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化学反应方向和限度

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鹰城一中高三年级

化学

导学案

主备人：张学强 审核人：刘占全 授课日期 批阅日期

一、知识梳理：完成金太阳基础在线

二、重难点学习：

考点一 化学反应进行的方向

1．自发过程特点

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

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。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熵变：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 。

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 ( )

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。对此说法的理解正确的是( )

A．所有的放热反应都是自发进行的

B．所有的自发反应都是放热的

C．焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素

D．焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据

题组二 熵变与自发反应

2．下列过程属于熵增加的是 ( )课题 化学反应的方向和限度 课型 实践课

教学目标 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。

导学过程

A．一定条件下，水由气态变成液态 B．高温高压条件下使石墨转变成金刚石

C．4NO2(g)＋O2(g)===2N2O5 (g) D．固态碘升华

3．下列反应中，熵显著增加的反应是 ( )

A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) B．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑

C．C(s)＋O2(g)===CO2(g) D．2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s)

题组三 复合判据的应用

4．已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝74.9 kJ·mol－1。下列说法中正确的是( )

A．该反应中熵变小于0，焓变大于0

B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行

C．碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行

D．判断反应能否自发进行需要根据ΔH与ΔS综合考虑

5．灰锡结构松散，不能用于制造器皿，而白锡结构坚固，可以制造器皿，现把白锡制成的器皿放在0 ℃、100 kPa的室内存放，它会不会变成灰锡而不能再继续使用？

已知：在0 ℃、100 kPa条件下白锡转化为灰锡的反应焓变和熵变分别为

ΔH＝－2 180.9 J·mol－1，ΔS＝－6.61 J·mol－1·K－1。

考点二 可逆反应与化学平衡状态

1．可逆反应特点

①二同：a.相同条件下；b.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(填“大于”或“小于”)100%。

2．化学平衡状态特点：动、等、定、变 深度思考 1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

(1)2H2O通电点燃2H2↑＋O2↑为可逆反应 ( )

(2)二次电池的充、放电为可逆反应 ( )

(3)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 ( )

(4)化学反应的限度可以通过改变反应条件而改变 ( )

2．向含有2 mol的SO2的容器中通入过量氧气发生2SO2(g)＋O2(g)催化剂加热2SO3(g) ΔH＝－Q

kJ·mol－1(Q＞0)，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。

题组一 极端假设，界定范围，突破判断

1．一定条件下，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 mol·L－1、0.3 mol·L－1、

0.08 mol·L－1，则下列判断正确的是 ( )

A．c1∶c2＝3∶1 B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3

C．X、Y的转化率不相等 D．c1的取值范围为0 mol·L－1

2．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为

0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是 ( )

A．Z为0.3 mol·L－1 B．Y2为0.4 mol·L－1

C．X2为0.2 mol·L－1 D．Z为0.4 mol·L－1

极端假设法确定各物质浓度范围

假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。

题组二 化学平衡状态标志的判断

3．在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应

(甲)2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)

(乙)H2(g)＋I2(g)2HI(g)

现有下列状态：

①反应物的消耗速率与生成物的生成速率之比等于系数之比

②反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比

③速率之比等于系数之比的状态

④浓度之比等于系数之比的状态

⑤百分含量之比等于系数之比的状态

⑥混合气体的颜色不再改变的状态

⑦混合气体的密度不再改变的状态

⑧混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

⑨体系温度不再改变的状态

⑩压强不再改变的状态

⑪反应物的浓度不再改变的状态

⑫反应物或生成物的百分含量不再改变的状态

其中能表明(甲)达到化学平衡状态的是__________；

能表明(乙)达到化学平衡状态的是__________；

能表明(甲)、(乙)都达到化学平衡状态的是__________。

4．在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：(甲)2X(g)Y(g)＋Z(s) (乙)A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，当下列物理量不再发生变化时

①混合气体的密度

②反应容器中生成物的百分含量

③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比

④混合气体的压强

⑤混合气体的平均相对分子质量

⑥混合气体的总物质的量

其中能表明(甲)达到化学平衡状态是________；

能表明(乙)达到化学平衡状态是________。

5．在一定温度下的某容积可变的密闭容器中，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．体系的体积不再发生变化 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

1．化学平衡状态常用的判断方法

举例反应 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)

正逆

反应

速率

的关系 在单位时间内消耗了m mol A，同时生成m mol A，即v(正)＝v(逆) 平衡

在单位时间内消耗了n mol B，同时生成p mol C，均指v(正) 不一定平衡

v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，v(正)不一定等于v(逆) 不一定平衡

在单位时间内消耗了n mol B，同时消平衡

耗

q mol D

混合物体

系中各组

分的含量 各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定

平衡

各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡

总压强或总体积或物质的量一定 不一定平衡

压强m ＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件不变) 平衡

m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件不变) 不一定平衡

温度 任何化学反应都伴随着能量的变化，在其他条件不变的条件下，体系温度一定时 平衡

颜色 当体系的颜色(反应物或生成物均有颜色)不再变化时 平衡

混合气体的平均相对分子质量Mr 平均相对分子质量一定时，只有当m＋n≠p＋q时 平衡

平均相对分子质量一定，但m＋n＝p＋q时 不一定平衡

体系的密度 反应物、生成物全为气体，定容时，密度一定 不一定平衡

m＋n≠p＋q，恒温恒压，气体密度一定时 平衡

考点三 化学平衡常数

2．表达式

对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，

K＝cpC·cqDcmA·cnB(固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。

3．意义

(1)K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。

(2)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。

深度思考

1．对于N2＋3H22NH3 K1 2NH3N2＋3H2 K2

试分别写出平衡常数表达式，并判断其关系____________。

2．试写出下面可逆反应的平衡常数表达式：

C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)K＝_______________。

3．化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数是增大还是减小？

答案 。

4．对于一个可逆反应，化学计量数扩大或缩小，化学平衡常数表达式是否改变？是什么关系？转化率是否相同？试举例说明。

(1)aA(g)＋bB(g)cC(g) K1＝ccCcaA·cbB

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化学反应的方向、限度和速率

化学反应的方向、限度和速率

第2章 化学反应的方向、限度和速率

一、在温度、压强一定的条件下，化学反应方向的判据为：

，反应能自发进行；

，反应达到平衡状态； ，反应不能自发进行。

二、化学平衡

1．化学平衡常数

（1）对于化学反应：aA＋bBcC＋dD，化学平衡常数K＝ ，浓度商Q＝ 。

（2）Q＞K， ；Q＝K， ；Q＜K， 。 2．对于化学反应：aA＋bBcC＋dD，反应物A的平衡转化率α（A）＝ 。

3．反应条件对化学平衡的影响（温度、浓度、压强）

三、化学反应速率

1．化学反应速率v＝ 。

对于反应aA＋bB === dD＋eE：v＝ ＝ ＝ ＝

2．影响因素（浓度、温度、催化剂）

考点一：化学反应的方向

1．已知反应3O2（g）===2O3（g）的ΔH<0,ΔS>0，下列对此反应的叙述正确的是（ ）

A．该反应在任何情况下均能自发进行 B．该反应在任何情况下均不能自发进行

C．该反应在一定条件下能自发进行 D．条件不足，无法判断

考点二：化学平衡的移动

1．对某一可逆反应来说，使用催化剂的作用是（ ）

A．提高反应物的平衡转化率 B．以同等程度改变正逆反应的速率

C．改变平衡混合物的组成 D．增大正反应速率，减小逆反应速率

2．增大压强，对已达到平衡的反应3P（g） + Q（g） 2R（g） + 2G（s）产生的影响是（ ）

A．正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动

B．正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动

C．正、逆反应速率都不变，平衡不发生移动

D．正逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动

3．下列各反应达到平衡后，加压或降温都能使化学平衡向逆反应方向移动的是（ ）

A．2NO2 N2O4（正反应为放热反应） B．C（s）+ CO2 2CO（正反应为吸热反应）

第2章化学反应的方向限度与速率知识点总结高二化学人教版选择性必修1

第2章化学反应的方向限度与速率知识点总结高二化学人教版选择性必修1

第2章 化学反应的方向、限度与速率

第1节化学反应的方向

一、反应焓变与反应方向

1、ΔH < 0有利于反应自发进行，但自发反应不一定要ΔH < 0。焓变只是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。只根据焓变来判断反应方向是不全面的。

二. 反应熵变与反应方向

1. 熵：用来度量体系混乱程度的物理量。

2. 符号：S 单位：J·mol1·K1

3. 体系混乱度越大，熵值越大。

纯物质的熵值的大小与物质的种类、数量、聚集状态以及温度、压强等因素有关。例如，同一条件下，不同物质的熵不同；同一物质，S(g)>S(l)>S(s)。

4、熵变(ΔS)和熵增原理

ΔS = 反应产物的总熵－反应物的总熵

对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。

ΔS > 0 反应体系混乱度增大

ΔS < 0 反应体系混乱度减小

ΔS＞0的反应，其数值越大越有利于反应自发进行，但不绝对，熵减小的反应也有能自发进行的。

注意：

（1）与焓变类似，熵变只是反应能否自发进行的一种因素；

（2）熵变( ΔS )只取决于体系的始态和终态，与变化的途径无关；

（3）熵判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，与化学反应速率无关。

总结：自发过程的两大变化趋势：

（1）能量趋于减小（焓减）

（2）混乱度趋于增大（熵增）

三.用焓变与熵变综合判断反应方向

研究表明，在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，化学反应的方向可以用反应的焓变和熵变来综合判断，判据为ΔH － TΔS。 ΔH － TΔS < 0 反应正向能自发进行

ΔH － TΔS = 0 反应达到平衡状态

ΔH － TΔS > 0 反应正向不能自发进行

在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，自发反应总是向着ΔH －

TΔS < 0 的方向进行，直到达到平衡状态。该判据指出的是化学反应正向进行的趋势。

化学反应的方向和限度

化学反应的方向和限度

专题 化学反应的方向和限度

一、可逆反应与化学平衡状态

1．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g)⇌2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是( )

A．Z为0.3 mol·L－1 B．Y2为0.4 mol·L－1 C．X2为0.2 mol·L－1 D．Z为0.4 mol·L－1

2．在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强，②混合气体的密度，③混合气体的总物质的量，④混合气体的平均相对分子质量，⑤混合气体的颜色，⑥各反应物或生成物的浓度之比等于系数之比，⑦某种气体的百分含量

(1)能说明2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)达到平衡状态的是________。

(2)能说明I2(g)＋H2(g)⇌2HI(g)达到平衡状态的是________。

(3)能说明2NO2(g)⇌N2O4(g)达到平衡状态的是________。

(4)能说明C(s)＋CO2(g)⇌2CO(g)达到平衡状态的是________。

(5)能说明A(s)＋2B(g)⇌C(g)＋D(g)达到平衡状态的是________。

(6)能说明NH2COONH4(s)⇌2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是________。

(7)能说明5CO(g)＋I2O5(s)⇌5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是________。

3．若上述题目改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？

二、化学平衡常数

5．书写下列化学平衡的平衡常数表达式。

(1)Cl2＋H2O⇌HCl＋HClO

(2)C(s)＋H2O(g)⇌CO(g)＋H2(g)

(3)CH3COOH＋C2H5OH⇌CH3COOC2H5＋H2O

(4)CO2－3＋H2O⇌HCO－3＋OH－

(5)CaCO3(s)⇌CaO(s)＋CO2(g)

化学反应的方向和限度(教案)

化学反应的方向和限度(教案)

化学反应的方向和限度(教案)

一、教学目标

1. 让学生理解化学反应的自发性与非自发性，掌握判断化学反应方向的方法。

2. 让学生了解化学平衡的概念，理解平衡常数与反应限度之间的关系。

3. 培养学生运用化学知识解决实际问题的能力。

二、教学内容

1. 化学反应的自发性与非自发性

2. 判断化学反应方向的方法

3. 化学平衡的概念

4. 平衡常数与反应限度

5. 化学反应限度在实际中的应用

三、教学重点与难点

1. 教学重点：化学反应的自发性与非自发性，判断化学反应方向的方法，化学平衡的概念，平衡常数与反应限度之间的关系。

2. 教学难点：判断化学反应方向的方法，平衡常数与反应限度的计算。

四、教学方法

1. 采用问题驱动法，引导学生思考和探讨化学反应的方向和限度。

2. 利用案例分析法，分析实际生活中的化学反应实例，帮助学生理解化学反应的方向和限度。

3. 运用小组讨论法，培养学生团队合作精神，提高学生解决问题的能力。

五、教学过程

1. 导入：通过生活中的实例，如酸碱中和反应，引起学生对化学反应方向和限度的兴趣。

2. 讲解：介绍化学反应的自发性与非自发性，讲解判断化学反应方向的方法，如熵增原理、吉布斯自由能等。

3. 案例分析：分析实际生活中的化学反应实例，如钢铁生锈、发酵过程等，引导学生理解化学反应的限度。

4. 平衡常数与反应限度：讲解平衡常数的含义，分析平衡常数与反应限度之间的关系。

5. 小组讨论：学生分组讨论化学反应方向和限度的应用，如化学工业生产、药物研发等。

7. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。

六、教学评估

1. 课堂问答：通过提问学生，了解学生对化学反应自发性、非自发性以及判断反应方向方法的掌握情况。

2. 案例分析报告：评估学生对实际生活中化学反应实例的分析能力，检查学生对化学反应限度的理解。

3. 小组讨论报告：评估学生在小组讨论中的表现，包括团队合作、问题解决和沟通技巧等方面。