第二单元化学反应的方向和限度.doc

访仙中学高三化学一轮复习选修4化学反应原理专题2化学反应速率与化学平衡第二单元化学反应的方向和限度第二单元化学反应的方向和限度【考试说明】了解化学反应的可逆性。能用焓变和熵变说明常见化学反应的方向。理解化学平衡和化学平衡常数的含义，能用化学平衡常数计算反应物的转化率。【高考点击】例（2008上海高考26）在2L密闭容器中，800时反应2NO(g)O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：时间/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007（1）写出该反应的平衡常数表达式：K。已知：K(300)K(350)，该反应是热反应。（2）右图中表示NO2的变化的曲线是。用O2表示从02s内该反应的平均速率v(O2)。（3）能说明该反应已经达到平衡状态的是。a、v(NO2)=2v(O2)b、容器内压强保持不变c、v逆(NO)2v正(O2)d、容器内的密度保持不变（4）为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是。a、及时分离出NO2气体b、适当升高温度c、增大O2的浓度d、选择高效的催化剂【知识梳理】可逆反应：在 条件下，既能向 方向进行又能向 方向进行的反应。 如H2O电解生成H2和O2，与H2和O2反应生成H2O属于可逆反应。判断化学反应的方向：（1）熵变S的大小：混乱度增加，S 0 ，混乱度减小，S 0 。同一种物质，三种状态下，熵值的大小顺序： 。（2）焓变H的大小：放热，H 0 ，吸热，H 0 。（3）用H（ 变）和S（ 变）组合说明H0，自发进行；H0，S0，S0，自发进行；H0，S0，自发进行例1对于化学反应方向的确定不仅与焓变（H）有关，也与温度（T）、熵变（S）有关，实验证明，化学反应的方向应由HTS确定，若HTS0，则自发进行，否则不能自发进 行。下列说法中，正确的是（）A在温度、压力一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向.B温度、压力一定时，放热的熵增加反应一定能自发进行.C反应焓变是决定反应能否自发进行的惟一因素D固体的溶解过程与焓变有关化学平衡状态（1）化学平衡状态的建立：在一定条件下，将0.02 mol CO和0.02 mol H2O(g)通入2 L密闭容器中，进行反应：CO+H2O CO2+H2 反应刚开始时，反应物浓度 ，正反应速率 ，生成物浓度为 ，逆反应速率为 。 反应进行中，反应物浓度逐渐 ，正反应速率逐渐 ，生成物浓度逐渐 ，逆反应速率逐渐 。 达到平衡时，正反应速率与逆反应速率 ，此时反应物浓度 ，生成物浓度也 。 若达平衡时，水蒸气的体积分数与H2的体积分数相等，则平衡时一氧化碳的转化率为 。例2合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义，对于密闭容器中的反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ，673 K、30 MPa下，n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如右图所示。下列叙述正确的是（）A点a的正反应速率比点b的大.B点c处反应达到平衡C点d（t1时刻）和点e（t2时刻）处n(N2)不一样D其他条件不变，773 K下反应至t1时刻，n(H2)比上图中d点的值大.（2）化学平衡状态的判断： 与 相等， 保持不变。例3下列方法中可以证明2HI H2 + I2(g) 已达平衡状态的是 。单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI； 一个HH键断裂的同时有两个HI键断裂；HI的体积分数与I2的体积分数相等； 反应速率。v(H2)v(I2)(HI)；c(HI) ：c(H2) ：c(I2)2 ：1 ：l； 温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化； 温度和体积一定时容器内压强不再变化； 条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化； 温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化； 温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化。讨论：在上述的说法中能说明2NO2 N2O4达到平衡状态的是 。化学平衡常数在一定温度下，对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，达到平衡时：（1）平衡常数K的表达式：K （2）K值的意义： K值越大，反应物的转化率 ，正反应进行的程度 。 可以利用浓度商判断平衡移动方向。在一定温度的任意时刻，反应物与生成物的浓度有如下关系：Qc叫该反应的浓度商：Qc K，反应向 反应方向进行。（3）影响平衡常数的因素 平衡常数只与 有关，与其他无关。 和 的浓度通常看作常数“1”，不计入平衡常数表达式中。 化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变。若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，平衡常数也会改变。例4在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：t70080083010001200K0.60.91.01.72.6回答下列问题：（1）该反应的化学平衡常数表达式为K。（2）该反应为反应（选填“吸热”、“放热”）。（3）能判断该反应是否已达到化学平衡状态的依据是。a容器中压强不变b混合气体中c(CO)不变cv正(H2)v逆(H2O)dc(CO2)c(CO)（4）某温度下，平衡浓度符合：c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)，试判断此时的温度为。第二单元化学反应的方向和限度练习下列关于判断过程的方向性说法中正确的是（）A所有自发进行的化学反应都是放热反应B高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应C由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程.D同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如右图所示，下列表述正确的是（）A反应的化学方程式为：2MNBt2时，正、逆反应速率相等，达到平衡Ct3时，正反应速率大于逆反应速率Dt1时，N的浓度是M浓度的2倍.在一定温度下，反应：2A(s)+2B(g) C(g)+D(g) 在恒容容器中进行，不能说明该反应已经达到平衡的是（）A容器内的压强不随时间而变化.B混合气的密度不再随时间而变化CA的质量不再改变D平衡混合气体的平均相对分子质量不再改变在一定温度下，反应：A(s)+3B(g) xC(g)+2D(g) 在一恒压容器中进行，下列说法中正确的是（）A单位时间内生成n mol B ，同时生成n mol D，则反应逆向进行B当气体体积不再变化时，说明反应已达平衡C若反应时气体体积增加，则x必大于l且反应一定正向进行.D若x等于1，不论反应是否平衡，混合气的体积和质量均不会改变在一个密闭容器中进行如下反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，反应过程中某一时刻测得SO2、O2、SO3的物质的量浓度分别为0.2 molL1、0.2 molL1、0.2 molL1 ，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是（）Ac(SO3)=0.4 molL1Bc(SO2)=0.25 molL1.Cc(SO2)= c(SO3)=0.15 molL1Dc(SO2)+c(SO3)=0.4 molL1.反应H2(g)+I2(g) 2HI 的平衡常数为K1 ；反应HI H2(g)+ I2(g) 的平衡常数为K2 ；则K1、K2的关系为（平衡常数为同温同压下的测定值）（）AK12 K2 BK1K22CK11/K22DK1K2在一密闭容器中，将1.0 mol CO与1.0 mol H2O(g)混合加热到800，发生下列反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ，一段时间后该反应达到平衡，测得CO的物质的量为0.5 mol 。通过计算回答下列问题其中（2）、（3）两小题要求写出计算过程：（1）平衡时CO的转化率为，该反应的化学平衡常数为。（2）如果继续向上述平衡体系中通入1.0 mol 的H2O(g)，相同条件下反应一段时间后，达到新的平衡状态，此时CO的转化率为。（3）若改变起始反应物的用量，将2.0 mol CO与4.0 mol H2O(g)混合加热到800，一段时间后该反应达到平衡，此时CO的物质的量为。（2008理综宁夏卷12）将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：NH4I(s) NH3(g)+HI(g)；2HI H2(g)+I2(g)达到平衡时，c(H2)=0.5molL-1，c(HI)=4molL-1，则此温度下反应的平衡常数为（）A9B16C20.D25（2008理综山东卷14）高温下，某反应达到平衡，平衡常数K。恒容时，温度升高，H2浓度减小。下列说法正确的是（）A该反应是焓变为正值.B恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小C升高温度，逆反应速率减小D该反应化学方程式为COH2OCO2H210（2007山东2811分）二氧化硫和氮的氧化物是常用的工业原料，但也是大气的主要污染物。综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。（1）硫酸生产中，SO2催化氧化成SO3：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)某温度下，SO2的平衡转化率（）与体系总压强（P）的关系如右图所示。根据图示回答下列问题： 将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10 MPa 。该反应的平衡常数等于 。 平衡状态由变到时，平衡常数K(A) K(B)（填“”、“”或“”）。（2）用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)CO2(g)+2H2O(g)H574 kJmol1 CH4(g)+4NO(g)2N2(g)CO2(g)+2H2O(g) H1160 kJmol1 若用标准状况下4.48CH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为 （阿伏伽德罗常数用NA表示），放出的热量为 kJ。11（2008江苏高考2010分）将一定量的SO2和含0.7mol氧气的空气（忽略CO2）放入一定体积的密闭容器中，550时，在催化剂作用下发生反应：2SO2+O2 2SO3（正反应放热）。反应达到平衡后，将容器中的混合气体通过过量NaOH溶液，气体体积减少了21.28L；再将剩余气体通过焦性没食子酸的碱性溶液吸收O2，气体的体积又减少了5.6L（以上气体体积均为标准状况下的体积）。（计算结果保留一位小数）请回答下列问题：（1）判断该