學(xué)反應(yīng)的方向的判據(jù)為：

△H—T△S

△H—T△S==0反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

△H—T△S>0反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行

反應(yīng)放熱和熵增加都有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。該判據(jù)指出的是化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的趨勢。

1.第Ⅰ象限符號為“+、+”(△S>0、△H>0)時化學(xué)反應(yīng)的方向——高溫下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行

【例1】石灰石的分解反應(yīng)為：CaCO3(s)==CaO(s) +CO2(g)

其△H(298K)==178.2kJ?mol—1，△S(298K)== 169.6J?mol—1?K—1

試根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷該反應(yīng)在常溫下是否自發(fā)進(jìn)行?其分解溫度是多少?

【解析】

∵△H—T△S=178.2kJ?mol—1—298K×10×—3×169.6kJ?mol—1?K—1

==128kJ?mol—1>0

∴298K時，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。即常溫下該反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。

由于該反應(yīng)是吸熱的熵增加反應(yīng)，升高溫度可使△H—T△S△H/△S ==178.2kJ?mol—1/10×—3×169.6kJ?mol—1?K—1==1051K，即溫度高于778℃時反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行。

2.第Ⅱ象限符號為“+、—”(△S>0、△H

【例2】已知雙氧水、水在298K、100kPa時的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓的數(shù)據(jù)如下：

物 質(zhì) △fH /kJ?mol—1

H2O(l) —258.8

H2O2(l) —191.2

O2(g) 0

(1)試由以上數(shù)據(jù)計(jì)算雙氧水發(fā)生分解反應(yīng)的熱效應(yīng)。

(2)若雙氧水發(fā)生分解反應(yīng)生成液態(tài)水和氧氣時，其△S==57.16J?mol—1?K—1

試判斷該反應(yīng)在常溫下能否自發(fā)進(jìn)行。若溫度達(dá)到2000K時，反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行。

【解析】

(1)根據(jù)△H ==H(產(chǎn)物)—H(反應(yīng)物)得，△H ==2×(—258.8kJ?mol—1)+0—2×(—191.2kJ?mol—1)===　—135.2kJ?mol—1。

(2)在298K時，△H—T△S=—135.2kJ?mol—1-(298K×10—3×57.16kJ?mol—1?K—1) ==　—152.23 kJ?mol—1

∴該反應(yīng)在常溫下可自發(fā)進(jìn)行。

溫度達(dá)到2000K，且假定焓變和熵變不隨溫度變化而變化，△H—T△S=—135.2kJ?mol—1-(2000K×10—3×57.16kJ?mol—1?K—1)==　—249.52kJ?mol—1

故△S>0、△H

3.第Ⅲ象限符號為“—、—”(△S

【例3】常溫下氫氧化亞鐵與空氣中的氧氣及水有可能發(fā)生反應(yīng)，即：

4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)==4Fe(OH)3(s)，已知該反應(yīng)在298K時的△H== —444.3 kJ?mol—1，△S==　—280.1 J?mol—1?K—1

試問該反應(yīng)在常溫下是否自發(fā)進(jìn)行?

【解析】

根據(jù)△H—T△S=—444.3 kJ?mol—1—298K×10-3×(—280.1 kJ?mol—1?K—1)== —360.83 kJ?mol—1

由于焓變和熵變的作用相反，且二者相差懸殊，焓變對反應(yīng)的方向起決定性作用，故反應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行。

假定溫度達(dá)到2000K，則△H—T△S=—444.3 kJ?mol—1—2000K×10-3×(—280.1 kJ?mol—1?K—1)=115.9 kJ?mol—1>0，反應(yīng)不能自發(fā)行。即高溫下反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。

4.第Ⅳ象限符號為“—、+”(△S0)時化學(xué)反應(yīng)的方向——所有溫度下反應(yīng)均不能自發(fā)進(jìn)行

【例4】CO(g)=C(s，石墨)+1/2O2(g)，其△H=110.5 kJ?mol—1△S==　—89.36J?mol—1?K—1，試判斷該反應(yīng)在298K和2000K時反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行?

【解析】

298K時，△H—T△S=110.5 kJ?mol—1—298K×10—3×(—89.36kJ?mol—1?K—1) ==137.13 kJ?mol—1>0，故298K時反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。

2000K時，△H—T△S=110.5 kJ?mol—1—2000K×10—3×(—89.36kJ?mol—1?K—1) ==289.22 kJ?mol—1>0，故2000K時，反應(yīng)也不能自發(fā)進(jìn)行。

事實(shí)上，△S0時，僅從符號上進(jìn)行分析，無論溫度如何變化，恒有△H—T△S>0，故化學(xué)反應(yīng)的方向——所有溫度下反應(yīng)均不能自發(fā)進(jìn)行。

從以上四個象限的情況來看，交叉象限的情況相反相成，第Ⅰ象限(高溫下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行)和第Ⅲ象限(低溫下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行)相反相成，第Ⅱ象限(所有溫度下均可自發(fā)進(jìn)行)和第Ⅳ象限(所有溫度下反應(yīng)均不能自發(fā)進(jìn)行)相反相成。分析化學(xué)反應(yīng)的方向的熱力學(xué)判據(jù)是△H—T△S

第3課時 化學(xué)反應(yīng)的限度

1.可逆反應(yīng)：在相同條件下同時向正、反兩個方向進(jìn)行的反應(yīng)稱為可逆反應(yīng)。在可逆反應(yīng)中使用“ ”。

2.化學(xué)平衡(狀態(tài))：

(1)概念：在一定條件下可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)物和生成物的濃度不再發(fā)生變化，這種狀態(tài)稱為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡稱化學(xué)平衡。

(2)特征：

①逆：化學(xué)平衡研究的對象是可逆反應(yīng)。

②等：V(正)==V(逆)≠0

③動：化學(xué)平衡是動態(tài)平衡。雖然V(正)==V(逆)，但正、逆反應(yīng)仍在進(jìn)行。

④定：反應(yīng)物和生成物的濃度保持一定。

⑤變：外界條件改變，平衡也隨之改變。

3.化學(xué)平衡常數(shù)：

(1)概念：對于一定條件下的可逆反應(yīng)(aA+bB cC+dD)，達(dá)到化學(xué)平衡時，生成物濃度的乘冪的乘積與反應(yīng)物濃度的乘冪的乘積之比為一常數(shù)，記作Kc，稱為化學(xué)平衡常數(shù)(濃度平衡常數(shù))。

(2)數(shù)學(xué)表達(dá)式：

如果反應(yīng)物和生成物均為氣體，當(dāng)達(dá)到化學(xué)平衡時，將由各物質(zhì)平衡分壓算得的平衡常數(shù)稱為壓強(qiáng)平衡常數(shù)。即

濃度平衡常數(shù)和壓強(qiáng)平衡常數(shù)均稱為化學(xué)平衡常數(shù)。

(3)意義：平衡常數(shù)的大小化學(xué)反應(yīng)可能進(jìn)行的程度(即反應(yīng)限度);平衡常數(shù)的數(shù)值越大，說明反應(yīng)進(jìn)行得越完全。

(4)影響因素：只與溫度有關(guān)，而與濃度無關(guān)。

4.平衡轉(zhuǎn)化率：對于可逆反應(yīng)aA+bB cC+dD，反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率可以表示為：

α(A)==(c0(A)- [A])/c0(A)×100%

5. 反應(yīng)條件對化學(xué)平衡的影響

(1)化學(xué)平衡移動：一定條件下的可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)以后，反應(yīng)條件改變，平衡混合物中各組分的濃度也隨之發(fā)生改變而達(dá)到新的平衡狀態(tài)，這種由一個平衡達(dá)到新的平衡的過程稱為化學(xué)平衡移動。

(2)反應(yīng)條件對化學(xué)平衡的影響

①改變溫度：

升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動。

降低溫度，化學(xué)平衡向放熱反應(yīng)方向移動。

②改變濃度：

若Qc

若Qc>Kc，化學(xué)平衡逆向(向左)移動。

③改變壓強(qiáng)：

若Qp

若Qp>Kp，化學(xué)平衡逆向(向左)移動。

(3)勒夏特列原理：在封閉體系中，如果只改變平衡體系中的一個條件時，平衡將向減弱這個條件改變的方向移動。

【例1】(2010天津卷，10)

(14分)二甲醚是一 種重要的清潔燃料，也可替代氟利昂作制冷劑等，對臭氧層無破壞作用。工業(yè)上可利用煤的氣化產(chǎn)物(水煤氣)合成二甲醚。

請回答下列問題：

⑴ 煤的氣化的主要化學(xué)反應(yīng)方程式為：___________________________。

⑵ 煤的氣化過程中產(chǎn)生的有害氣體H2S用Na2CO3溶液吸收，生成兩種酸式鹽，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：________________________________________。

⑶ 利用水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下：

① 2H2(g) + CO(g) CH3OH(g);ΔH = -90.8 kJ?mol-1

② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g);ΔH= -23.5 kJ?mol-1

③ CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g);ΔH= -41.3 kJ?mol-1

總反應(yīng)：3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g ) + CO2 (g)的ΔH= ___________;

一定條件下的密閉容器中，該總反應(yīng)達(dá)到平衡，要提高CO的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是__________(填字母代號)。

a.高溫高壓 b.加入催化劑 c.減少CO2的濃度

d.增加CO的濃度 e.分離出二甲醚

⑷ 已知反應(yīng)②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)某溫度下的平衡常數(shù)為400 。此溫度下，在密閉容器中加 入CH3OH ，反應(yīng)到某時刻測得各組分的濃度如下：

物質(zhì) CH3OH CH3OCH3 H2O

濃度/(mol?L-1) 0.44 0.6 0.6

① 比較此時正、逆反應(yīng)速率的大?。簐正 ______ v逆 (填“>”、“

② 若加入CH3OH后，經(jīng)10 min反應(yīng)達(dá)到平衡，此時c(CH3OH) = _________;該時間內(nèi)反應(yīng)速率v(CH3OH) = __________。

解析：(1)煤生成水煤氣的反應(yīng)為C+H2O CO+H2。

(2)既然生成兩種酸式鹽，應(yīng)是NaHCO3和NaHS，故方程式為：

Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS。

(3)觀察目標(biāo)方程式，應(yīng)是①×2+②+③，故△H=2△H1+△H2+△H3=-246.4kJ? mol -1。

正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡左移，CO轉(zhuǎn)化率減小;加入催化劑，平衡不移動，轉(zhuǎn)化率不變;減少CO2的濃度、分離出二甲醚，平衡右移，CO轉(zhuǎn)化率增大;增大CO濃度，平衡右移，但CO轉(zhuǎn)化率降低;故選c、e。

(4)此時的濃度商Q= =1.86 逆;設(shè)平衡時生成物的濃度為0.6+x，則甲醇的濃度為(0.44-2x)有：400= ，解得x=0.2 mol?L-1，故0.44 mol?L-1-2x=0.04 mol?L-1。

由表可知，甲醇的起始濃度度為(0.44+1.2) mol?L-1=1.64 mol?L-1，其平衡濃度為0.04 mol?L-1，

10min變化的濃度為1.6 mol?L-1，故 (CH3OH)=0.16 mol?L-1?min-1。

答案：(1) C+H2O CO+H2。

(2) Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS

(3) -2 46.4kJ? mol -1 c、e

(4) ①> ②0.04 mol?L-1 0.16 mol?L-1?min-1

命題立意：本題是化學(xué)反應(yīng)原理的綜合性試題，考查了化學(xué)方程式的書寫、蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡移動原理，和利用濃度商和平衡常數(shù)的關(guān)系判斷平衡移動的方向、平衡常數(shù)和速率的計(jì)算等。

【例2】(2010四川理綜卷，13)

反應(yīng)aM(g)+bN(g) cP(g)+dQ(g)達(dá)到平衡時。M的體積分?jǐn)?shù)y(M)與反應(yīng)條件的關(guān)系如圖所示。其中：Z表示反應(yīng)開始時N的物質(zhì)的量與M的物質(zhì)的量之比。下列說法正確的是

A.同溫同壓Z時，加入催化劑，平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)增加

B.同壓同Z時，升高溫度，平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)增加

C.同溫同Z時，增加壓強(qiáng)，平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)增加

D.同溫同壓時，增加Z，平衡時Q的體積分?jǐn)?shù)增加。

答案：B

解析：本題考查了平衡移動原理的應(yīng)用。A項(xiàng)加入催化劑只能改變反應(yīng)速率，不會使平衡移動。B項(xiàng)由圖像(1)知隨著溫度的升高M(jìn)的體積分?jǐn)?shù)降低，說明正反應(yīng)吸熱，所以溫度升高平衡正向移動，Q的體積分?jǐn)?shù)增加。C項(xiàng)對比(1)(2)可以看出相同溫度條件，壓強(qiáng)增大M的體積分?jǐn)?shù)增大，所以正反應(yīng)是體積縮小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)Q的體積分?jǐn)?shù)減小。D項(xiàng)由C項(xiàng)可以判斷D也不對。

【鞏固練習(xí)1】(福建省泉州一中2010屆高三上學(xué)期期中考試)在1 L密閉容器中，把1 mol A和1 mol B混合發(fā)生如下反應(yīng)：

3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，生成0.4 mol D，并測得C的平衡濃度為0.4 mol?Lˉ1，下列敘述中不正確的是

A.x的值為2 B.A的轉(zhuǎn)化率為40%

C.B的平衡濃度為0.8 mol?Lˉ1 D.D的體積分?jǐn)?shù)為20%

答案 B

【鞏固練習(xí)2】(貴州省巴結(jié)中學(xué)2010屆高三10月月考)某體積可變的密閉容器，盛有適量的A和B的混合氣體，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)： ，若維持溫度和壓強(qiáng)不變，當(dāng)達(dá)到平衡時，容器的體積為VL，其中C氣體的體積占10%，下列推斷正確 ( )

①原混合氣體體積為1.2VL; ②原混合氣體的體積為1.1VL;

③反應(yīng)達(dá)平衡時氣體A消耗0.05VL; ④反應(yīng)達(dá)平衡時氣體B消耗掉0.05VL。

A.②③　 B.②④　 C.①③　D.②①

答案 A

【鞏固練習(xí)3】(重慶西南師大附中2010年上學(xué)期期末考試)T℃時，A氣體與B氣體反應(yīng)生成C氣體。反應(yīng)過程中A、B、C物質(zhì)的量變化如圖(Ⅰ)所示;若保持其他條件不變，溫度分別為T1和T2時，B的體積分?jǐn)?shù)與時間的關(guān)系如圖(Ⅱ)所示，則下列結(jié)論正確的是( )

A.在(t1+1)min時，保持其他條件不變，增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動

B.在(t1+1)min時，保持容器總壓強(qiáng)不變，通入稀有氣體，平衡向正反應(yīng)方向移動

C.不再增減物質(zhì)，只改變壓強(qiáng)或溫度時，A的體積分?jǐn)?shù)V(A)%變化范圍為25%

D.其他條件不變，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大，且A的轉(zhuǎn)化率增大

答案 C

第4課時 反應(yīng)速率與限度理論在化工生產(chǎn)上的應(yīng)用

1.合成氨的反應(yīng)原理：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)298K時，△H==92.2kJ?mol—1

特點(diǎn)：合成氨是一個氣體體積縮小的放熱的可逆反應(yīng)。

2.合成氨適宜條件的選擇

(1)選擇依據(jù)：從提高反應(yīng)速率的角度分析，提高反應(yīng)溫度、使用催化劑、適當(dāng)提高氮?dú)浔?從平衡移動的角度分析，降低溫度、提高壓強(qiáng)和適時分離反應(yīng)產(chǎn)物氨;從實(shí)際生產(chǎn)的角度分析，溫度和壓強(qiáng)要與生產(chǎn)實(shí)際相適應(yīng)。

(2)選擇原則：能加快反應(yīng)速率;提高原料的利用率;提高單位時間內(nèi)的產(chǎn)量;對設(shè)備條件要求不能太高。

(3)合成氨的適宜條件：使用催化劑;適宜的壓強(qiáng)：2×107～5×107Pa;適宜的溫度：500℃左右;及時分離出氨和及時補(bǔ)充氮?dú)夂蜌錃狻?/p>

(4)合成氨的簡要流程：

【例1】(2010安徽卷)低脫硝技術(shù)可用于處理廢氣中的氮氧化物，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：

2NH2(g)+NO(g)+NH2(g) 2H3(g)+3H2O(g) H

在恒容的密閉容器中，下列有關(guān)說法正確的是

A.平衡時，其他條件不變，升高溫度可使該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大

B.平衡時，其他條件不變，增加NH3的濃度，廢氣中氮氧化物的轉(zhuǎn)化率減小

C.單位時間內(nèi)消耗NO和N2的物質(zhì)的量比為1∶2時，反應(yīng)達(dá)到平衡

D.其他條件不變，使用高效催化劑，廢氣中氮氧化物的轉(zhuǎn)化率增大

答案：C

解析：A選項(xiàng)，放熱反應(yīng)升溫平衡常數(shù)減小，錯誤;增大一個反應(yīng)物濃度另一反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大，B錯;使用催化劑平衡不移動，D錯。

【例2】(2010重慶卷)(15分)某興趣小組用題27圖裝置探究氨的催化氧化.

(1)氨催化氧化的化學(xué)方程式為___________________.

(2)加熱玻璃管2一段時間后，擠壓1中打氣球鼓入空氣，觀察到2中物質(zhì)呈紅熱狀態(tài);停止加熱后仍能保持紅熱，該反應(yīng)是_________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”).

(3)為保證在裝置4中觀察到紅棕色氣體，裝置3應(yīng)裝入_________;若取消3，在4中僅觀察到大量白煙，原因是___________________.

(4)為實(shí)現(xiàn)氨催化氧化，也可用裝置5替換裝置_________(填裝置代號);化合物X為_________(只寫一種)，Na2O2的作用是___________________.

答案(15分)

(1)4NH3+ 5O2 4NO+6H2O

(2)放熱

(3)濃H2SO4;生成的NO與O2反應(yīng)生成NO2,NO2與水反應(yīng)生成HNO3，NH3與HNO3反應(yīng)生成了

(4)I; 與HCL反應(yīng)生成氧氣(合理答案均給分)

【解析】本題考查氨的催化氧化。(1) 和 氧化生成 。(2)該反應(yīng)為放熱，故不加熱后仍能保持紅熱狀態(tài)。(3)產(chǎn)物中有 和 ， 會被 氧化生成 ，在于空氣中的水蒸氣反應(yīng)生成 ,而 與 會產(chǎn)生白煙。(4)裝置5與1均產(chǎn)生科產(chǎn)生 。 加熱分解可得 和HCL,而HCL與 可生成 。

【例3】(2008廣東24)科學(xué)家一直致力于研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法。曾有實(shí)驗(yàn)報(bào)道：在常溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生反應(yīng)，生成的主要產(chǎn)物為NH3。進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表(光照、N2壓力1.0×105 Pa、反應(yīng)時間3 h):

T/K 303 313 323 353

NH3生成量/(10-6 mol) 4.8 5.9 6.0 2.0

相應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：

N2(g)+3H2O(l) 2NH3(g)+ O2(g)

ΔH=+765.2 kJ?mol-1

回答下列問題：

(1)請畫出上述反應(yīng)在有催化劑與無催化劑兩種情況下反應(yīng)過程中體系能量變化示意圖，并進(jìn)行必要標(biāo)注。

(2)與目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法相比，該方法中固氮反應(yīng)速率慢。請?zhí)岢隹商岣咂浞磻?yīng)速率且增大NH3生成量的建議： 。

(3)工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。設(shè)在容積為2.0 L的密閉容器中充入

0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時，NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(NH3的物質(zhì)的量與反應(yīng)體系中總的物質(zhì)的量之比)為 。計(jì)算：

①該條件下N2的平衡轉(zhuǎn)化率;

②該條件下反應(yīng)2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù)。

答案 (1)

(2)升溫、增大N2濃度、不斷移出生成物

(3)①66.7% ②5.0×10-3mol2?L-2

解析 (1)催化劑能降低反應(yīng)的活化能，改變反應(yīng)的歷程，使一個高能變過程變?yōu)閹讉€能量相對低的過程，使反應(yīng)易發(fā)生。要點(diǎn)是有催化劑時能量低而過程階段多了。圖見答案。

(2)加快反應(yīng)速率且增大NH3生成量的方法是升溫、增大N2濃度、不斷移出生成物。

(3)解：①設(shè)反應(yīng)過程消耗xmolN2(g)。

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)

起始物質(zhì)的量/mol 0.60 1.60 0

平衡物質(zhì)的量/mol 0.60-x 1.60-3x 2x

平衡時反應(yīng)體系總物質(zhì)的量=[(0.60-x)+(1.60-3x)+2x]mol=(2.20-2x) mol

NH3(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=2x÷(2.20-2x)=

x=0.40

N2的平衡轉(zhuǎn)化率= ×100%=66.7%

②設(shè)反應(yīng)2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù)為K。平衡時，c(NH3)=2×0.40 mol÷2.0 L=

0.40 mol?L-1c(N2)=(0.60-0.40) mol÷2.0 L=0.10 mol?L-1

c(H2)=(1.60-3×0.40) mol÷2.0 L=0.20 mol?L-1

K= =[(0.10 mol?L-1?)×(0.20 mol?L-1)3]÷(0.40 mol?L-1)2

=5.0×10-3mol2?L-2

化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡單元測試

一、選擇題

1.反應(yīng)A(氣)+3B(氣) 2C(氣)+2D(氣)在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別如下，其中反應(yīng)速率最大的是()

A.vA=0.15mol?L-1?min-1　 B.vB=0.6mol?L-1?min-1

C.vC=0.4mol?L-1?min-1 D.vD=0.01mol?L-1?s-1

2.將A與B的混合物15mol放人容積為2L的密閉容器里，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2A(氣)+3B(氣) C(氣)+2D(氣)，經(jīng)過15min達(dá)到平衡，達(dá)平衡時容器內(nèi)的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的 。則以B氣體的濃度變化表示的反應(yīng)速率是()

A.0.15mol?L-1?min-1　 B.0.3mol?L-1?min-1

C.0.45mol?L-1?min-1　 D.0.6mol?L-1?min-1

3.反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)在2L的密閉容器中進(jìn)行，1min后，NH3減少了0.12mol，則平均每秒鐘濃度變化正確的是()

A.NO：0.001mol?L-1 B.H2O：0.002mol?L-1

C.NH3：0.002mol?L-1 D.O2：0.00125mol?L-1

4.在恒溫恒容下，某容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：H2 2H。若反應(yīng)物的濃度由0.1mol?L-1降到0.06mol?L-1需20s，那么由0.06mol?L-1降到0.024mol?L-1需反應(yīng)的時間為()

A.等于18s　B.等于12s C.大于18s　 D.小于18s

5.用Al粉和碘甲烷制(CH3)3Al時，于100℃攪拌65h，產(chǎn)率為0，若用超聲波，則室溫下用2.5h，產(chǎn)率可達(dá)96%。有關(guān)敘述中正確的是()

A.超聲波加快反應(yīng)速率的作用大于攪拌 B.且超聲波使鋁粉于CH3中乳化成為膠體

C.超聲波使化學(xué)反應(yīng)物局部急驟升溫 D.超聲波加快CH3I分解為碘和甲烷

6.在一定溫度下的定容密閉容器中，當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時，表示反應(yīng)A(s)+2B(g) C(g)+D(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是()

A.混合氣體密度 B.混合氣體的壓強(qiáng)

C.混合氣體的總物質(zhì)的量　 D.B的物質(zhì)的量濃度

7.下圖I、Ⅱ、Ⅲ分別代表反應(yīng)①③、②、④則Y軸是指()

①N2+3H2 2NH3;△H

③CO+2H2=CH3OH;△H0

A.平衡混合氣中一種生成物的百分含量 B.平衡混合氣中一種反應(yīng)物的百分含量

C.平衡混合氣中一種生成物的轉(zhuǎn)化率 D.平衡混合氣中一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率

8.在一定溫度下，向aL密閉容器中加入1mol X氣體和2mol Y氣體，發(fā)生如下反應(yīng)：X(g)+2Y(g) 2Z(g)，此反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是()

A.容器內(nèi)壓強(qiáng)隨時間變化而變化 B.容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時間變化

C.容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比1:2:3

D.單位時間消耗0.1mol X的同時生成0.2mol Z

9.體積相同的甲、乙兩個容器中，分別都充有等物質(zhì)的量的NH3，在相同溫度下，發(fā)生反應(yīng)：2NH3 N2+3H2，并達(dá)到平衡。在這個過程中，甲容器保持體積不變，乙容器保持壓強(qiáng)不變，若甲容器中NH3的轉(zhuǎn)化率為P%，則乙容器中NH3的轉(zhuǎn)化率為()

A.等于P% B.小于P%　C.大于P% 　D.無法判斷

10.下列事實(shí)不能平衡移動原理來解釋的是()

A.往硫化氫水溶液中加堿有利于S2-增多 B.加入催化劑有利于氨氧化反應(yīng)

C.500℃左右比室溫更有利于合成氨的反應(yīng) D.高壓有利于合成氨的反應(yīng)

11.一定條件下將含1molNH3的體積不變的密閉容器加熱，發(fā)生反應(yīng)：2NH3 N2+3H2，一定時間后達(dá)到平衡，此時NH3的體積分?jǐn)?shù)為x%。若在該容器中再加入1molNH3后密封，加熱到相同溫度，使反應(yīng)達(dá)到平衡，設(shè)此時NH3的體積分?jǐn)?shù)為y%，則x和y的關(guān)系正確的是()

A.xy C.x=y　D.x≥y

12.某容積可變的密閉容器中 放人一定量的A和B的混合氣體，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：A(氣)+2B(氣) 2C(氣)。若維持溫度和壓強(qiáng)不變，當(dāng)達(dá)到平衡時，容器的體積為V，此時C氣體的體積占50%，則下列推斷正確的是()

A.原混合氣體的體積為1.25V B.原混合氣體的體積為1.5V

C.反應(yīng)達(dá)到平衡時，氣體A消耗了0.5V D.反應(yīng)達(dá)到平衡后，氣體B消耗了0.5V

13.一定條件下，在一密閉容器中通人一定量SO2和O2的混合氣，發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2(氣)+O2(氣)=2SO3(氣)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))。反應(yīng)達(dá)平衡后SO2、O2和SO3的物質(zhì)的量之比為3:4:6，保持其他條件不變，降低溫度后達(dá)到新的平 衡時，O2和SO3的物質(zhì)的量分別是1.1mol和2.0mol，此時容器內(nèi)SO2的物質(zhì)的量應(yīng)是()

A.0.7mol　 B.0.9mol C.1.1mol D.1.3mol

14.某溫度下，在一容積可變的容器中，反應(yīng)2A(g)+B(s) 2C(g)達(dá)到平衡時，A、B和C的物質(zhì)的量分別為4mol、2mol和4mol。保持溫度和壓強(qiáng)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.均減少1mol B.均增加1mol C.均減半 D.均加倍

15.一混合氣體，在密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：xA(g)+yB(g) zC(g)，達(dá)到平衡后，測得A的濃度為0.5mol/L，當(dāng)在恒溫下將密閉容器的容積擴(kuò)大1倍再達(dá)平衡時，測得A的濃度為0.3mol/L。則下列敘述正確的是()

A.x+y>zB.平衡向右移動

C.B的轉(zhuǎn)化率升高D.A的物質(zhì)的量減少

16.下圖曲線a表示放熱反應(yīng)X(g)+Y(g) Z(g)+M(g)+N(s)進(jìn)行過程中X的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的關(guān)系。若要改變起始條件，使反應(yīng)過程按b曲線進(jìn)行，可采取的措施是

A.升高溫度　 B.加大X的投入量C.加催化劑　 D.增大體積

17、一定溫度下，在2 L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如下圖所示：

下列描述正確的是

A、反應(yīng)開始到10s，用Z表示的反應(yīng)速率為0.158mol/(L?s)

B、反應(yīng)開始到10s，X的物質(zhì)的量濃度減少了0.79mol/L

C、反應(yīng)開始到10s時，Y的轉(zhuǎn)化率為79.0%

D、反應(yīng)的化學(xué)方程式為：X(g)+ Y(g) Z(g)

18. 反應(yīng) 2A(g) + B(g) 2C(g);△H > 0 。下列反應(yīng)有利于生成C的是：

A. 低溫、低壓 B. 低溫、高壓 C. 高溫、高壓 D. 高溫、低壓

19. 某溫度下，體積一定的密閉容器中進(jìn)行如下可逆反應(yīng)：

X(g)+Y(g) Z(g)+W(s);ΔH>0下列敘述正確的是

A.加入少量W，逆反應(yīng)速率增大 B.當(dāng)容器中氣體壓強(qiáng)不變時，反應(yīng)達(dá)到平衡

C.升高溫度，平衡逆向移動 D.平衡后加入X，上述反應(yīng)的ΔH增大

20. 已知反應(yīng)mX(g)+nY(g) qZ(g)的△Hq,在恒容密閉容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時，下列說法正確的是

A.通入稀有氣體使壓強(qiáng)增大，平衡將正向移動

B.X的正反應(yīng)速率是Y的逆反應(yīng)速率的m/n倍

C.降低溫度，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變小

D.增加X的物質(zhì)的量，Y的轉(zhuǎn)化率降低

21.合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展具有重要的意義。對于密閉容器中的反應(yīng)： N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，673K，30MPa下n(NH3)和n(H2)隨時間變化的關(guān)系如下圖所示。下列敘述正確的是

A.點(diǎn)a的正反應(yīng)速率比點(diǎn)b的大 B.點(diǎn) c處反應(yīng)達(dá)到平衡

C.點(diǎn)d (t1時刻) 和點(diǎn) e (t2時刻) 處n(N2)不一樣

D.其他條件不變，773K下反應(yīng)至t1時刻，n(H2)比上圖中d點(diǎn)的值大

二、填空題

22.在密閉容器中加入2molA和1molB發(fā)生反應(yīng)2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)，達(dá)到平衡時C的體積分?jǐn)?shù)為ω。若保持容器體積和溫度不變，以下配比作為起始物質(zhì)：

① 4mol A+2mol B　 ② 2mol A+1mol B+3mol C+1mol D

③ 3mol C+1mol D　 ④ 1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D

⑤ 3mol A+1mol B

(1)達(dá)平衡后，C的體積分?jǐn)?shù)仍為ω的是________________。

(2)達(dá)平衡時C的體積分?jǐn)?shù)大于ω的是________________。

(3)若發(fā)生的反應(yīng)為2A(s)+B(g)=3C(g)+D(g)，即A的狀態(tài)，由氣態(tài)改為固態(tài)，其他條件不變，則C的體積分?jǐn)?shù)為ω的是________________。

(4)若起始時加入amol A、bmol B、cmol C、dmol D，要使平衡時C的體積分?jǐn)?shù)仍為ω，則a、b、c、d應(yīng)滿足的關(guān)系為________________。

(5)若將題中“保持體積和溫度不變”改為“保持壓強(qiáng)和溫度不變”，則C的體積分?jǐn)?shù)為ω的是___________。

23.在一定條件卞，二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應(yīng)：

(1)寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=_____________________________________。

(2)降低溫度，該反應(yīng)K值____________，二氧化硫轉(zhuǎn)化率_____________，化學(xué)反應(yīng)速度____________(以上均填“增大”、“減小”或“不變”)。

(3)600℃時，在一密閉容器中，將二氧化硫和氧氣混合，反應(yīng)過程中SO2、O2、SO3物質(zhì)的量變化如圖，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的時間是________。

(4)據(jù)圖判斷，反應(yīng)進(jìn)行至20 min時，曲線發(fā)生變化的原因是__________(用文字表達(dá))。

10 min到15 min的曲線變化的原因可能是_________(填寫編號)。

a.加了催化劑b.縮小容器體積c.降低溫度d.增加SO3的物質(zhì)的量

24.在某一容積為2 L的密閉容器內(nèi)，加入0.8 mol的H2和0.6 mol的I2，在一定的條件下發(fā)生如下反應(yīng)：

H2(g)+I2(g) 2HI(g);△H

反應(yīng)中各物質(zhì)的濃度隨時間變化情況如圖1：

(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為 ;

(2)根據(jù)圖1數(shù)據(jù)，反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時，平均速率 (HI)為 ;

(3)反應(yīng)達(dá)到平衡后，第8分鐘時：① 若升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)K(填寫增大、減小或不變)HI濃度的變化正確 ;(用圖2中a～c的編號回答)② 若加入I2，H2濃度的變化正確的是 。(用圖2中d～f的編號回答)

(4)反應(yīng)達(dá)到平衡后，第8分鐘時，若反容器的容積擴(kuò)大一倍，請?jiān)趫D3中畫出8分鐘后HI濃度的變化情況。

25.將等物質(zhì)的量的A、B、C、D四種物質(zhì)混合，發(fā)生如下反應(yīng)：aA+bB cC(s)+dD。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行一定時間后，測得A減少了nmol，B減少了 mol，C增加了 nmol，D增加了nmol，此時達(dá)到化學(xué)平衡。

(1)該化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)為：a=_____________，b=_____________，c=_____________，d=_____________。

(2)若只改變壓強(qiáng)，反應(yīng)速率發(fā)生變化，但平衡不發(fā)生移動，該反應(yīng)中各物質(zhì)的聚集狀態(tài)為：A____________，B____________，D____________。

(3)若只升高溫度，反應(yīng)一段時間后，測知四種物質(zhì)的物質(zhì)的量又達(dá)到相等，則該反應(yīng)為________________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。

26、熱力學(xué)是專門研究能量相互轉(zhuǎn)變過程中所遵循的法則的一門科學(xué)。在熱力學(xué)研究中，為了明確研究的對象，人為地將所注意的一部分物質(zhì)或空間與其余的物質(zhì)或空間分開。被劃分出來作為研究對象的這一部分稱之為體系;而體系以外的其他部分則稱之為環(huán)境。熱化學(xué)方程式中的H實(shí)際上是熱力學(xué)中的一個物理量，叫做焓，在化學(xué)上表示一個封閉體系中化學(xué)反應(yīng)的能量和對環(huán)境所作的功的和。一個體系的焓(H)的絕對值到目前為止還沒有辦法測得，但當(dāng)體系發(fā)生變化時，我們可以測得體系的焓的變化，即焓變，用“ΔH”表示，ΔH=H(終態(tài))-H(始態(tài))。

(1)化學(xué)反應(yīng)中的ΔH是以 的形式體現(xiàn)的。對于化學(xué)反應(yīng)A+B=C+D，若H(A)+H(B)>H(C)+H(D)，則該反應(yīng)的ΔH 0。(填“大于”、“小于”)，該反應(yīng)是 (填“放熱”、“吸熱”)反應(yīng);

(2)進(jìn)一步研究表明，化學(xué)反應(yīng)的焓變與反應(yīng)物和生成物的鍵能有關(guān)。所謂鍵能就是：在101.3kPa、298K時，斷開1mol氣態(tài)AB為氣態(tài)A、氣態(tài)B時過程的焓變，用ΔH298(AB)表示;斷開化學(xué)鍵時ΔH>0[如H2(g)=2H(g); ΔH=436 kJ?mol-1],形成化學(xué)鍵時：ΔH

已知： H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g); ΔH=-185kJ?mol-1

ΔH298(H2)=436 kJ?mol-1 ,ΔH298(Cl2)=247 kJ?mol-1

則ΔH298(HCl)= 。

(3)Hess G.H在總結(jié)大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)之后認(rèn)為，只要化學(xué)反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)確定，則化學(xué)反應(yīng)

的ΔH便是定值，與反應(yīng)的途徑無關(guān)。這就是有名的“Hess定律”。

已知：Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g); ΔH=-25kJ?mol-1

3 Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g); ΔH=-47kJ?mol-1

Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g); ΔH=19kJ?mol-1

請寫出CO還原FeO的熱化學(xué)方程式： ;

27.Fe3+和I-在水溶液中的反應(yīng)如下：2I-+2Fe3+ 2Fe2++I2(水溶液)。

(1)在一定溫度下，測得2min內(nèi)生成I2的濃度為0.02mol/L，則用Fe3+表示該反應(yīng)在這2min內(nèi)平均反應(yīng)速率為________________。

(2)上述反應(yīng)的正向反應(yīng)速率和I-、Fe3+的濃度關(guān)系為：v=K{c(I-)}m{c(Fe3+)}n(K為常數(shù))

通過所給的數(shù)據(jù)計(jì)算得：在v=K{c(I-)}m{c(Fe3+)}n中。m、n的值為________________[選填(A)、(B)、(C)、(D)。

A.m=1，n=1 B.m=1，n=2　 C.m=2，n=1　 D.m=2，n=2

I-濃度對反應(yīng)速率的影響________________Fe3+濃度對反應(yīng)速率的影響。(選填：小于、大于、等于)

28、某化學(xué)反應(yīng)2A B+D在四種不同條件下進(jìn)行，B、D起始濃度為見反應(yīng)物A的濃度(mol/L)隨反應(yīng)時間(min)的變化情況如下表：

根據(jù)上述數(shù)據(jù)，完成下列填空：

(1)在實(shí)驗(yàn)1，反應(yīng)在10至20分鐘時間內(nèi)平均速率為 mol/(L?min)。

(2)在實(shí)驗(yàn)2，A的初始濃度C2= mol/L，反應(yīng)經(jīng)20分鐘就達(dá)到平衡，可推測實(shí)驗(yàn)2中還隱含的條件是 。

(3)設(shè)實(shí)驗(yàn)3的反應(yīng)速率為V3，實(shí)驗(yàn)1的反應(yīng)速率為V1，則V3 V1(填>、=、、=、

(4)比較實(shí)驗(yàn)4和實(shí)驗(yàn)1，可推測該反應(yīng)是 反應(yīng)(選填吸熱、放熱)。理由是

參考答案：

1、C 2、A 3、AD 4、C 5、A 6、AD 7、AD 8、B 9、C 10、BC 11、A 12、A 13、A 14、B 15、A 16、C 17、C18、C19、D20、B21、AD

22、(1)③④ (2)⑤　(3)③④⑤　(4) ， ，c:d=3:1　 　(5)①②③④

23.(1) (2) 增大　 增大　 減小(3) 15～20 min和25～30min。 (4) 增加

了O2的量;a、b

24、(1)K= (2)0.167 mol / ?L?min?(3)① 減小c ② f

25、(1)2，1，3，2　 (2)氣，固或液，氣　 (3)放熱

26、(1)熱能(或熱量、反應(yīng)熱) 小于 放熱(2)434 kJ?mol-1 (3)FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g); ΔH=-11 kJ?mol-1

27、(1)0.02mol?L-1?min-1 　(2)C;大于

28、(1)0.013 (2)1.0 催化劑 (3)> > (4)放熱 由吸熱溫度升高時，平衡向右移動