（江苏选考）2021版新高考化学一轮复习 专题7 化学反应速率与化学平衡 2 第二单元 化学反应的方向与限度教学案 苏教版

第二单元化学反应的方向与限度学习任务1化学反应的方向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(体系对外部做功或放出热量)；在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。2化学反应方向的判据 1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)(2019高考江苏卷)一定温度下，反应2h2 (g)o2(g)=2h2o(g)能自发进行，该反应的h0b纯碳和氧气反应生成co(g)，s0ch2o(g)变成液态水，s0dcaco3(s)加热分解为cao(s)和co2(g)，s0解析：选c。c项，h2o(g)变成液态水，熵值减小，故s0b反应nh3(g)hcl(g)=nh4cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的h0，s0d常温下，反应c(s)co2(g)=2co(g)不能自发进行，则该反应的h0解析：选a。a项，该反应是熵减的反应，常温下能自发进行说明h0；b项，该反应是熵减的反应，常温下能自发进行说明h0，s0；d项，该反应s0，常温下不能自发进行，则有hts0，故h0。3(2020保定高三检测)下列反应中，一定不能自发进行的是()a2kclo3(s)=2kcl(s)3o2(g)h78.03 kj/mols1 110 j/(molk)bco(g)=c(石墨，s)1/2o2(g)h110.5 kj/mols89.36 j/(molk)c4fe(oh)2(s)2h2o(l)o2(g)=4fe(oh)3(s)h444.3 kj/mols280.1 j/(molk)dnh4hco3(s)ch3cooh(aq)=co2(g)ch3coonh4(aq)h2o(l)h37.301 kj/mols184.05 j/(molk)解析：选b。根据hts，当h0时，hts0，s0，反应一定不能自发进行。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均能自发进行永远是正值在任何温度下均不能自发进行低温为正；高温为负低温时不能自发进行；高温时能自发进行低温为负；高温为正低温时能自发进行；高温时不能自发进行学习任务2可逆反应与化学平衡状态一、可逆反应1定义在同一条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。2特点(1)二同：相同条件下；正、逆反应同时进行。(2)一小：反应物与生成物同时存在，任一组分的转化率都小于100%。3表示在方程式中反应符号用“”表示。二、化学平衡状态1定义一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度不再改变，我们称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。2建立过程3特征三、“两审”“两标志”突破化学平衡状态的判断1“两审”一审题干条件，是恒温恒容还是恒温恒压。二审反应特点：全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应；有固体或液体参与的等体积反应还是非等体积反应。2“两标志”(1)本质标志v正v逆0。对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该物质的速率。(2)等价标志全部是气体参加的非等体积反应如n2(g)3h2(g)2nh3(g)，体系的压强(恒温恒容时)、平均相对分子质量不再随时间而变化。体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量(或质量)分数保持不变。对同一物质而言，断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。对于有有色物质参加或生成的可逆反应如2no2(g)n2o4(g)，体系的颜色不再随时间而变化。体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)2h2o2h2o2为可逆反应。()(2)二次电池的充、放电为可逆反应。()(3)可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。()(4)化学反应达到化学平衡状态的正、逆反应速率相等，指的是同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等。()(5)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度。()(6)化学反应的限度可以通过改变反应条件而改变。()解析：(1)两个反应的条件不同，所以不是可逆反应；(2)充电、放电不是同一条件下、同时完成的，不是可逆反应。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2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。答案：提升一从定性、定量两个角度考查可逆反应的特点1在已达到平衡的可逆反应：2so2o22so3中，充入由18o组成的氧气一段时间后，18o存在于下列物质中的()a多余的氧气中b生成的三氧化硫中c氧气和二氧化硫中d二氧化硫、氧气和三氧化硫中解析：选d。化学平衡是动态平衡，加入的18o2定会与so2结合生成含18o的so3，同时含18o的so3又会分解得到so2和o2，使so2中也含有18o，因此18o存在于so2、o2、so3这三种物质中。2(双选)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32cx、y的转化率不相等dc1的取值范围为0 moll1c10.14 moll1解析：选bd。x、y的平衡浓度之比为13，转化浓度之比亦为13，故c1c213，转化率相等，a、c不正确；平衡时y生成表示逆反应，z生成表示正反应，且vy(生成)vz(生成)为32，b正确；由可逆反应的特点可知0 moll1c1v(逆)解析：选cd。a.lg k越大，平衡常数k越小，由题图可知，随着温度升高，平衡常数k增大，则升高温度平衡正向移动，正反应为吸热反应，h0，故a正确；b.a点对应的lg k2.294，则平衡常数ka102.294，故b正确；c.因反应物氨基甲酸铵为固体，则反应体系中气体只有nh3和co2，反应得到nh3和co2的物质的量之比为21，反应开始后nh3的体积分数始终不变，所以nh3的体积分数不变时不能说明反应达到了平衡状态，故c错误；d.30 时，b点的浓度商qc大于该温度下的平衡常数k，反应向逆反应方向进行，则b点对应状态的v(正)v(逆)，故d错误。2元素铬(cr)在溶液中主要以cr3(蓝紫色)、cr(oh)(绿色)、cr2o(橙红色)、cro(黄色)等形式存在。cr(oh)3 为难溶于水的灰蓝色固体。cro和cr2o在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 moll1的na2cro4溶液中c(cr2o)随c(h)的变化如图所示。回答下列问题：(1)用离子方程式表示na2cro4溶液中的转化反应：_。(2)由图可知，溶液酸性增大，cro的平衡转化率_(填“增大”“减小”或“不变”)。根据a点数据，计算出该转化反应的平衡常数为_。(3)升高温度，溶液中cro的平衡转化率减小，则该反应的h_0(填“大于”“小于”或“等于”)。解析：(1)从题图可看出，铬酸根离子在酸性条件下逐渐转化成重铬酸根离子，离子方程式为2cro2hcr2oh2o。(2)从图像看出，酸性越强，c(cr2o)越大，说明cro的平衡转化率增大。a点对应的离子浓度：c(cr2o)0.25 moll1，c(h)1.0107 moll1，c(cro)1.0 moll10.25 moll120.5 moll1。平衡常数k1.01014。(3)升高温度，cro的平衡转化率减小，说明平衡向左移动，根据平衡移动原理，正反应是放热反应，h0b图中x点所示条件下，延长反应时间能提高no转化率c图中y点所示条件下，增加o2的浓度不能提高no转化率d380 下，c起始(o2)5.0104 moll1，no平衡转化率为50%，则平衡常数k2 000解析：选bd。a项，实线表示不同温度下相同时间内no的转化率，虚线表示相同条件下no的平衡转化率，由题图可知，随着温度升高，no的平衡转化率减小，即温度升高，反应2noo22no2的平衡逆向移动，说明该反应为放热反应，h0，所以k 2 000，正确。2(2019高考江苏卷)co2催化加氢合成二甲醚是一种co2转化方法，其过程中主要发生下列反应：反应：co2(g)h2(g)=co(g)h2o(g)h41.2 kjmol1反应：2co2(g)6h2(g)=ch3och3(g)3h2o(g)h122.5 kjmol1在恒压、co2和h2的起始量一定的条件下，co2平衡转化率和平衡时ch3och3的选择性随温度的变化如图。其中：ch3och3的选择性100%(1)温度高于300 ，co2平衡转化率随温度升高而上升的原因是_。(2)220 时，在催化剂作用下co2与h2反应一段时间后，测得ch3och3的选择性为48%(图中a点)。不改变反应时间和温度，一定能提高ch3och3选择性的措施有_。解析：(1)反应为吸热反应，反应为放热反应，当升高温度时，反应平衡正向移动，co2转化为co的平衡转化率上升，反应平衡逆向移动，co2转化为ch3och3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度。(2)反应是气体分子数不变的反应，反应是气体分子数减小的反应，所以可以通过加压使反应平衡正向移动，或者加入有利于反应进行的催化剂。答案：(1)反应的h0，反应的h0，s0，即任何温度下反应都不能自发进行；对于b项，h0，s0，在较低温度下，hts0，s0，若使反应自发进行，即hts0，必须升高温度，即反应只有在较高温度时能自发进行；对于d项，h0，在任何温度下，hts0，即在任何温度下反应均能自发进行。2下列有关化学平衡常数的描述中正确的是()a化学平衡常数的大小取决于化学反应的内因，与其他外界条件无关b相同温度下，反应abc与反应cab的化学平衡常数相同c反应2so2(g)o2(g)2so3(g)h0的化学平衡常数随温度升高而增大d反应a(g)b(g)2c(g)的平衡常数表达式为k解析：选d。化学平衡常数内因由反应物本身的性质决定，外因只受温度影响，a项错；相同温度下，同一反应的正、逆反应的平衡常数互为倒数，一般不相等，b项错；该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，c项错。3向恒温恒压容器中充入2 mol no、1 mol o2，发生反应：2no(g)o2(g)2no2(g)。下列情况不能说明反应已达到平衡状态的是()a容器体积不再改变b混合气体的颜色不再改变c混合气体的密度不再改变dno与o2的物质的量的比值不再改变解析：选d。这是一个气体体积变化的反应，恒压条件下，体积不变，则说明达到平衡，a正确。同理，混合气体密度不变，说明达到平衡，c正确。气体颜色不变，说明c(no2)不变，反应达到平衡，b正确。no、o2按化学计量数比投料，反应过程中两者物质的量之比始终为化学计量数之比，d错误。4在容积可变的密闭容器中，2 mol n2和8 mol h2在一定条件下发生反应，达到平衡时，h2的转化率为25%，则平衡时氮气的体积分数接近()a5%b10%c15%d20%解析：选c。达到平衡时，h2转化的物质的量为8 mol25%2 mol。在一定条件下，n2与h2发生反应： n23h22nh3起始物质的量/mol 2 8 0转化物质的量/mol 2 平衡物质的量/mol 6 同温同压下，气体的体积之比等于其物质的量之比，故平衡时氮气的体积分数为100%15%。5下列说法中，不正确的是()a常温下，反应4fe(oh)2(s)2h2o(l)o2(g)=4fe(oh)3(s)的h0、s0b在其他条件不变时，2so2(g)o2(g)2so3(g)转化关系中(如图)，纵坐标表示o2的转化率c在其他条件不变时，向h2(g)i2(g)2hi(g)平衡体系中加入催化剂，反应速率加快，i2的转化率不变d14co2与碳在高温条件下发生反应：co2c2co，达到化学平衡后，平衡混合物中含14c的微粒有14co2、14co、14c解析：选b。a项中该反应为熵减反应，能自发进行，说明是放热反应，正确。b项中提高了o2的含量，使so2转化率升高，而o2转化率降低，错误。c项中催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，不影响平衡移动，正确。d项说明化学平衡是一种动态平衡，正确。6(2017高考天津卷)常压下羰基化法精炼镍的原理为ni(s)4co(g)ni(co)4(g)。230 时，该反应的平衡常数k2105。已知：ni(co)4的沸点为42.2 ，固体杂质不参与反应。第一阶段：将粗镍与co反应转化成气态ni(co)4；第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230 制得高纯镍。下列判断正确的是()a增加c(co)，平衡正向移动，反应的平衡常数增大b第一阶段，在30 和50 两者之间选择反应温度，选50 c第二阶段，ni(co)4分解率较低d该反应达到平衡时，v生成ni(co)44v生成(co)解析：选b。增加c(co)，平衡正向移动，但平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，a项错误；第一阶段，50 时，反应速率较快且ni(co)4为气态，能从反应体系中分离出来，b项正确；相同温度下，第二阶段与第一阶段的平衡常数互为倒数，则230 时，第二阶段的平衡常数k5104，反应进行的程度大，故ni(co)4分解率较高，c项错误；该反应达到平衡时，4v生成ni(co)4v生成(co)，d项错误。二、不定项选择题7.(2020泰州模拟)在一定温度下，发生如下反应：2so2(g)o2(g)2so3(g)hkckadb、c点均为化学平衡点，a点未达平衡且反应正向进行解析：选b。a.根据图像可知so2的起始量越大，混合气体中so3的体积分数不一定越大，a错误；b.o2的量一定时，起始时投入的二氧化硫越少，则二氧化硫的转化率越大，a、b、c三点中，a点时so2的转化率最大，b正确；c.平衡常数只与温度有关系，a、b、c三点的平衡常数均相等，c错误；d.a、b、c三点均为化学平衡点，d错误。8在淀粉ki溶液中存在下列平衡：i2(aq)i(aq)i(aq)。测得不同温度下该反应的平衡常数k如表所示：t/515253545k1 100841689533409下列说法正确的是()a反应i2(aq)i(aq)i(aq)的h0b其他条件不变，升高温度，溶液中c(i)减小c该反应的平衡常数表达式为kd25 时，向溶液中加入少量ki固体，平衡常数k小于689解析：选b。选项a，温度升高，平衡常数减小，因此该反应是放热反应，h0，错误；选项b，温度升高，平衡逆向移动，c(i)减小，正确；选项c，k，错误；选项d，平衡常数仅与温度有关，25 时，向溶液中加入少量ki固体，平衡正向移动，但平衡常数不变，仍然是689，错误。9(2020南通高三质检)已知no和o2经反应和反应转化为no2，其能量变化随反应过程如图所示。2no(g)n2o2(g)h1，平衡常数k1n2o2(g)o2(g)2no2(g)h2，平衡常数k2下列说法中不正确