化学反应进行的方向

【考试说明】

1、能用焓变和熵变说明常见化学反应的方向。

2、认识催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。

3、认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。

【教学设计】

一、化学反应进行的方向

1．自发过程

（1）含义：在一定条件下不借助外部力量就能自动进行的过程。

（2）特点： ① 体系趋向于从        状态转变为        状态。

② 在密闭条件下，体系趋向于从        状态转变为        状态。

2．化学反应方向的判据

（1）焓判据

① 用        判断反应进行的方向。

② 焓减原理：自发反应的∆H        0，绝大多数放热反应都能自发进行，且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越****。

（2）熵判据

① 用        判断反应进行的方向。自发反应的∆S        0

② 熵：描述体系        的物理量，用符号S表示

③ 熵增原理：在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大。大多数熵增加反应都能自发进行，且反应的熵增加越多，体系混乱度增加越多，反应越****。产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值（ △S ＞0），为熵增加反应。

④ 熵的大小：在同一条件下，不同物质的熵不同；同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，同一种物质，三种状态下，熵值的大小顺序为：气态      液态      固态

（3）焓判断和熵判断的复合判据（自由能变化）:

△ G=△H—T △S

ΔH－TΔS＜0      反应                  

ΔH－TΔS = 0      反应                  

ΔH－TΔS＞0      反应                  

在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向ΔH－TΔS＜0的方向进行，直至达到平衡状态。

【例1】下列过程是非自发的是∶（    ）

A、水由高处向低处流；   B、天然气的燃烧；

C、铁在潮湿空气中生锈； D、室温下水结成冰

【例2】 碳酸铵〔（NH4）2CO3〕在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是∶

A、其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大；B、其分解是因为外界给予了能量；

C、其分解是吸热反应，据能量判据不能自发分解；D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。

【例3】某工业生产中发生反应：2A(g)+B(g)      2M(g)，△H＜0。下列有关该工业生产的说法正确中的是  （    ）

A、工业上在合成M时，一定采用高压条件，因为高压有利于M的生成

B、若物质B价廉易得，工业上一般采用加入过量的B，以提高A和B的转化率

C、工业上一般采用较高温度合成M，因温度越高，反应物的转化率越高

D、工业生产中常采用催化剂，因为使用催化剂可提高M的日产量

作业1.下列说法正确的是    (     )                                                      

A.凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的  

B.自发反应在任何条件下都能实现

C.自发反应在恰当条件下才能实现 

D.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变 

2.250℃和1.01×105Pa时，反应 2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)△H=＋56.76kJ/mol，自发进行的原因                                                                 

A.是吸热反应            B.是放热反应   

C.是熵减少的反应        D.熵增大效应大于能量效应。

3.下列关于化学反应的自发性叙述中正确的是  (     )                                 

A.焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的 B.焓变和熵变都小于0的反应肯定是自发的

C.焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的  D熵变小于0而焓变大于0的反应肯定是自发的

4.下列反应是自发进行的吸热反应的是   (     )                                     

A.NaOH+HCl=NaCl+H2O                B.NH4Br(s)=NH3(g)+HBr(g)

C.2CO+O2=CO2                       D.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)

5．乙酸蒸气能形成二聚分子：2CH3COOH(g)  (CH3COOH)2(g) ，△H<0。现欲测定乙酸的式量，应采取的措施是

  A．高温低压    B．低温高压    C．低温低压    D．高温高压

6．一定条件下，合成氨反应达到平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20.0%，与反应前的体积相比，反应后体积缩小的百分率是(     )

(A)16.7%    (B)20.0%     (C)80.0%     (D)83.3%    

7.下列过程属于熵增加的是  (     )                                                 

A.一定条件下水由气态变为液态           B.高温高压条件下使石墨转化为金刚石

C.散落的火柴的无序排列                 D.CO点燃时生成CO2

化学平衡的标志和特征

【考试说明】

1、理解化学平衡的含义。

2、理解浓度、温度、压强、催化剂等对化学平衡影响的一般规律。

一、可逆反应

1、定义：                                                                     

【例1】当可逆反应2SO2+O2      2SO3达到平衡后，通入18O2，再次达到平衡时，18O存在于哪些分子中                                                                  

A、SO3、O2       B、SO2、SO3       C、SO2、SO3、O2      D、SO2、O2

二、化学平衡状态

1、化学平衡的研究对象：                                  

2、化学平衡状态的概念：                                                            

【例2】在一定条件下，某容器中充入N2和H2合, , 成NH3，以下叙述中错误的是       （    ）

    A、开始反应时，正反应速率****，逆反应速率为零

    B、随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后正反应速率减小为零

    C、随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，最后保持恒定

D、随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定

3、几点说明：

（1）可逆反应是前提，速率相等是实质，浓度保持不变是标志。

（2）v正=v逆≠0，正反应和逆反应仍在进行中，是一种动态平衡。

（3）百分含量指各组分的质量分数、物质的量分数、气态物质的体积分数。

（4）各组分是指平衡体系中每一组分（除固体和纯液体外），当某一组分的百分含量发生变化时，一定未达到平衡状态。

（5）保持不变是指不再变化，但不一定相等。

4、化学平衡状态的特征：逆、动、等、定、变

5、化学平衡状态的标志

（1）“v正=v逆”为标志

（2）“各组分的百分含量保持不变”为标志

（3）“转化率不变”为标志

6、化学平衡状态的判断

以可逆反应“mA（g）+ nB（g）     pC（g）+qD（g）”为例，判断下列各种情况下反应是否达到平衡状态。

		是否平衡
混合体系中各组分的含量	①各组分的物质的量或物质的量分数一定
	②各组分的质量或质量分数一定
	③各气体的体积或体积分数一定
	④总体积、总压强、总物质的量一定
正逆反应速率 的关系	①在单位时间内消耗了n mol A，同时也生成了n mol A
	②在单位时间内生成了n mol C，同时也消耗了n mol C
	③v(A)=v(B)=v(C)=v(D)=m∶n∶p∶q
	④在单位时间内消耗了n mol B，同时也生成了q mol D
压强	①当m+n≠p+q时，总压强一定（其他条件不变）
	②当m+n＝p+q时，总压强一定（其他条件不变）
混合气体的平均相对分子质量（Mr）	①当m+n≠p+q时，Mr一定
	②当m+n＝p+q时，Mr一定
温度	任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时（其他条件不变）
气体的密度	密度一定
颜色	反应体系内有色物质的颜色稳定不变

【例3】可逆反应N2+3H2       2NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示，下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是                                     

A、3v正(N2)=v正(H2)  B、v正(N2)=v逆(NH3)  C、2v正(H2)=3v逆(NH3)   D、v正(N2)=3v逆(H2)

感悟高考：(全国)如图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图，下列叙述与示意图不相符合的是

(A)反应达平衡时，正反应速率和逆反应速率相等

(B)该反应达到平衡态I后，增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态II

(C)该反应达到平衡态I后，减小反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态II

(D)同一种反应物在平衡态I和平衡态II时浓度不相等

作业

1、一定条件下，在密闭容器中，能表示反应X(g)+2Y(g)     2Z(g)一定达到化学平衡状态的是                                                                       

A、X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2     B、X、Y、Z的浓度不再发生变化

C、容器中的压强不再发生变化             D、单位时间内生成2nmol Z同时消耗2nmol Y

2、下列说法能说明反应P(g)+Q(g)     S(g)+R(g)在恒温恒容的密闭容器中已达平衡的是

A、容器里P、Q、R、S四种物质共存       B、容器里Q、R的体积分数不再改变

C、容器内气体压强、密度不随时间变化     D、单位时间内生成nmolP同时生成nmolS

3、在密闭容器中进行如下的反应：X2(g)+Y2(g)     2Z(g)。已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol·L—1，0.2mol·L—1，0.2mol·L—1，在一定条件下，当反应达平衡时，各物质的浓度有可能是                                 &a, mp;nbs, p;                                 

A、Z为0.3mol·L—1 B、Y2为0.35mol·L—1 C、X2为0.3mol·L—1 D、Z为0.4mol·L—1   

4、下列哪种说法可以证明反应N2+3H2      2NH3已达到平衡状态                

A、1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键形成

B、1个N≡N键断裂的同时，有3个H—H键断裂

C、1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键断裂

D、1个N≡N键断裂的同时，有6个N—H键形成

5、可逆反应：2NO2     2NO+O2在密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是      

①单位时间内生成n molO2的同时生成2n molNO2

②单位时间内生成n molO2的同时生成2n molNO

③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态

④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态

⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

A、①④⑥          B、②③⑤           C、①③④            D、①②③④⑤⑥