高考化学一轮复习专题8.2化学反应的方向和限度测案(含解析)
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专题8.2 化学反应的方向和限度1、了解可逆反应的定义。
2、理解化学平衡的定义,掌握判断达到化学平衡状态的标志。
3、掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据,能够利用化学反应的焓变和熵变判断化学反应的方向。
一、化学反应进行的方向1、自发过程与自发反应(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①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。
②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)。
(3)自发反应在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。
2、焓判据(1)多数能自发进行的化学反应是放热反应。
如氢氧化亚铁的水溶液在空气中被氧化为氢氧化铁的反应是自发的,其△H(298K)=-444.3kJ·mol—1(2)部分吸热反应也能自发进行。
如NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l),其△H(298K)= +37.30kJ·mol—1。
(3)有一些吸热反应在常温下不能自发进行,在较高温度下则能自发进行。
如碳酸钙的分解。
研究表明,对于化学反应而言,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,反应越进行得越完全。
可见,反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。
但是,反应焓变不是决定反应能否自发进行的唯一依据。
3、熵判据yx—、+—、— +、++、—ⅠⅡⅢⅣ (1)熵:描述大量粒子混乱度的物理量,符号为S ,单位J·mol —1·K —1,熵值越大,体系的混乱度越大。
S(g)>S(l)>S(s)。
(2)化学反应的熵变..(△S):反应产物的总熵与反应物总熵之差。
(3)反应熵变与反应方向的关系①多数熵增加的反应在常温常压下均可自发进行。
产生气体的反应、气体物质的量增加的反应,熵变都是正值,为熵增加反应。
高三化学一轮复习(鲁科版)化学反应的方向与限度(学生版)一、选择题1.一定条件下,关于可逆反响X(g)+3Y(g)2Z(g),假定X、Y、Z 的起始浓度区分为c1、c2、c3(均不为零),到达平衡时,X、Y、Z的浓度区分为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1,那么以下判别正确的选项是()。
A.c1∶c2=3∶1B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3C.X、Y的转化率不相等D.c1的取值范围为0 mol·L-1<c1<0.14 mol·L-12.可以证明可逆反响N 2(g)+3H2(g)2NH3(g)已到达平衡形状的是()。
①一个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键断裂②一个N≡N键断裂的同时,有6个N—H键断裂③其他条件不变时,混合气体平均式量不再改动④坚持其他条件不变时,体系压强不再改动⑤w(NH3)、w(N2)、w(H2)都不再改动⑥恒温恒容时,密度坚持不变⑦正反响速率v(H2)=0.6 mol·L-1·min-1,逆反响速率v(NH3)=0.4 mol·L-1·min-1A.①②③④⑤⑥⑦B.②④⑤⑥C.②③④⑤⑦D.③⑤⑥⑦3.在可逆反响2SO 2+O22SO3的平衡形状下,坚持恒温恒容向容器中参与一定量的O2,以下说法正确的选项是(K为平衡常数,Q c为浓度商) ()。
A.Q c不变,K变大,O2转化率增大B.Q c不变,K变大,SO2转化率增大C.Q c变小,K不变,O2转化率减小D.Q c增大,K不变,SO2转化率增大4.以下关于ΔH-TΔS说法中正确的选项是()。
A.ΔH-TΔS可用于判别一切条件下的反响能否自发停止B.ΔH-TΔS只用于判别温度、体积一定的反响能否自发停止C.ΔH-TΔS只用于判别温度、压强一定的反响能否自发停止D.ΔH-TΔS<0的反响,在该条件下一定猛烈反响5.以下各组物质的变化不能用勒夏特列原了解释的是()A.氯水在光照条件下颜色变浅最终变为无色B.将FeS固体投入到含有Cu2+的废水中以除去Cu2+C.500 ℃时比室温更利于分解氨D.乙酸乙酯的分解中用浓硫酸比稀硫酸更有利于乙酸乙酯的生成6.CO和H2在一定条件下分解甲醇的反响为CO(g)+2H 2(g)CH3OH(g)。
第2讲化学反应的方向和限度[考纲要求] 1.了解化学反应的方向与化学反应的焓变与熵变之间的关系。
2.能够利用化学反应的焓变和熵变判断化学反应的方向。
3.了解可逆反应的定义。
4.理解化学平衡的定义。
5.理解化学平衡常数的定义。
考点一化学反应进行的方向1.自发过程(1)含义在一定条件下,不需要借助外力作用就能自动进行的过程。
(2)特点①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。
②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.自发反应在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。
3.判断化学反应方向的依据(1)焓变与反应方向研究表明,对于化学反应而言,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。
可见,反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。
(2)熵变与反应方向①研究表明,除了热效应外,决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度。
大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。
②熵和熵变的含义a.熵的含义熵是衡量一个体系混乱度的物理量。
用符号S表示。
同一条件下,不同物质有不同的熵值,同一物质在不同状态下熵值也不同,一般规律是S(g)>S(l)>S(s)。
b.熵变的含义熵变是反应前后体系熵的变化,用ΔS表示,化学反应的ΔS越大,越有利于反应自发进行。
(3)综合判断反应方向的依据①ΔH-TΔS<0,反应能自发进行。
②ΔH-TΔS=0,反应达到平衡状态。
③ΔH-TΔS>0,反应不能自发进行。
深度思考1.能自发进行的反应一定能实际发生吗?答案不一定,化学反应方向的判据指出的仅仅是在一定条件下化学反应自发进行的趋势,并不能说明在该条件下反应一定能实际发生,还要考虑化学反应的快慢问题。
2.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”(1)放热过程有自发进行的倾向性,但并不一定能自发进行,吸热过程没有自发进行的倾向性,但在一定条件下也可自发进行()(2)反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响()答案(1)√(2)√题组一焓变与自发反应1.实验证明,多数能自发进行的反应都是放热反应。
第40讲化学反应的方向和限度[复习目标] 1.了解熵、熵变的含义,会用复合判据判断反应进行的方向。
2.了解化学反应可逆性特点。
3.掌握化学平衡状态的建立及特征。
4.了解平衡常数的概念及意义。
考点一化学反应的方向1.自发反应在一定条件下,无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。
2.熵和熵变的含义(1)熵的含义描述体系的无序程度的物理量,符号为S。
熵值越大,体系混乱度越大。
同一条件下,不同物质有不同的熵值;同一种物质在不同状态下熵值也不同,一般规律是S(g)>S(l)>S(s)。
(2)熵变的含义ΔS=S(生成物)-S(反应物)。
化学反应的ΔS越大,越有利于反应自发进行。
3.判断化学反应方向的判据ΔG=ΔH-TΔSΔG<0时,反应正向能自发进行;ΔG=0时,反应达到平衡状态;ΔG>0时,反应正向不能自发进行。
1.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向() 2.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为判断反应能否自发进行的判据()3.过程自发性不仅能用于判断过程的方向,还能确定过程发生的速率()答案 1.× 2.× 3.×1.下列说法正确的是()A.非自发反应一定不能实现B.同种物质气态时熵值最小,固态时熵值最大C.反应NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH<0D.恒温恒压下,ΔH<0且ΔS>0的反应一定不能自发进行答案C解析反应是否自发进行,由熵变、焓变、温度共同决定,非自发反应在改变条件时可以发生,选项A错误;熵是指体系的混乱度,同种物质熵值:气态>液态>固态,选项B错误;反应能自发进行说明:ΔH-TΔS<0,由化学方程式NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)可知该反应的ΔS<0,要使ΔH-TΔS<0,必须满足ΔH<0,选项C正确;恒温恒压下,ΔH<0且ΔS>0的反应的ΔH-TΔS<0,反应一定可以自发进行,选项D错误。
2021年高考化学一轮复习 专题8.2 化学反应的方向和限度练案(含解析)☞基础题1.下列不属于可逆反应的是( )A .Pb +PbO 2+2H 2SO 4放电充电2PbSO 4+2H 2O B .N 2+3H 2催化剂高温、高压2NH 3 C .Cl 2+H 2OHCl +HClO D .2NO 2N 2O 42.对于化学反应限度的叙述,错误的是( )A .任何可逆反应都有一定的限度B .化学反应达到限度时,正、逆反应速率相等C .化学反应的限度与时间的长短无关D .化学反应的限度是不可改变的3.【福建厦门市xx 届高三上学期期末质检化学试题】下列事实与平衡移动无关的是A .实验室排饱和盐水收集氧气B .打开汽水瓶后,瓶中马上泛起大量气泡C.热纯碱溶液去油污能力更强 D.NH4Cl(s) NH3(g)+HCl(g)4.CO、H2在一定条件下合成乙醇:2CO(g)+4H2(g) CH3CH2OH(g)+H2O(g)是一个放热反应。
下列说法错误的是( )A.反应物的总能量大于生成物的总能量B.增大H2浓度可以使CO转化率达到100%C.使用合适的催化剂、升高温度均可加大反应速率D.反应达到平衡时,正反应和逆反应的化学反应速率相等且不为零5.一定条件下的密闭容器中,可逆反应2A(g)B(g)+3C(g)在下列四种状态中处于平衡状态的是( ) 反应速率 A B C Dv(正)/mol·(L·min)-1v(A)=2 v(A)=1 v(A)=1 v(A)=2v(逆)/mol·(L·min)-1v(B) =2 v(B) =1.5 v(C) =1.5 v(C) =26.可逆反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)在一个体积不变的密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是( )①单位时间内消耗n mol SO2的同时生成n mol SO2②单位时间内消耗2n mol SO2的同时生成n mol O2③用SO2、O2、SO3的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶1∶2的状态④混合气体的密度不再改变的状态A.①② B.①②④C.①②③ D.①③④7.【广东省韶关市xx届高三调研测试】对处于平衡状态的反应2A(g)+B(g)2C(g) △H<0,下列叙述正确的是A.增大A浓度的瞬间,V正增大,V逆不变 B.升高温度,V正减小,V逆增大C.增大压强. V正增大,V逆减小 D.加入催化剂,V正、V逆都增大8.在体积、温度都相同的条件下,反应2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g)分别从下列两条途径建立平衡:Ⅰ.A、B的起始物质的量均为2 mol;Ⅱ.C、D的起始物质的量分别为2 mol和6 mol。
化学反应的方向和限度(建议用时:40分钟)1.下列说法不正确的是( )A.ΔH<0、ΔS>0的反应在任何温度下都能自发进行B.NH4HCO3(s)===NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) ΔH=+185.57 kJ·mol-1能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂可以改变化学反应进行的速率[答案] C2.在体积固定的绝热密闭容器中,可逆反应NO 2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g) ΔH<0达到平衡状态的标志是( )A.NO2、SO2、NO和SO3四种气体的物质的量浓度之比为1∶1∶1∶1B.生成n mol SO2的同时消耗n mol SO3C.容器中气体压强不再变化D.密闭容器中气体的密度不再发生变化C[绝热容器,气体压强不变说明温度不再变化,说明达到平衡状态,C正确。
]3.反应2CrO2-4(黄色,aq)+2H+(aq)Cr2O2-7(橙色,aq)+H2O(l) ΔH=-c kJ·mol -1(c>0),某温度下,平衡常数K=9.5×104。
在该温度下,取50 mL溶液进行实验,部分测定数据如表所示:时间/s 0 0.01 0.02 0.03 0.04n(CrO2-4)/mol 0.018.0×10-45.4×10-45.0×10-4n(Cr2O2-7)/mol 04.73×10-34.75×10-32+2-4A.0.03 s时,v正(CrO2-4)=2v逆(Cr2O2-7)B.溶液pH不变说明该反应已达到平衡状态C.反应放热2.5×10-3c kJ时,CrO2-4的转化率为50%D.0.04 s时加入足量的Pb(NO3)2可使溶液由橙色变为黄色D[0.02 s时,n(Cr2O2-7)=4.73×10-3 mol,0.04 s时,n(Cr2O2-7)=4.75×10-3 mol,说明反应在0.03 s时已达到化学平衡状态,正、逆反应速率相等,v正(CrO2-4)=2v逆(Cr2O2-7),A正确;溶液pH不变,说明溶液中H+浓度不变,各组分浓度不变,可逆反应已达到平衡状态,B正确;若0.01 mol CrO2-4完全反应,放出0.005c kJ热量。
ΔS表示,化学反应的ΔS越大,越有利于反应进行。
知识回顾②研究表明:除了热效应外,影响化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度。
大多数自发反应有趋向于体系混乱度增大的倾向。
(3)综合判断反应方向的依据①ΔH-TΔS<0,反应能自发进行。
②ΔH-TΔS=0,反应达到平衡状态。
③ΔH-TΔS>0,反应不能自发进行。
知识点二化学反应的限度1.可逆反应(1)概念:在相同条件下,能同时向正反两个方向进行的反应称为可逆反应。
(2)表示:连接号用“”表示。
2.化学平衡状态(1)概念:在一定条件下的可逆反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物浓度不再发生变化的状态。
(2)建立过程:要求学生熟练写出要求学生熟记性质并作典型归纳重点讲解①反应刚开始时,反应物浓度最大,正反应速率最大;生成物浓度为0,逆反应速率为0。
②随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,正反应速率逐渐减小;生成物浓度逐渐增大,逆反应速率逐渐增大,最终正、逆反应速率相等,达到平衡状态,此时反应体系中各物质的浓度均保持不变。
(3)特征:3.化学平衡常数(1)表达式对于反应a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g),某温度下达到平衡时,K=[C]c[D]d[A]a[B]b。
(2)影响因素与反应体系的温度有关,与反应物或生成物的起始浓度无关。
(3)意义:①K值越大(一定温度下)说明反应进行程度越大,反应物转化率也越大。
②一般认为,K>105时,反应进行得就基本完全了。
4.平衡转化率(1)表达式对于化学反应a A+b B c C+d D,反应物A的平衡转化率为α(A)=c0(A)-[A]c0(A)×100%。
(2)规律①同一反应的不同反应物的转化率可以不同。
归纳常见错误:②相同条件下,增大某一反应物的浓度,可增大另一反应物的转化率,而增大浓度的反应物的转化率一般会减小。
第7章 化学反应的方向、限度与速率高考总复习•LK 化学小贴士(1)反应物或生成物中有固体和液态水存在时,由于其浓度可看做“常数”而不代入平衡常数表达式。
专题8.2 化学反应的方向和限度测案(含解析)
一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)
1.在一定温度下的某容积不变的密闭容器中,建立下列化学平衡:C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)不.能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是
A.体系的压强不再发生变化
B.v正(CO)=v逆(H2O)
C.生成n mol CO的同时生成n mol H2
D.1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
2.升高温度,下列数据不.一定同时增大的是 ( )
A.化学反应速率v
B.弱电解质的电离平衡常数K a
C.化学平衡常数K
D.水的离子积常数K W
3.【广东省韶关市2014届高三4月高考模拟(二模)】已知可逆反应CO(g)+H2O(g)催化剂
加热
CO2(g)+H2(g)
ΔH<0,反应达到平衡状态后,欲提高CO的转化率,可以采取的措施为A.增大压强 B.升高温度 C.增大CO的浓度 D.分离出CO2【答案】D
【解析】
4.在一定温度下的定容密闭容器中,当物质的下列物理量不再变化时,不能说明反应
A(s)+2B(g)
C(g)+D(g)已达平衡状态的是 ( )
A.混合气体的压强
B.混合气体的密度
C.B的物质的量浓度
D.气体的平均相对分子质量
5.【福建省龙岩市2 0 1 3~201 4学年第一学期高三教学质量检查化学试题】汽车尾气净化中的一个反应如
下:
在一容积为5L的恒容密闭容器中充人0.2 mol NO和0.5mol CO,5 min后该反应达到平衡,此时N2的物质的量为0.06mol。
下列说法正确的是
A.达到平衡后,若只升高温度,化学平衡正向移动
B.达到平衡后,再通人稀有气体,逆反应速率增大
C.使用催化剂,平衡常数不变
D.0~5 min内,NO的反应速率为2.4×1 0-3mol·L一1·min一1
【答案】C
【解析】
6.【广东省顺德区2014届高三教学质量检测】某温度下,对可逆反应2X(g) + Y(g) 3Z(g) + W(s) ΔH>0 的叙述正确的是
A.加入少量W,逆反应速率增大,平衡向左移动
B.增大压强,正反应速率增大,逆反应速率减小
C.温度、体积不变,充入He气增大压强,反应速率会加快
D.升高温度,混合气体的平均相对分子质量减小
7.相同温度下,容积相同的甲、乙、丙3个恒容密闭容器中发生可逆反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1。
实验测得起始、平衡时的有关数据如下表:
下列叙述正确的是
A.Q1=Q2=Q3=197 kJ
B.达到平衡时,丙容器中SO2的体积分数最大
C.甲、乙、丙3个容器中反应的平衡常数相等
D.若在上述条件下反应生成2 mol SO3(s)的反应热为ΔH1,则ΔH1>-197 kJ·mol-1
8.【广东省广州市2014届普通高中毕业班综合测试(三)】向一容积为1L 的密闭容器中加入一定量的X 、Y , 发生化学反应aX(g)+2Y(s)
bZ(g) △H<0。
下图是容器中X 、Z 的物质的量浓度随时间变化的曲线。
根据以上信息判断,下列说法中正确的是
A .用X 表示0~10min 内该反应的平均速率为v(X)=0.045mol/(L·min)
B .化学方程式中a:b = 1:3,
C .推测在第7min 时曲线变化的原因可能是增加X 的浓度
D .推测该反应处于化学平衡状态的时间是10min--13min 及第20min 后
9.【2012·大纲全国卷,8】合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反应制得,其中的一步反应为
CO(g)+H 2O(g) 催化剂
CO 2(g)+H 2(g) ΔH <0
反应达到平衡后,为提高CO 的转化率,下列措施中正确的是
( )
A .增加压强
B .降低温度
C .增大CO 的浓度
D .更换催化剂
10.【2013山东卷】对于反应CO (g )+H 2O (g )CO 2(g )+ H 2(g ) △H﹤0,在其他条件不变的
情况下
A .加入催化剂,改变了反应的途径,反应的△H 也随之改变
B .改变压强,平衡不发生移动,反应放出的热量不变
C .升高温度,反应速率加快,反应放出的热量不变
D .若在原电池中进行,反应放出的热量不变
二、非选择题(50分)
11.(12分)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:
回答下列问题:
(1)该反应为________反应(填“吸热”“放热”).
(2)能判断该反应是否已达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
c.v正(H2)=v逆(H2O)
d.c(CO2)=c(CO)
(3)某温度下,在2 L的密闭容器中,加入1 mol CO2和1 mol H2充分反应达平衡时,CO平衡浓度为
0.25 mol/L,试判断此时的温度为________℃.
(4)若在(3)所处的温度下,在1 L的密闭容器中,加入2 mol CO2和3 mol H2充分反应达平衡时,H2的物质的量为________.
a.等于1.0 mol b.大于1.0 mol
c.大于0.5 mol d.无法确定
12.(2013海南卷)(12分)反应A(g) B(g) +C(g)在容积为1.0L的密闭容器中进行,A的初始浓度为
0.050mol/L。
温度T1和T2下A的浓度与时间关系如图所示。
回答下列问题:
(1)上述反应的温度T
1 T2,平衡常数K(T1) K(T2)。
(填“大
于”、“小于” 或“等于”)
(2)若温度T2时,5min后反应达到平衡,A的转化率为70%,则:
①平衡时体系总的物质的量为。
②反应的平衡常数K= 。
③反应在0~5min区间的平均反应速率v(A)= 。
13.(17分)在容积为2 L的密闭容器中,保持体系内温度800 ℃不变,将一定量的NO和O2混合发生反应:
n)随时间(t)的变化关系如图
2NO+O
2 2NO2,其中NO的物质的量(
所示。
请回答下列问题。
(1)30 s时反应达到平衡,用O2表示达到平衡过程的平均反应速率
为
________,图像中曲线________(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)表示NO2
的变化。
由图像中曲线和数据变化,能否计算该温度下的平衡常数:____________(填“能”或
“不能”)。
(2)若升高反应体系的温度,使反应重新达到平衡,此时体系中n (NO)=n (NO 2),则该反应是________
热反应(选填“吸”或“放”)。
(3)在800 ℃时,若缩小容器的体积,达新平衡时n (NO)________(选填“>”、“=”或“<”)0.07
mol ,NO 的转化率________(选填“增大”、“不变”或“减小”)。
(4)上述800 ℃时的反应达到平衡时测得放出热量a kJ 。
试写出在此条件下NO 与氧气反应的热化学
方程式__________________________________________________________________。
14.(9分)在恒温时,向某密闭容器中通入2 mol X 和1 mol Y 气体,发生如下反应:2X(g)+Y(g) 2Z(g), 压强一定时,测得在平衡时Z 的体积分数为0.4。
(1)与上述平衡保持同温、同压,若向密闭容器中通入4 mol X(g)和2 mol Y(g),达到平衡,则Z
的体积分数为__________;平衡时,气体的总物质的量是__________。
(2)与上述平衡保持同温、同压,若向密闭容器中通入X(g)和Y(g)的物质的量分别记为n (X)、n (Y),
并满足平衡时Z 的体积分数为0.4,则
n X
n Y
的取值范围为__________。