新课标人教版高三化学第一轮复习化学反应速率和化学平衡7.ppt

新课标人教版2008届高三化学第一轮复习 江苏省淮安中学张正飞2020年3月2日星期一 第七十讲化学反应进行的方向及化学平衡计算 第八章 化学反应速率和化学平衡 1 了解化学反应的可逆性 2 能用焓变和熵变说明常见化学反应的方向 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 2008年化学科 江苏卷 课标及考试说明 一 自发进行的反应 在一定条件下无需外界帮助就能自动进行的反应 例如 酸碱中和反应 可燃物的燃烧等 可燃物的燃烧虽然要 点燃 这个条件 但点燃后就能自己燃烧 它是自发进行的反应 但是水电解成氢气和氧气 就需要持续不断地通电才能反应 一旦停电反应就停止 该反应是非自发进行的反应 经验 如果要让反应进行 需要持续 帮助 这个反应是非自发的 若反应虽需 帮助 但一旦开始反应就不需要再 帮助 则这个反应往往是自发的 对于一个化学反应 从能量的角度来看 生成物的能量越低越稳定 反应就越容易进行 放热反应使生成物的能量降低 即 h 0有利于化学反应的进行 所以 绝大多数的放热反应能自发进行 思考 所有的自发进行的反应都是放热的吗 吸热反应就不能自发进行吗 例如 氯化铵与ba oh 2 8h2o 或熟石灰 的反应能自发进行 但该反应却是一个吸热反应 可见 除焓变外 还有其它因素也能够影响反应的方向 这其中就有一个很重要的因素是体系的混乱度 焓 h 判据 大多数变化方向是趋向于混乱度增大的方向进行 二 熵和熵变 用于衡量一个体系混乱度的物理量叫做 熵 符号s 熵变 反应前后熵的变化 符号 s 若变化后混乱度增大 则 s 0若变化后混乱度减小 则 s 0 s越大 越有利于化学反应的进行 混乱度 熵 气态 溶液 液态 固态 分子数增多 分子种类增多则熵增大 例如 冰变成水 水蒸气液化 caco3 cao co2 s s产物 s反应物 s 0 s 0 s 0 判断下列反应的 s 0还是 0 a nh4cl hcl nh3b 2fe3 aq cu s 2fe2 aq cu2 aq c 2no2 n2o4d ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l s 0 s 0 s 0 s 0 如何判断一个化学反应能否自发进行 要综合考虑 s和 h以及温度 三 焓变与熵变对反应方向的共同影响 复合判据 自由能 在一定条件下 一个化学反应能否自发进行 既可能与反应焓变 h 有关 又可能与反应熵变 s 有关 在温度 压强一定的条件下 我们要判别化学反应的方向要考虑 h s共同影响的结果 反应焓变 能量判据 反应方向反应熵变 熵判据 h t s 0 则反应自发进行 反应到达平衡状态 反应不能自发进行 t为绝对温度 复合判据 典例剖析 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 d a 例题3 已知caco3 s cao s co2 g h 298k 178 2kj mol 1 s 169 6j mol 1 k 1请通过计算说明该反应在常温 25 能否自发进行 在什么温度下能自发进行 常温下 g h t s 178 2kj mol 1 298k 169 6j mol 1 k 1 10 3 127 7kj mol 1 0 若要让该反应自发进行 则 g 0 设温度为t 代入公式 求得t 1051k能自发进行 该反应在常温下不能自发进行 课堂小结 a 相同条件下 自发变化的逆过程是非自发过程 b 自发变化或非自发变化是在给定条件下而言的 若条件改变 自发过程可 非自发过程 非自发过程可 自发过程 c 减焓 增熵有利于反应的进行 请你思考 g h t s 0的反应是否一定能自动发生 反应能自发进行只是说明在一定条件下该反应有自动发生的趋势 即反应发生的可能性 并不说明能实际发生 反应能否实际发生还涉及反应速率问题 三 化学平衡的相关计算 1 计算步骤 建立模式 确定关系 依据题意 列出方程 起始量 mol 变化量 mol 平衡量 mol 2 计算类型1 转化率的计算 2 各组分的体积分数或物质的量分数的计算 3 气体平均相对分子质量 或平均摩尔质量 的计算 3 计算方法 三步曲 一般三步曲与差量法 常用关系与定律 阿氏定律及推论 例 在3l的密闭容器中 1moln2和3molh2在一定条件下反应 2s后反应达到平衡 测得平衡混合气为3 4mol 下列计算结果正确的是 a 混合气体物质的量之比为n n2 n h2 n nh3 1 3 2b n2的转化率为30 c nh3的体积分数为15 d 2s内用h2的浓度变化表示的平均反应速率为1 5mol l 1 s 1 b 课堂练习 相对分子质量是h2的4 25倍的n2 h2的混合气 在一定条件下反应后 混合气体的密度比反应前增加了1 4 t p不变 求n2的转化率 2007年高考理综宁夏卷 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 a 例 有两只密闭容器a和b a容器有一个可移动的活塞能使容器内保持恒压 b容器能保持恒容 起始时间这两只容器中分别充入等量的体积比为2 1的so2和o2的混合气体 并使a和b容积相等 如右图 在保持400 的条件下使之发生如下反应 2so2 o22so3请填空下列空白 达到平衡时所需的时间a容器比b容器 多 少 a容器中so2的转化率比b容器中 大 小 达到 所述平衡后 若向两容器中通入数量不多的等量的h2 a容器中化学平衡移动 b容器中化学平衡移动 向左 向右不移动 达到 所述平衡后 若向两容器中再通入等量的原反应气体 达到平衡时 a容器中so3的百分含量 b容器中so3的百分含量 增大 减小 不变 少 大 向左 不 不变 增大 练习8 在某密闭容器内充入体积为vl的n2与h2的混合气体 其中n2为1 0mol h2为3 0mol 在一定温度下达到平衡时 测得nh3为0 6mol 若该容器中开始时有2 0moln2 6 0molh2 则在同温下达到平衡时 容器内nh3的物质的量为a 若为恒容容器 n nh3 1 2molb 若为恒容容器 n nh3 1 2molc 若为恒压容器 n nh3 1 2mold 若为恒压容器 n nh3 1 2mol 思考 当为恒温恒压时 按照上述条件平衡后 其体积为多少v l c 练习9 06广东 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 673k 30mpa下n nh3 和n h2 随时间变化的关系如下图所示 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 773k下反应至t1时刻 n h2 比上图中d点的值大 ad 练习10 某温度下 向某密闭容器中加入1moln2和3molh2 使之反应合成nh3 平衡后测得nh3的体积分数为m 若t不变 只改变起始加入量 使之反应平衡后nh3的体积分数仍为m 若n2 h2 nh3的加入量用x y z表示应满足 2 恒定t p 1 若x 0 y 0 则z 2 若x 0 75 则y z 3 x y z应满足的一般条件是 0 2 25mol 0 y 3x z 0 第七十讲化学反应进行的方向及化学平衡计算 1 a 2 c