江苏省淮安中学高三化学一轮复习学案+课时作业：第四十三讲 化学反应进行的方向及工业化学.doc

第四十三讲 化学反应进行的方向及工业化学【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： 体系趋向于从 状态转变为 状态。 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 用 判断反应进行的方向。 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，反应越完全。（2）熵判据 用 判断反应进行的方向。自发反应的S 0 熵：描述体系 的物理量，用符号S表示 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，反应越完全。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。 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=HT SHTS0 反应 HTS = 0 反应 HTS0 反应 在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向HTS0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)，H0。下列有关该工业生产的说法正确中的是 （ ）空气水分离液化空气N2O2C + O2 = CO2H2NH3CO2煤提供热量C + H2O CO + H2CO + H2O CO2 + H2压缩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的日产量二、工业化学-合成氨的工业 1原料气的准备 思考与交流：怎样以空气、水和煤为原料，制备硝酸铵。写出有关化学反应方程式。2合成氨工业条件的选择 请根据反应特点：N2 + 3H2 2NH3 (H0)，说明合成氨工业选择合适条件的依据。 改变条件化学反应速率化学平衡生产措施浓度压强温度催化剂 总结合成氨的条件：_。【例4】化学工业在国民经济中占有极其重要的地位，江苏省是国内最早的硫酸生产基地之一。（1）硫酸生产中，根据化学平衡原理来确定的条件或措施有 （填写序号）。 A矿石加入沸腾炉之前先粉碎 B使用V2O5作催化剂C接触室中不使用很高的温度 D净化后炉气中要有过量的空气E接触氧化在常温下进行 F吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3（2）在537时，往容积可变的密闭容器中充入2molSO2（g）、1molO2（g），此时容器的体积为200L，压强为1.01105Pa。向容器中加入固体催化剂，并保持恒温恒压，发生反应：2SO2 + O2 2SO3，达到平衡时，平衡气体中SO3的体积分数为0.91。试回答下列问题： 从理论上看，压强增大，平衡向正反应方向移动，SO2的转化率增大。但工业上二氧化硫催化氧化采用常压而不用高压，主要的原因是 。 保持上述温度和压强不变，若向容器中只充入2molSO3，并加入固体催化剂，则平衡时SO2的体积分数是 ，此时平衡混合气体的体积是 。 温度仍保持537，容器的体积保持200L不变。充入amol SO2和bmolO2，并加入固体催化剂，反应达到平衡时，SO3的体积分数仍为0.91，体系压强为1.01105Pa。若a:b2:1，则a= 。（3）硫酸工业的尾气中含有少量的SO2，常加氨水吸收后再加硫酸回收SO2，同时得到化肥硫酸铵，硫酸铵溶液中各离子物质的量浓度由大到小的顺序为 。【教学反思】第四十三讲 化学反应进行的方向及工业化学(课时作业)1已知：C(s)CO2(g)2CO(g)；DH0。该反应达到平衡后，下列条件有利于反应向正方向进行的是( )A、升高温度和减小压强 B、降低温度和减小压强C、降低温度和增大压强 D、升高温度和增大压强2.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 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) ，H0。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CO28.已知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C(石墨、s)+ O2(g)= CO2(g) H2= 393.5kJ/mol，C(金刚石、s)+ O2(g)= CO2(g) H2= 395.4kJ/mol。关于石墨和金刚石的相互转化，下列说法正确的是 ( ) A.石墨转化成金刚石是自发进行的过程 B.金刚石转化石墨成金刚石是自发进行的过程C.相同质量时，石墨比金刚石能量低 D.相同质量时，金刚石比石墨能量低9.250和1.01105Pa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。10有平衡体系CO（g）+ 2H2（g） CH3OH（g），H0。为了增加甲醇的产量，工厂应采取的正确措施是 A高温、高压 B适宜温度、高压、催化剂 C低温、低压 D低温、高压、催化剂11恒温、恒压下，n molA和1molB在一个容积可变的容器中发生如下反应：A(g) + 2B(g) 2C(g) 一段时间后达到平衡，生成amolC。则下列说法中正确的是： A物质A、B的转化率之比为1 : 2B当v正A=2v逆(C) 时，可断定反应达到平衡C若起始时放入3nmolA和3molB，则达平衡时生成3amolC D起始时刻和达平衡后容器中的压强比为（1+n）:（1+n-）1234567891011姓名： 学号： 班级： 12将物质的量之比为1:3的N2和H2混合，在一定条件下进行合成氨反应 N2 + 3H2 2NH3， 请说明采取下列措施，对化学平衡所产生的影响。 （1）使用催化剂_；（2）及时分离出NH3_； （3）等温等容条件下充入少量的稀有气体_； （4）等温等压条件下充入少量的稀有气体_。13、在298 K时，下列反应的H依次为：C2H5OH(l) +3O2(g)2CO2(g) + 3H2O(l)；H1 = -1366.8 kJ. mol1C(石墨) + O2(g) CO2(g)； H2 = -393.5 kJ. mol1 H2(g) + 1/2O2(g) H2O(l)； H3 = -285.8kJ. mol1乙醇(C2H5OH)、氢气、石墨和氧气的熵值分别为：161.0、130.6、5.74、205.3 Jmol1K1，则298K时，由单质生成1 mol乙醇的H、S及G分别为多少？14、（09年浙江理综）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，其反应为：2NO2CO2CO2N2。为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：时间(s)012345c(NO)(mol/L)1.001034.501042.501041.501041.001041.00104c(CO)(mol/L)3.601033.051032.851032.75103