高考化学一轮总复习 第7章 化学反应的方向限度与速率 第1节 化学反应的方向限度检测 鲁科版

到乌蒙山区的昭通;从甘肃中部的定西，到内蒙古边陲的阿尔山，看真贫、知真贫，真扶贫、扶真贫，成为“花的精力最多”的事;“扶贫先扶志”“扶贫必扶智”“实施精准扶贫”第7章化学反应的方向、限度与速率第1节化学反应的方向、限度考纲定位考情播报1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。2.掌握化学平衡的特征。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。2016全国甲卷T27/全国乙卷T27(1)(2)/全国丙卷T27(2)(3)2015全国卷T28(4)/全国卷T27(2)(3)2014全国卷T28(3)/全国卷T26(2)(3)2013全国卷T28(2)(3)(4)/全国卷T28(1)2012全国卷T27(4)考点1| 化学反应进行的方向基础知识自查1自发过程(1)含义在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。(2)特点体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。在密闭条件下，体系有从有序自发地转变为无序的倾向(无序体系更加稳定)。2自发反应在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。3判断化学反应方向的依据(1)焓判据研究表明，对于化学反应而言，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，反应越完全。可见，反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。(2)熵判据研究表明，除了热效应外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度。大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。熵和熵变的含义a熵的含义熵是衡量一个体系混乱度的物理量。用符号S表示。同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)S(l)S(s)。b熵变的含义熵变是反应前后体系熵的变化，用S表示，化学反应的S越大，越有利于反应自发进行。(3)复合判据：GHTS当HTS应用体验1(1)H_0，S_0的反应任何温度下都能自发进行；(2)H_0，S_0的反应任何温度下都不能自发进行；(3)H和S的作用相反，且相差不大时，_对反应的方向起决定性作用。当H0，S0，S0时，_下反应能自发进行。提示(1)(2)(3)温度低温高温2NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行的理由是_，CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)在高温下可自发进行的理由是_。提示H0考点多维探究1实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是 ()A所有的放热反应都是自发进行的B所有的自发反应都是放热的C焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素D焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据答案C2下列反应中，熵显著增加的反应是()ACO(g)2H2(g)=CH3OH(g)BCaCO32HCl=CaCl2H2OCO2C2CO(g)O2=2CO2(g)D2Hg(l)O2(g)=2HgO(s)B气体分子数增加的反应为熵增的反应。3下列反应过程中，H0且S0的是()ANH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)BCaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)C4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s)DHCl(aq)NaOH(aq)=NaCl(aq)H2O(l)BA是熵减(S0)的放热反应(H0)；C是熵减的放热反应；D是放热反应(H0D反应2Mg(s)CO2(g)=C(s)2MgO(s)能自发进行，则该反应的H0C反应的自发性取决于熵判据和焓判据，若H0，一定能自发，若H0，S0，一定不能自发，若H0，S0，S0，反应能否自发进行取决于温度高低，A、B错误；C项中该反应S0，若H0，正确；D项中反应的S0，能自发，则说明H0，简述该设想能否实现的依据：_。(2)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式如下：2NO2CO2CO2N2。反应能够自发进行，则反应的H_0(填“”“0，不能实现。(2)该反应为熵减反应，能自发进行说明H0。答案(1)该反应是焓增、熵减的反应，任何温度下均不能自发进行(2)0的是反应_。答案反应均为放热量大的反应焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响HSHTS反应情况永远是负值在任何温度下过程均自发进行永远是正值在任何温度下过程均非自发进行低温为正高温为负低温时非自发，高温时自发低温为负高温为正低温时自发，高温时非自发考点2| 可逆反应与化学平衡状态基础知识自查1可逆反应2化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中所有参加反应的物质的浓度保持不变的状态。(2)建立过程在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下：以上过程可用如图表示：(3)特征应用体验1向含有2 mol的SO2的容器中通入过量氧气发生2SO2(g)O2(g)2SO3(g)HQ kJmol1(Q0)，充分反应后生成SO3的物质的量_2 mol(填“”或“”，下同)，SO2的物质的量_0 mol，转化率_100%，反应放出的热量_Q kJ。提示”“(2)减小增大(3)不变是不变考点多维探究角度1极端转化法判断可逆反应某状态的量1在密闭容器中进行反应：X2(g)Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.2 molL1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是() 【导学号：99682221】AZ为0.3 molL1BY2为0.4 molL1CX2为0.2 molL1 DZ为0.4 molL1A假设反应正向进行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g)起始浓度(molL1) 0.1 0.3 0.2改变浓度(molL1) 0.1 0.1 0.2终态浓度(molL1) 0 0.2 0.4假设反应逆向进行到底：X2(g)Y2(g)2Z(g)起始浓度(molL1) 0.1 0.3 0.2改变浓度(molL1) 0.1 0.1 0.2终态浓度(molL1) 0.2 0.4 0平衡体系中各物质的浓度范围为0X20.2,0.2Y20.4,0Z0.4。2一定条件下，对于可逆反应X(g)3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 molL1、0.3 molL1、0.08 molL1，则下列判断正确的是()Ac1c231B平衡时，Y和Z的生成速率之比为23CX、Y的转化率不相等Dc1的取值范围为0 molL1c10.14 molL1D平衡浓度之比为13，转化浓度亦为13，故c1c213，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应速率，Z生成表示正反应速率且vY(生成)vZ(生成)应为32，B不正确；由可逆反应的特点可知0 molL1c1v逆，平衡向正反应方向移动；v正v逆，反应达到平衡状态，平衡不发生移动；v正v逆，平衡向逆反应方向移动。3影响化学平衡的因素若其他条件不变，改变下列条件对平衡的影响如下：勒夏特列原理：如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。4充入惰性气体与平衡移动的关系(1)恒温、恒容条件原平衡体系体系总压强增大体系中各组分的浓度不变平衡不移动。 应用体验1已知在K2Cr2O7的溶液中存在平衡取两试管各加入5 mL 0.1 mol/L的K2Cr2O7溶液。(1)向1号试管中加入几滴浓H2SO4，橙色_，说明平衡向_方向移动。(2)向2号试管中加入几滴浓NaOH溶液，橙色_，说明平衡向_方向移动。提示(1)变深逆反应(2)变为黄色正反应2将充入NO2的球放入热水，颜色变化为_，放入冰水中颜色变化为_，说明2NO2(g)N2O4(g)的H_0。提示红棕色变深红棕色变浅考点多维探究角度1化学平衡移动的判断1对于一定条件下的可逆反应 【导学号：99682224】甲：A(g)B(g)C(g)H0乙：A(s)B(g)C(g)H0达到化学平衡后，改变条件，按要求回答下列问题：(1)升温，平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”)甲_；乙_；丙_。此时反应体系的温度均比原来_(填“高”或“低”)。混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”)甲_；乙_；丙_。(2)加压，使体系体积缩小为原来的平衡移动方向(填“向左”“向右”或“不移动”)甲_；乙_；丙_。设压缩之前压强分别为p甲、p乙、p丙，压缩后压强分别为p甲、p乙、p丙，则p甲与p甲，p乙与p乙，p丙与p丙的关系分别为甲_；乙_；丙_。(3)恒温恒压充入氖气，平衡移动方向(填“向左”“向右”或“不移动”)甲_；乙_；丙_。答案(1)向左向左向右高减小减小不变(2)向右不移动不移动p甲p甲v(逆)时，才使平衡向正反应方向移动。(3)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。(4)对于缩小体积增大压强，不管是否移动，各成分的浓度均增大，但增大的倍数可能不同也可能相同。角度2外界条件对转化率或产率的影响3(2017成都模拟)工业上采取下列方法消除NO2污染：CH4(g)2NO2(g)N2(g)CO2(g)2H2O(g)H867 kJ/mol，下列说法正确的是()A冷却使水液化可提高NO2的平衡转化率 B提高反应温度，平衡常数增大C缩小容器的体积，逆反应速率增大的程度比正反应速率增大的程度小D加入合适的催化剂可提高NO2的平衡转化率A选项A，减小反应产物浓度，平衡向正反应方向移动，NO2的平衡转化率增大，正确；选项B，升温平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，错误；选项C，缩小容器体积相当于加压，平衡向逆反应方向移动，逆反应速率增大的程度更大，错误；选项D，使用催化剂对平衡的移动无影响，错误。4(2015全国卷节选)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应如下：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H10回答下列问题： 【导学号：99682226】(1)反应的化学平衡常数K表达式为_；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为_(填曲线标记字母)，其判断理由是_。图1(2)合成气组成n(H2)/n(COCO2)2.60时，体系中的CO平衡转化率()与温度和压强的关系如图2所示。(CO) 值随温度升高而_(填“增大”或“减小”)，其原因是_；图2中的压强由大到小为_，其判断理由是_。图2解析(1)根据化学平衡常数的书写要求可知，反应的化学平衡常数为K。反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数K减小，故曲线a符合要求。(2)由图2可知，压强一定时，CO的平衡转化率随温度的升高而减小，其原因是反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，又使产生CO的量增大，而总结果是随温度升高，CO的转化率减小。反应的正反应为气体总分子数减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，而反应为气体总分子数不变的反应，产生CO的量不受压强的影响，因此增大压强时，CO的转化率提高，故压强p1、p2、p3的关系为p1p2p3。答案(1)K或Kpa反应为放热反应，平衡常数数值应随温度升高而变小(2)减小升高温度时，反应为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大；反应为吸热反应，平衡向右移动，又使产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低p3p2p1相同温度下，由于反应为气体分子数减小的反应，加压有利于提升CO的转化率；而反应为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响。故增大压强时，有利于CO的转化率升高5(2016全国甲卷节选)丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题： 【导学号：99682227】(1)以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下：C3H6(g)NH3(g)O2(g)=C3H3N(g)3H2O(g)H515 kJmol1C3H6(g)O2(g)=C3H4O(g)H2O(g)H353 kJmol1有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是_；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是_。(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460 。低于460 时，丙烯腈的产率_(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是_；高于460 时，丙烯腈产率降低的可能原因是_(双选，填字母)。A催化剂活性降低B平衡常数变大C副反应增多 D反应活化能增大图(a)图(b)(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为_，理由是_。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为_。解析(1)由于反应是一个气体分子数增加的放热反应，降温、减压均有利于提高丙烯腈的平衡产率。有机反应中要提高某反应的选择性，关键是选择合适的催化剂。(2)由于反应是放热反应，温度降低，平衡右移，丙烯腈的平衡产率应增大，因此图(a)中460 以下的产率不是对应温度下的平衡产率。反应的平衡常数随温度的升高而变小，反应的活化能不受温度的影响，故当温度高于460 时，丙烯腈的产率降低的可能原因是催化剂活性降低和副反应增多。(3)由图(b)可知，当n(氨)/n(丙烯)1时，丙烯腈的产率最高，而丙烯醛的产率已趋近于0，如果n(氨)/n(丙烯)再增大，丙烯腈的产率反而降低，故最佳n(氨)/n(丙烯)约为1。空气中O2的体积分数约为，结合反应方程式及最佳n(氨)/n(丙烯)约为1可知，进料气氨、空气、丙烯的理论体积比应为1117.51。答案(1)降低温度，降低压强催化剂(2)不是该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低AC(3)1该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低17.51平衡移动与转化率的关系(1)若有多种反应物，增大某一反应物的浓度，则另外的反应物的转化率增大而自身的减小。(2)若只有一种反应物时(恒温恒容)反应实例反应物的浓度平衡移动转化率变化产物百分含量2SO3(g)2SO2(g)O2(g)增大正向减小减小2NO2(g)N2O4(g)增大正向增大增大2HI(g)I2(g)H2(g)增大正向不变不变课堂小结反馈达标11全新理念探究高考明确考向1一组判断，展示高考易误点(1)利用气体的总压、平均相对分子质量和密度不变均可作为反应到达平衡标志。()(2)当同一物质的v(正)v(逆)时，反应一定达到平衡状态。()(3)在一固定容积的容器中发生C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)反应，当气体密度不变时，说明反应已达平衡。()(4)往平衡体系FeCl33KSCNFe(SCN)33KCl中加入KCl固体，平衡将向逆反应方向移动，溶液颜色将变浅。()(5)对