2019-2020年高中化学 2.2《化学反应的方向和限度》教案 苏教版选修4.doc

2019-2020年高中化学 2.2化学反应的方向和限度教案 苏教版选修4课标解读课标要求学习目标1.了解反应能否自发进行的判据-焓变和熵变判据,能用焓变和熵变说明化学反应自发进行的方向.2. 认识反应条件控制在化学研究中的意义和作用，初步掌握控制反应条件的一些方法。1.通过实验探究，理解浓度对化学平衡的影响；了解温度、压强对化学平衡的影响；掌握化学平衡移动原理。2.通过实验探究，理解浓度、温度、催化剂、介质对化学反应速率的影响.知识再现知识点一、化学反应自发进行的方向的判断科学家根据体系存在着力图使自己的能量趋于“最低”和“有序”的自然规律。发掘出相互关联的焓变和熵变判据为反应自发进行的依据。反应热混乱度自发性举例放热放热吸热吸热增大减小增大减小任何温度都自发较低温度时候能自发较高温度时候能自发任何温度都不能自发H2O2（）H2O（）（）N2 + 3H2 2NH3CaCO3CaOCO2可见由焓变和熵变判据组合的复合判据适合于所有的过程。即 HTS 0, 反应能自发进行 HTS 0，反应处于平衡状态 HTS 0 反应不能自发进行。 知识点二、化学平衡移动原理化学平衡移动原理（勒夏特列原理）：如果改变影响化学平衡的一个条件(如浓度、温度、压强等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。1.浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动。减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动。例：AgCl在溶液中存AgCl Ag+ + Cl- 的平衡，当向其中加入氨水时，NH3和Ag+结合存在：Ag+ + 2NH3 Ag(NH3)2+ 的平衡。因此，当NH3达到一定浓度时（较大）, AgCl就溶解了。用总反应式 AgCl+ 2NH3 Ag(NH3)2+ + Cl- 来说明，当NH3浓度增大时，平衡向右移动，AgCl溶解。 2.压强对于有气体参加的反应，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，减小压强平衡向气体体积增大的方向移动。对于没有气体参加的可逆反应及反应前后气体体积不改变的反应，改变压强化学平衡不移动。 例：工业合成氨 N2 + 3H2 2NH3,采取的条件之一是高压，目的就是通过增大压强使平衡向右移动，增加原料气的转化率，提高平衡混合气中NH3的含量。 3. 温度升高温度平衡向吸热方向移动，降低温度平衡向放热方向移动。无论是吸热反应还是放热反应，升高温度反应速率都加快，达到化学平衡的时间就短，降低温度反应速率则减慢，达到化学平衡状态所需时间就长。 例：在一恒容密闭容器中存在 2NO2 N2O4（放热） 的平衡，当给容器加热时，可以看到混合气体颜色加深；当降低温度时，混合气体颜色变浅。典题解悟例1 (天津.xx) 一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2mol SO2和1molO2，发生下列反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到平衡后改变下述条件，SO3气体平衡浓度不改变的是A 保持温度和容器体积不变，充入1mol SO2(g)B 保持温度和容器内压强不变，充入1mol SO3(g)C 保持温度和容器内压强不变，充入1mol O2(g)D 保持温度和容器内压强不变，充入1mol Ar(g)解析：A项体积不变，充入 SO2即增加反应物浓度，平衡向右移动，SO3的浓度增大。B项压强不变，充入 SO3时，虽然平衡向左移动，但由于开始加入的SO2与O2的物质的量之比为2：1，达新平衡时，其平衡状态与原平衡相同，所以SO3的浓度也与原来相等。C项压强不变，充入 O2，一方面平衡向左移动SO3的量增加，另一方面气体体积增大使物质的浓度减小，我们可以用极限法来思考，当加入无限多的O2时，SO3的浓度应趋于零，即SO3的浓度应是逐渐减小的。D项压强不变，充入 Ar气，相当于扩大容器体积，平衡向左移动，SO3的量减少，SO3的浓度也减少。答案：B变形题1(北京.xx)在一定温度不同压强（p1p2）下，可逆反应2X(g) 2Y(g)Z(g)中，生成物Z在反应混合物中的体积分数（）与反应时间（t）的关系有以下图示，正确的是P1P2BP1P2CP1P2AP1P2Dtttt提示：压强越大，反应速率越快，达到平衡所用的时间就越少；此反应为气体体积增大的反应，增大压强平衡向左移动，平衡时Z的体积分数应减少。答案：B例2 (全国卷二.xx)已知反应A2（g）2B2（g）2AB2（g）的H0，下列说法正确的是A. 升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率减小B. 升高温度有利于反应速率增加，从而缩短达到平衡的时间C. 达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动D. 达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动解析： A项升高温度，正逆反应速率都增加；B项升高温度反应速率增加，达到平衡所用的时间缩短；C项，此反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，D项，此反应为气体体积减少的反应，减小压强平衡向逆反应方向移动。答案：B变形题1 (北京春季.xx)反应：A（气）+3B（气） 2C（气）+Q达平衡后，将气体混和物的温度降低，下列叙述中正确的是A正反应速率加大，逆反应速率变小，平衡向正反应方向移动B正反应速率变小，逆反应速率加大，平衡向逆反应方向移动C正反应速率和逆反应速率变小，平衡向正反应方向移动D正反应速率和逆反应速率变小，平衡向逆反应方向移动提示：此反应为放热反应，降低温度平衡向放热方向即正反应方向移动；温度降低，无论是正反应还是逆反应反应速率均降低。答案：C例3 (广东.xx) 用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加大的是 A 加热 B 不用稀硫酸,改用98%浓硫酸 C 滴加少量CuSO4溶液 D 不用铁片,改用铁粉解析：A项的温度升高及D项的增加固体反应物的表面积都可以加快反应速率；B项铁与浓硫酸在常温下发生钝化，加热时反应产物是SO2，不能得到氢气；C项中铁可以置换铜并附着在铁表面形成Fe-Cu原电池使反应速率加快。答案：B变形题1(北京春季.xx) 100mL浓度为2mol.L-1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，可采用的方法是 A 加入适量的6mol.L-1的盐酸 B 加入数滴氯化铜溶液 C 加入适量蒸馏水 D 加入适量的氯化钠溶液提示：增加反应物浓度可以加快反应速率；原电池的形成可以加速金属与酸的反应；水与NaCl溶液均使HCl的浓度减小而使反应速率降低。答案：B夯实双基 1. 100ml, 6mol/L H2SO4 跟过量锌粉反应,在一定温度下,为了减缓反应进行的速度,但又不影响生成氢气的总量,可向反应物中加入适量的 A 碳酸钠(固体) B 水 C 硫酸钾溶液 D 硫酸铵(固体)2.设C+CO2=2CO（吸热反应）反应速率为v1 N2+3H2=2NH3（放热反应）反应速率为v2 对于上述反应,当温度升高时,v1和v2的变化情况为 A 同时增大 B 同时减小 C v1增大,v2减小 D v1减小,v2增大3可逆反应N2+3H2 2NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是ABCD4一定温度下，反应N2（g）+3H2(g)2NH3(g)达到化学平衡状态的标志是Ac(N2)c(H2)c(NH3)132 BN2，H2和NH3的物质的量分数不再改变CN2与H2的物质的量之和是NH3的物质的量的2倍D单位时间里每增加1molN2，同时增加3molH25. 把氢氧化钙放入蒸馏水中,一定时间后达到如下平衡 Ca(OH)2(固) Ca2+ + 2OH- 加入下列溶液,可使Ca(OH)2固体减少的是 A Na2S溶液 B AlCl3溶液 C NaOH溶液 D CaCl2溶液6. 体积相同的甲.乙两个容器中,分别都充有等物质的量的SO2和O2, 在相同温度下发生反应 2SO2+O22SO3并达到平衡,在这过程中甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中SO2的转化率为P,则乙容器中SO2的转化率 A 等于P B 大于P C 小于P D 无法判断 7.二氧化氮存在下列平衡：2NO2 N2O4 在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中较为适宜的是 A.温度130、压强3.03105Pa B.温度 25、压强1.01105Pa C.温度130、压强5.05104Pa D.温度 0、压强5.05104Pa8. 在一定体积的密闭容器中放入3L 气体R和5L气体Q，在一定条件下发生反应 2R(g)+5Q(g) 4X(g)+nY(g) 反应完全后，容器温度不变，混合气体压强是原来的87.5%，则化学方程式中的n值是 A.2 B.3 C.4 D.5 9. 某容积可变的密闭容器中放入一定量的A和B的混合气体, 在一定条件下发生反应:A(气)+2B(气)=2C(气).若维持温度和压强不变,当达到平衡时, 容器的体积为V,此时C气体的体积占40%,则下列推断正确的是 A.原混合气体的体积为1.1V B.原混合气体体积为1.2V C.反应达到平衡时,气体A消耗了0.2V D.反应达到平衡时,气体B消耗了0.2V 10在某稀溶液中含有4molKNO3和4molH2SO4，往其中加入1.2mol金属铜，充分反应后产生的气体在标准状况下的体积为 A8.96L B17.92L C22.4L D26.88L11在一定温度下，把2molSO2和1molO2通入一个一定容积的密闭容器里。发生如下反应：2SO2O2 2SO3当此反应进行到一定程度时，反应混合物就处于化学平衡状态，现在该容器中，维持温度不变，令a,b,c,分别代表初始加入的SO2、O2、SO3的物质的量(mol)如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系，才能保证达到平衡时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同，请填写下列空白： 若a0 b0 则c_ 若a0.5 则b_ 和c_ a、b、c取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式来表示,其中一个只含a和c，L另一个只含b和c) _ _12 已知Cl2在70的NaOH水溶液中，能发生氧化还原反应，反应完全后测得溶液中NaClO与NaClO3的物质的量比为41。现有49.7g Cl2，将其通入到足量70的NaOH水溶液中，反应完全后得500 ml溶液。 （1）写出Cl2在70的NaOH水溶液中符合上述条件的总反应方程式。 （2）计算完全反应后生成物NaClO3的物质的量浓度。能力提高1某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A（g）+B（g） 2C（g）达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4mol、2 mol和4 mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是A均减半B均加倍C均增加1 mol D均减少1 mol2在恒温、恒容的条件下，有反应2A（气）+2B（气） C（气）+3D（气），现从两条途径分别建立平衡。途径I：A、B的起始浓度为2mol/L 途径：C、D的起始浓度分别为2mol/L 和6mol/L；则以下叙述中正确的是A两途径最终达到平衡时，体系内混合气百分组成相同B两途径最终达到平衡时，体系内混合气百分组成不同C达到平衡时，途径I的反应速率V（A）等于途径的反应速率为V（A）D达到平衡时，途径I所得混合气的密度为途径所得混合气密度的1/23在密闭的容器中，对于反应2SO2（g）+Q2（g） 2SO3（g），SO2和O2起开始时分别为20mol和10mol；达平衡时SO2的转化率为80%。若从SO3开始进行反应，在相同的温度下，欲使平衡时各成分的百分含量与前者相同，则起始时SO3的物质的量及其转化率为T2 P1nzT2 P2T1 P2tA10mol和10%B20mol和20%C20mol和40%D20mol和80%4. 反应 2X(气)+Y(气)2Z(气)+热量,在不同温度(T1和T2)及压强(P1和P2)下, 产物Z的物质的量(nZ)与反应时间(t)的关系如图所示.下列判断正确的是 A T1T2 P1P2 B T1P2 C T1T2 P1P2 D T1T2 P1P2 5在密闭容器中通人A、B两种气体，在一定条件下反应：2A(g)+B(g) 2C(g) H0B反应的H0C升高温度平衡向正反应方向移动D降低温度平衡向正反应方向移动7在加热条件下，木炭与浓H2SO4反应，产生的气体所具有的性质是A能使BaCl2溶液变浑浊B能使酸性高锰酸钾溶液褪色C能使品红试液褪色D能使灼热的氧化铜变为亮红色8a mol铜跟含b molHNO3的硝酸溶液恰好完全反应，则被还原的HNO3的物质的量一定是A（b2a）molBb/4 molC2a/3 molD2a mol9下列关于浓硫酸的叙述正确的是 A浓硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化 B浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体 C浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体 D浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化10. 将2mol H2O和2molCO置于1L容器中，在一定条件下，加热至高温，发生如下可逆反应： 2H2O（g） 2H2+O2 2CO+O2 2CO2 （1）当上述系统达到平衡时，欲求混合气体的平衡组成，则至少还需要知道两种气体的平衡浓度，但这两种气体不能同时是_和_，或_和_。（填它们的分子式）（2）若平衡时O2和CO2的物质的量分别为n（O2）平=a mol，n（CO2）平=b mol。试求：n（H2O）平=_。（用含a b的代数式表示）11. 实验室可用氯气与铁粉反应制备无水氯化铁，该化合物显棕红色，易潮解，100C左右升华。下图是两套实验装置，左边相同，右边产品收集装置不同，分别如图（）和（）所示：ABCDFEDFE浓H2SO4浓H2SO4(I)(II)NaOH溶液试回答：（1）B中反应的化学方程式为 ， 或 。（2）D中反应前，需排除装置中空气，应采取的方法是 。（3）D中反应的化学方程式为 。（4）装置（）的主要缺点是 。（5）装置（）的主要缺点是 。 如选用此装置来完成实验，则必须采取的改进措施是： 。12恒温、恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下发应： A（气）+B（气） C（气）（1）若开始时放入1molA和1molB，到达平衡后，生成a molC，这时A的物质的量为 mol。（2）若开始时放入3 molA和3molB，到达平衡后，生成C的物质的量为 mol。（3）若开始时放入x molA，2molB和1molC，到达平衡后，A和C的物质的量分别是ymol和3a mol，则x= mol，y= mol。平衡时，B的物质的量 （选填一个编号） （甲）大于2 mol （乙）等于2 mol （丙）小于2 mol （丁）可能大于、等于或小于2mol 作出此判断的理由是 。（4）若在（3）的平衡混合物中再加入3molC，待再次到达平衡后，C的物质的量分数是 。II若维持温度不变，在一个与（1）反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。（5）开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成b molC。将b与（1）小题中的a进行比较 （选填一个编号）。（甲）ab（丙）a=b（丁）不能比较a和b的大小作出此判断的理由是 。高考聚焦1.在一定条件下，固定容积的密闭容器中反应：2NO2(g) 2NO(g) + O2(g)；H0，达到平衡。当改变其中一个条件X，Y随X的变化符合图中曲线的是A当X表示温度时，Y表示NO2的物质的量B当X表示压强时，Y表示NO2的转化率 C当X表示反应时间时，Y表示混合气体的密度D当X表示NO2的物质的量时，Y表示O2的物质的量答案：A2.对可逆反应4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g)，下列叙述正确的是A达到化学平衡时，4v正（O2） = 5v逆（NO）B若单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，则反应达到平衡状态C达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大D化学反应速率关系是：2v正（NH3） = 3v正（H2O）答案：A3.已知反应A2（g）2B2（g）2AB2（g）的H0，下列说法正确的是A 升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率减小B 升高温度有利于反应速率增加，从而缩短达到平衡的时间C 达到平衡后，升高温度或增大压强都有利于该反应平衡正向移动D 达到平衡后，降低温度或减小压强都有利于该反应平衡正向移动答案：B4哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充人1mol N2和3mol H2，在一定条件下使该反应发生。下列有关说法正确的是A 达到化学平衡时，N2将完全转化为NH3B 达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等C 达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化D 达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零答案：C5在某一容积为2L的密闭容器内，加入0.8mol的H2和0.6mol的I2，在一定的条件下发生如下反应：H2(g)I2(g)2HI(g)，H0反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1：（1）该反应的化学平衡常数表达式为 ；（2）根据图1数据，反应开始至达到平衡时，平均速率v(HI)为 ；（3）反应达到平衡后，第8分钟时：若升高温度，化学平衡常数K（填写增大、减小或不变）HI浓度的变化正确 ；（用图2中ac的编号回答）若加入I2，H2浓度的变化正确的是 。（用图2中df的编号回答）（4）反应达到平衡后，第8分钟时，若反容器的容积扩大一倍，请在图3中画出8分钟后HI浓度的变化情况。 参考答案夯实双基答案：1.BC2.A3.C4.B5.B6.B7.C9.BC10.B11(1)c=2 (2)b=0.25和c=1.5 (3)a+c=2 2b+c=212. （1）7Cl2 + 14NaOH = 4NaClO + NaClO3 + 9NaCl +7H2O（2）c(NaClO3) 能力提高1.C2.AD3.B4.C5.AC6.BD7.BC8.A9.D10.（1）H2O H2， CO CO2 （2）(22ab) mol11（1） 或（2）B中的反应进行一段时间后，看到共绿色气体充满装置，再开始加热D （3） （4）导管易被产品堵塞，尾气排入空气，易造成环境污染 （5）产品易受潮解 在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置 12.（1）（1a） （2）3a （3）2 33a 丁若，B的物质的量小于2mol； 若，B的物质的量等于2mol；若，B的物质的量大于2mol （4） （5）乙 因为（5）小题中容器容积不变，而（1）小题中容器的容积缩小，所以（5）小题的容器中的压力小于（1）小题容器中的压力，有利于逆向反应，故反应达到平衡后。