高中離子反應(yīng)教案

化學(xué)反應(yīng)的方向。

老師工作中的一部分是寫教案課件，大家在著手準(zhǔn)備教案課件了。是時(shí)候?qū)ψ约航贪刚n件工作做個(gè)新的規(guī)劃了，才能使接下來的工作更加有序！你們到底知道多少優(yōu)秀的教案課件呢？下面是小編為大家整理的“化學(xué)反應(yīng)的方向”，供您參考，希望能夠幫助到大家。

第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的方向
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．理解熵及熵變的意義
2．能用焓變和熵變說明化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。
知識(shí)梳理
1．焓變______(是，不是)決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素。
2．熵，符號(hào)為____，單位______，是描述_____________的物理量，熵值越大，___________。
在同一條件下，不同的物質(zhì)熵值______，同一物質(zhì)S(g)___S(l)____S(s)(＜,＞,＝)。
3．熵變?yōu)開__________________________，用符號(hào)_______表示。
產(chǎn)生氣體的反應(yīng)，氣體的物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，為熵值______(增大，減小，不變)的反應(yīng)，熵變?yōu)開_____(正，負(fù))值。
4．在___________一定的條件下，化學(xué)反應(yīng)的方向是____________共同影響的結(jié)果，反應(yīng)方向的判據(jù)為_______________。
當(dāng)其值：大于零時(shí)，反應(yīng)________________
小于零時(shí)，反應(yīng)_______________
等于零時(shí)，反應(yīng)________________
即在__________一定的條件下，反應(yīng)_____(放熱，吸熱)和熵______(增大，減小，不變)都有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。
5．恒壓下溫度對(duì)反應(yīng)自發(fā)性的影響
種類ΔHΔSΔH—TΔS反應(yīng)的自發(fā)性例
1—+2H2O2(g)→2H2O(g)+O2(g)
2+—2CO(g)→2C(s)+O2(g)
3++在低溫
在高溫CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)
4——在低溫
在高溫HCl(g)+NH3(g)→NH4Cl(s)

當(dāng)ΔH，ΔS符號(hào)相同時(shí)，反應(yīng)方向與溫度T______(有關(guān)，無關(guān))
當(dāng)ΔH，ΔS符號(hào)相反時(shí)，反應(yīng)方向與溫度T______(有關(guān)，無關(guān))
學(xué)習(xí)導(dǎo)航
1．方法導(dǎo)引
（1）通過計(jì)算或分析能確定ΔH–TΔS的符號(hào)，進(jìn)而確定反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向是本節(jié)的重點(diǎn)。
（2）熵是體系微觀粒子混亂程度的量度。體系混亂度越大，其熵值越大。一般情況下氣態(tài)物質(zhì)的熵大于液態(tài)物質(zhì)的熵，液態(tài)物質(zhì)的熵大于固態(tài)物質(zhì)的熵；相同物態(tài)的不同物質(zhì)，摩爾質(zhì)量越大，或結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，熵值越大。
（3）對(duì)某化學(xué)反應(yīng)，其熵變?chǔ)為反應(yīng)產(chǎn)物總熵與反應(yīng)物總熵之差。在化學(xué)反應(yīng)過程中，如果從固態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)生成氣態(tài)物質(zhì)，體系的混亂度增大；如果從少數(shù)的氣態(tài)物質(zhì)生成多數(shù)的氣態(tài)物質(zhì)，體系的混亂度也變大。這時(shí)體系的熵值將增加。根據(jù)這些現(xiàn)象可以判斷出過程的ΔS＞0。
（4）利用ΔH-TΔS的符號(hào)可判斷恒溫恒壓條件下反應(yīng)的方向：ΔH-TΔS＜0時(shí)，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行；ΔH–TΔS=0時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；ΔH–TΔS＞0反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。當(dāng)焓變和熵變的作用相反且相差不大時(shí)，溫度可能對(duì)反應(yīng)的方向起決定性作用，可以估算反應(yīng)發(fā)生逆轉(zhuǎn)的溫度（正為轉(zhuǎn)向溫度）：T(轉(zhuǎn))=。化學(xué)反應(yīng)體系的焓變減少（ΔH＜0）和熵變?cè)黾樱é＞0）都有利于反應(yīng)正向進(jìn)行。
※（5）在一定溫度范圍內(nèi)，反應(yīng)或過程的ΔH（T）≈ΔH（298K）,ΔS（T）≈ΔS（298K）,式中溫度T既可以是298K，也可以不是298K，這是由于當(dāng)溫度在一定范圍改變時(shí)，反應(yīng)的ΔH=ΔfH(反應(yīng)產(chǎn)物)–ΔfH(反應(yīng)物)。盡管反應(yīng)物與生成物的ΔfH，S均相應(yīng)改變，但它們相加減的最終結(jié)果仍基本保持不變。
2．例題解析
例1．分析下列反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的溫度條件。
（1）2N2(g)+O2(g)→2N2O(g)；ΔH=163kJ.mol—1
（2）Ag(s)+Cl2(g)→AgCl(s)；ΔH=-127kJ.mol—1
（3）HgO(s)→Hg(l)+O2(g)；ΔH=91kJ.mol—1
（4）H2O2(l)→O2(g)+H2O(l)；ΔH=-98kJ.mol—1
解析：反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的前提是反應(yīng)的ΔH-TΔS＜0，與溫度有關(guān)，反應(yīng)溫度的變化可能使ΔH-TΔS符號(hào)發(fā)生變化。
（1）ΔH＞0，ΔS＜0，在任何溫度下，ΔH-TΔS＞0，反應(yīng)都不能自發(fā)進(jìn)行。
（2）ΔH＜0，ΔS＜0，在較低溫度時(shí)，ΔH-TΔS＜0，即反應(yīng)溫度不能過高。
（3）ΔH＞0，ΔS＞0，若使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，即ΔH-TΔS＜0，必須提高溫度，即反應(yīng)只有較高溫度時(shí)自發(fā)進(jìn)行。
（4）ΔH＜0，ΔS＞0，在任何溫度時(shí)，ΔH-TΔS＜0，即在任何溫度下反應(yīng)均能自發(fā)進(jìn)行。
例2．通常采用的制高純鎳的方法是將粗鎳在323K與CO反應(yīng)，生成的Ni(CO)4經(jīng)提純后在約473K分

解得到高純鎳。Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(l)已知反應(yīng)的ΔH=-161kJ.mol—1

ΔS=-420J.mol—1.K—1。試分析該方法提純鎳的合理性。
分析：根據(jù)ΔH-TΔS=0時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，則反應(yīng)的轉(zhuǎn)折溫度為：
T=
當(dāng)T＜383K時(shí)，ΔH-TΔS＜0，反應(yīng)正向自發(fā)進(jìn)行；
當(dāng)T＞383K時(shí)，ΔH-TΔS＞0，反應(yīng)逆向自發(fā)進(jìn)行。
粗鎳在323K與CO反應(yīng)能生成Ni(CO)4，Ni(CO)4為液態(tài)，很容易與反應(yīng)物分離。Ni(CO)4在473K分解可得到高純鎳。因此，上述制高純鎳的方法是合理的。

相關(guān)知識(shí)

化學(xué)反應(yīng)的方向和限度

教學(xué)時(shí)間第八周4月11日本模塊第20、21課時(shí)
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(shí)化學(xué)平衡常數(shù)1、2
教學(xué)目標(biāo)知識(shí)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(jià)值觀體會(huì)化學(xué)平衡是相對(duì)的、有條件的、動(dòng)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(dòng)學(xué)生主體活動(dòng)
（基面知識(shí)）
二、化學(xué)平衡常數(shù)
對(duì)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(shí)要注明。因?yàn)楹偷臐舛瓤梢暈槎ㄖ?，所以在平衡常?shù)的表達(dá)式中不計(jì)算。
（小結(jié)）對(duì)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(dòng)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(dòng)
Q（濃度積）==K（平衡常數(shù)）化學(xué)平衡不動(dòng)
Q（濃度積）K（平衡常數(shù)）化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
（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(shí)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(dòng)學(xué)生主體活動(dòng)
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(duì)同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不同的化學(xué)方程式對(duì)應(yīng)不同如：
N2O4（g）2NO2（g）K=
N2O4（g）NO2（g）K=
7．對(duì)于氣體反應(yīng)，可以用平衡時(shí)物質(zhì)的量濃度表示，也可以用平衡時(shí)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(shí)，反應(yīng)進(jìn)行的程度越大。
B．K越小，達(dá)到平衡時(shí)，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(duì)應(yīng)方次

理解思維方法

教
學(xué)
過
程教師主導(dǎo)活動(dòng)學(xué)生主體活動(dòng)
2．現(xiàn)由可逆反應(yīng)CO(氣)+H2O(氣)CO2(氣)+H2(氣)－△H，在850℃時(shí)，K＝1。
①若溫度升高至950℃，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，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(dòng)即不易向正反應(yīng)方向進(jìn)行。
②850℃時(shí)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(shí)，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(shí)，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(shí)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(shí)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(shí)④⑤
[解析]：由圖可知，該反應(yīng)在t＝9min時(shí)達(dá)到平衡。另外由
速率－時(shí)間關(guān)系v－m=－知v=m－；又氨氣的瞬時(shí)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(shí)0.0580.34

③若起始時(shí)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(shí)，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(shí)，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(shí)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(dòng)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(dòng)
Q（濃度積）==K（平衡常數(shù)）化學(xué)平衡不動(dòng)
Q（濃度積）K（平衡常數(shù)）化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
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(shí)產(chǎn)生的高溫會(huì)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(duì)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(shí)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(shí)，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(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=▲。該溫度下，若開始時(shí)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(duì)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(shí)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(shí)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(shí)，平均速率v(HI)為。
（3）反應(yīng)達(dá)到平衡后，第8分鐘時(shí)：
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(hào)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(hào)回答）
（4）反應(yīng)達(dá)到平衡后，第8分鐘時(shí)，若反容器的容積擴(kuò)大一倍，請(qǐng)?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(shí)混合物總的物質(zhì)的量為5mol，求：
（1）平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度；（2）該溫度下的平衡常數(shù)；（2）平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率

.（1）平衡時(shí)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(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率為:(2/4)×100%=50%(2分)

化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向預(yù)習(xí)案

第4節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向預(yù)習(xí)案
1.復(fù)習(xí)第一章章引言和第一章第一節(jié)回答：
1）常見的放熱反應(yīng)有；
放熱反應(yīng)前后體系能量（升高或降低），焓變△H0；
2）常見的吸熱反應(yīng)有；反應(yīng)前后體系能量（升高或降低），焓變△H0；
2.閱讀教材第四節(jié)P34頁第一自然段談?wù)勀阏J(rèn)為為何要研究化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向？

3.依據(jù)教材P34頁第二段下的反應(yīng)方程式回答：
放熱反應(yīng)過程中體系能量，因此具有的傾向?？茖W(xué)家據(jù)此提出了用來判斷反應(yīng)進(jìn)行的傾向；但是有些反應(yīng)也是自發(fā)的，所以只根據(jù)來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向是不全面的。
4.閱讀教材P35頁第一自然段回答：
1）熵是衡量體系的物理量；符號(hào)，構(gòu)成物質(zhì)的微粒之間無規(guī)則排列的程度越大，體系的混亂度，熵值；化學(xué)反應(yīng)中存在著熵變，符號(hào)；體系的混亂度增大ΔS0，體系的混亂度減小ΔS0
2）體系有自發(fā)地向混亂度的方向（熵）的方向轉(zhuǎn)變的傾向。
5.閱讀教材P35頁第二、三自然段回答：
1）和都與反應(yīng)的自發(fā)性有關(guān)，又都不能地作為反應(yīng)是否自發(fā)的判斷依據(jù)，要判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，必須綜合考慮體系的和；
2）在討論過程的方向問題時(shí)，指的是沒有時(shí)體系的性質(zhì)；過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的，不能確定過程是否和。

第4節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向?qū)W(xué)案
一、建立自發(fā)過程與非自發(fā)過程的概念
1.判斷下列過程能否自發(fā)進(jìn)行：
1）高處的水往低處流；
2）熱量由高溫物體傳向低溫物體；
3）電流由電勢高的地方流向電勢低的地方；
【小結(jié)】從能量角度來看，這些過程的共同點(diǎn)是：
都能進(jìn)行（自發(fā)、非自發(fā)），且傾向于自發(fā)地由能量的狀態(tài)向能量的狀態(tài)轉(zhuǎn)化。
二、判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的依據(jù)
1.焓判據(jù)
判斷化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行：
1）NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJmol-1
2）Cu(s)+2AgNO3(aq)=Cu(NO3)2(aq)+2Ag(s)△H=-181.75kJmol-1
3）2Na(s)+2H2O(l)=2NaOH(aq)+H2(g)△H=-636.1kJmol-1
4）鐵在潮濕的空氣中生銹：Fe(s)……Fe2O3(aq)△H=-790.7kJmol-1
【小結(jié)】從能量角度來看，這些反應(yīng)的共同點(diǎn)是：
都是（自發(fā)、非自發(fā)）反應(yīng)，且都是（吸熱、放熱）反應(yīng)，反應(yīng)前后體系能量（升高、降低）。
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】利用所給試劑和物品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：
Ba(OH)2固體、NH4Cl固體、藥匙、保鮮袋、橡皮筋
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論：
請(qǐng)用語言概括焓變對(duì)化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行方向的影響
2.熵判據(jù)
1）熵的定義：熵是衡量體系的物理量；符號(hào)，
構(gòu)成物質(zhì)的微粒之間無規(guī)則排列的程度越大，體系的混亂度，熵值；
2）熵變：化學(xué)反應(yīng)中存在著熵變，符號(hào)；體系的混亂度增大ΔS0，體系的混亂度減小ΔS0
3）熵判據(jù)：化學(xué)反應(yīng)有自發(fā)地向混亂度（熵）的方向轉(zhuǎn)變的傾向。
三、應(yīng)用判據(jù)解決問題
根據(jù)你已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),分析下列過程的焓變、熵變與反應(yīng)方向：
1）H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△S=+80.7Jmol-1K-1
△H0，△S0，該反應(yīng)（自發(fā)或非自發(fā)）
2）TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)△H=+161.9kJmol-1
△S=-38.4Jmol-1K-1
△H0，△S0，該反應(yīng)（自發(fā)或非自發(fā)）
3）NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)△H=-176.9kJmol-1
△H0，△S0，該反應(yīng)（自發(fā)或非自發(fā)）
4）CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
△H0，△S0，該反應(yīng)（自發(fā)或非自發(fā)）
四、課堂小結(jié)
1）和共同影響著化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向，體系能量（△H0）和混亂度（△S0）都能促使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。
2）△H＜0且△S＞0的反應(yīng)一定自發(fā)進(jìn)行
△H＞0且△S＜0的反應(yīng)一定自發(fā)進(jìn)行
五、方法提升與自主探究
證明法：
證偽法：
【自主探究】
對(duì)“△S0的反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行”這一觀點(diǎn)，利用所給試劑設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行證明和證偽。
試劑：CaCl2（aq）、HCl（aq）、Na2CO3（aq），書寫反應(yīng)方程式并說出證明或證偽的理由。
證明：理由：
證偽：理由：
【拓展思考】
登錄一個(gè)有搜索功能的網(wǎng)站（如百度），鍵入“熵”字：加深和擴(kuò)大你對(duì)“熵”的認(rèn)識(shí)。

六、[隨堂練習(xí)]
1.下列說法不正確的是（）
A.焓變是一個(gè)與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素，多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。
B.在同一條件下不同物質(zhì)有不同的熵值，其體系的混亂程度越大，熵值越大。
C.一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行取決于該反應(yīng)放熱還是吸熱
D.一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，與焓變和熵變的共同影響有關(guān)
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=+74.9kJ/mol
D．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-571.6kJ/mol
3．下列反應(yīng)中，熵減小的是
A．(NH4)2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)B．2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)
C．MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)D．2CO(g)＝2C(s)＋O2(g)
4．碳酸銨〔（NH4）2CO3〕在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣，對(duì)其說法中正確的是（）
A．其分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體，使體系的熵增大；
B．其分解是因?yàn)橥饨缃o予了能量；
C．其分解是吸熱反應(yīng)，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。
5．25℃和1.01×105Pa時(shí)，反應(yīng)2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）；△H=＋56.76kJ/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)
6．下列說法不正確的是：
A．焓變是一個(gè)與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素，多數(shù)的能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)
B．在同一條件下不同物質(zhì)有不同的熵值，其體系的混亂程度越大，熵值越大。
C．一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行取決于該反應(yīng)放熱還是吸熱
D．一個(gè)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，與焓變和熵變的共同影響有關(guān)
7．自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是∶
A．吸熱反應(yīng)；B．放熱反應(yīng)；
C．熵增加反應(yīng)；D．熵增加或者放熱反應(yīng)。

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(shí)　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(duì)比，了解熵和熵變的概念。3.初步了解焓變和熵變對(duì)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(dòng)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(hào)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(shí)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(hào)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。化學(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(shí)：
(1)當(dāng)ΔH0，ΔS0時(shí)，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。
(2)當(dāng)ΔH0，ΔS0時(shí)，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。
(3)當(dāng)ΔH0，ΔS0時(shí)，反應(yīng)在較低溫度下自發(fā)進(jìn)行。
(4)當(dāng)ΔH0，ΔS0時(shí)，反應(yīng)在較高溫度下自發(fā)進(jìn)行。

知識(shí)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(duì)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(gè)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(gè)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(shí)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(duì)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(duì)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(shí)，一個(gè)分子中的原子數(shù)目越多，其混亂度就越大，熵值也越大；對(duì)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(duì)于(1)，S(氣態(tài)甲醇)S(氣態(tài)乙醇)S(氣態(tài)丙醇)；對(duì)于(2)，S(氣態(tài)苯)S(液態(tài)苯)S(固態(tài)苯)。
知識(shí)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(duì)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(duì)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(duì)熵的理解不正確的是()
A．同種物質(zhì)氣態(tài)時(shí)熵值最大，固態(tài)時(shí)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(shí)，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(cuò)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(gè)容器中。這是一個(gè)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(shí)，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(dòng)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(shí)體系會(huì)對(duì)外部做功或釋放熱量)，這就是所謂的能量判據(jù)。但是自動(dòng)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(duì)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(cuò)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(huì)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(shí)，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(shí)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(shí)，改變某一條件對(duì)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(gè)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(dòng)和反應(yīng)進(jìn)行的方向等知識(shí)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(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH0；由p1p2知恒定溫度時(shí)壓強(qiáng)越大，α(A)越大，即增大壓強(qiáng)平衡向右移動(dòng)，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(shí)C的物質(zhì)的量越小，即升高溫度平衡
向左移動(dòng)，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(duì)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(dòng)，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(gè)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(shí)ΔH－TΔS＝0。當(dāng)體系溫度低于980K時(shí)，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(shí)，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(shí)，ΔH－TΔS0，T＞980K時(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)　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(shí)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(shí)發(fā)生、同時(shí)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(shí)，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(gè)方向的反應(yīng)速率相等時(shí)，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(dòng)：動(dòng)態(tài)平衡，反應(yīng)沒停止?、葑儯簵l件變，平衡移動(dòng)
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(shí)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(shí)，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(shí)，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(shí)，不論X2、Y2、Z怎么變化，總物質(zhì)的量不會(huì)改變，總濃度也不會(huì)改變，即：c(X2)＋c(Y2)＋c(Z)＝0.6molL－1。
知識(shí)點(diǎn)二　化學(xué)平衡狀態(tài)的判定
3．能夠說明一個(gè)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(shí)有1molH—I鍵形成
B．1molH—H鍵斷裂的同時(shí)有2molH—I鍵形成
C．1molI—I鍵斷裂的同時(shí)有2molHI鍵形成
D．1molH—H鍵斷裂的同時(shí)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(duì)該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志的描述中，錯(cuò)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(huì)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(shí)間生成nmol的A2，同時(shí)生成nmol的AB
B．容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而變化
C．單位時(shí)間生成2nmol的AB同時(shí)生成nmol的B2
D．平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)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(shí)間變化，不能證明為平衡狀態(tài)。平均式量不隨時(shí)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(shí)存在；化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡，正反應(yīng)發(fā)生時(shí)，18O存在于SO3中，逆反應(yīng)發(fā)生時(shí)，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(shí)，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(gè)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(shí)間變化而變化
B．混合氣體總分子數(shù)不隨時(shí)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(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO2?、趩挝粫r(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)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)　⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)?、藁旌蠚怏w的平均相對(duì)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(shí)，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(shí)，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　③B的物質(zhì)的量濃度　④氣體的總物質(zhì)的量　⑤混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量　⑥物質(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(shí)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　③反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)氣體A消耗掉0.05VL④反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)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(shí)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(shí)間內(nèi)消耗CO和N2的物質(zhì)的量之比為2∶1時(shí)，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(cuò)；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(shí)，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(shí)間內(nèi)消耗CO和N2的物質(zhì)的量之比為2∶1時(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)，此可逆反應(yīng)就達(dá)到了平衡，若保持外界條件不變時(shí)，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(shí)取1molA與2molB發(fā)生反應(yīng)：A＋2B2C，達(dá)到平衡時(shí)，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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)，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(qǐng)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(shí)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(huì)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(cuò)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(cuò)；d中SO3的生成速率和SO2的消耗速率任意時(shí)間點(diǎn)都相等，d錯(cuò)。
(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(dòng)；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(huì)使平衡逆向移動(dòng)，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(shí)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(huì)沉淀，因此m(BaSO4)＝0.9mol×5%×233gmol－1＝10.5g。

第3課時(shí)　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(duì)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(duì)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(shí)，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(shí)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(huì)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(gè)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(gè)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(shí)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(shí)，上述反應(yīng)()
A．正向移動(dòng)B．逆向移動(dòng)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(shí)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(dòng)，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(dòng)的知識(shí)下節(jié)介紹)
知識(shí)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(shí)，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(shí)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(shí)HI的濃度為0，平衡時(shí)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(shí)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(shí)H2的濃度是0.2molL－1－0.16molL－1＝0.04molL－1。
　
練基礎(chǔ)落實(shí)

1．對(duì)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(duì)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(duì)于放熱反應(yīng)，溫度越高，K越小；對(duì)于吸熱反應(yīng)，溫度越高，K越大。
3．2000K時(shí)，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(duì)于以上兩個(gè)反應(yīng)：K＝cCO2cCOc12O2，K′＝c2COcO2c2CO2，所以K′＝1K2。
4．298K時(shí)，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(gè)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(gè)化合物分解放氧的傾向，則必須求出各個(gè)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(qǐng)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(shí)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(shí)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(shí)c(H2)＝0.008molL－1，消耗c(H2)＝0.002molL－1，生成c(HI)＝0.004molL－1
H2?。2　??　2HI
起始時(shí)各物質(zhì)濃度(molL－1)　0.010.01　0
平衡時(shí)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?。2　??2HI
平衡時(shí)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(shí)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(shí)，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(shí)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(gè)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(shí)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(shí)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)　＋CO(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(shí)，將N2、H2置于一個(gè)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(shí)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(shí)間為：____________，第2次平衡的時(shí)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(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)__________；
④在反應(yīng)進(jìn)行至25min時(shí)，曲線發(fā)生變化的原因：
________________________________________________________________________
________________，達(dá)第二次平衡時(shí)，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)《化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向》學(xué)案