2021高考化学一轮复习第七章第1课时化学反应方向平衡状态与平衡移动教案鲁科版

-1-第1课时化学反应方向、平衡状态与平衡移动[课时设计]本章内容是化学反应原理的重要组成部分,是高考中命制反应原理综合题的主要部分,也是学生学习各种动态平衡的基石和思维发散源。共设计6课时,第1、3课时为知识梳理课,第2、4、5为热点题型课,第6课时为体现学科特色题型的方法指导课,培养学生的变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知的学科素养。各课时之间由知识到题型,由基础到能力再到素养,层层递进,螺旋上升。第1课时化学反应方向、平衡状态与平衡移动[课型标签:知识课基础课]知识点一化学反应进行的方向1.自发过程(1)含义(2)特点①体系趋向于从高能状态转变为低能状态。②体系趋向于从有序体系转变为无序体系。2.判断化学反应进行方向的依据[名师点拨]数学象限法判断化学反应的自发性-2-1.下列反应在任意温度下一定能自发进行的是(D)A.2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑B.NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)ΔH0C.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)ΔH0D.X2Y2(s)X2(g)+Y2(g)ΔH0解析:A项,电解反应是吸热反应,借助外力才能发生,ΔH0,ΔS0,低温下不能自发进行;B项,反应是放热反应,ΔH0,ΔS0,高温下不能自发进行;C项,反应是吸热反应,ΔH0,ΔS0,低温下不能自发进行;D项,反应是放热反应,ΔH0,ΔS0,任意温度下都能自发进行。2.下列有关化学反应方向及其判据的说法中正确的是(C)A.非自发反应就是不可能发生的反应,自发反应就是能较快进行的反应B.高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应C.由能量判据和熵判据组合而成的复合判据,将更适合于所有的过程D.反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)在低温下能自发进行,说明该反应的ΔH0解析:非自发反应在一定条件下也能发生,自发反应进行的也不一定较快,A项错误;石墨转化为金刚石,ΔH0,该反应是非自发进行的化学反应,B项错误;能量判据和熵判据组合而成的复合判据,只要ΔG=ΔH-TΔS0,反应就可以自发进行,若ΔG0,反应就不能自发进行,C项正确;反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)在低温下能自发进行,ΔG=ΔH-TΔS0,从方程式知TΔS0,说明ΔH0,D项错误。3.某反应2AB(g)C(g)+3D(g)在高温时能自发进行,其逆反应在低温下能自发进行,则该反应的正反应的ΔH、ΔS应为(C)A.ΔH0,ΔS0B.ΔH0,ΔS0C.ΔH0,ΔS0D.ΔH0,ΔS0-3-解析:该反应是气体分子数增加的反应,故ΔS0,根据反应方向的复合判据,若ΔH-TΔS0反应能自发进行,该反应正反应在高温下自发进行,且ΔS0,则可判断该反应为吸热反应,ΔH0,C项正确。知识点二化学平衡状态1.可逆反应2.化学平衡状态(1)概念一定条件下的可逆反应中,正反应速率与逆反应速率相等,反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持不变的状态。(2)平衡特征[名师点拨]判断化学平衡状态的方法——“正逆相等,变量不变”1.(2018·浙江卷)反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)为放热反应,若在恒压绝热容器中发生,下列选项表明反应一定已达平衡状态的是(A)-4-A.容器内的温度不再变化B.容器内的压强不再变化C.相同时间内,断开H—H键的数目和生成N—H键的数目相等D.容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2解析:因该反应在恒压绝热容器中进行且为放热反应,当容器内的温度不再变化时,说明放出的热量不再变化,可以判断反应已达平衡状态,A项符合;因反应在恒压条件下进行,压强始终不变,故压强不再变化不能表明反应一定已达平衡状态;相同时间内,断开H—H键的数目和生成N—H键的数目相等,不能表明反应一定已达平衡状态;容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2,不能确定是否不再变化,不能表明反应一定已达平衡状态。2.在一个恒容密闭容器中发生如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反应过程中某一时刻测得SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol·L-1、0.2mol·L-1、0.2mol·L-1,当反应达到平衡时,可能出现的数据是(C)A.c(SO3)=0.4mol·L-1B.c(SO2)=c(SO3)=0.15mol·L-1C.c(SO2)=0.25mol·L-1D.c(SO2)+c(SO3)=0.5mol·L-1解析:根据极限法分析:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)c(某时刻)/(mol·L-1)0.20.20.2向右进行完全/(mol·L-1)00.10.4向左进行完全/(mol·L-1)0.40.30由于反应为可逆反应,SO3的浓度一定小于0.4mol·L-1,A错误;SO2与SO3浓度不会均为0.15mol·L-1,只能一种物质的浓度增大,另一种物质的浓度减小,B错误;由于反应为可逆反应,SO2的浓度一定小于0.4mol·L-1,则可能为0.25mol·L-1,C正确;根据元素守恒,c(SO2)+c(SO3)=0.4mol·L-1,D错误。3.(2019·上海黄浦区二模)对于可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是(A)A.达到化学平衡时,4v正(O2)=5v逆(NO)B.若单位时间内生成xmolNO的同时,消耗xmolNH3,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-5-D.化学反应速率关系是:2v正(NH3)=3v正(H2O)解析:4v正(O2)=5v逆(NO)能证明化学反应的正、逆反应速率是相等的,达到了化学平衡状态,A正确;单位时间内生成xmolNO,同时消耗xmolNH3,都只表示了正反应方向,则不能说明化学反应的正、逆反应速率是相等的,B错误;若增加容器体积即减小压强,正、逆反应速率均减慢,C错误;3v正(NH3)=2v正(H2O),只有正反应,没有逆反应,反应速率之比等于化学方程式的化学计量数之比,D错误。4.一定温度下,反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是(D)A.①②B.②④C.③④D.①④解析:ΔH是恒量,不能作为判断平衡状态的标志;该反应是充入1molN2O4,正反应速率应是逐渐减小直至不变,③曲线趋势不正确。知识点三化学平衡移动1.化学平衡移动的过程2.化学平衡移动与化学反应速率的关系(1)v正v逆:平衡向正反应方向移动。(2)v正=v逆:反应达到平衡状态,不发生平衡移动。(3)v正v逆:平衡向逆反应方向移动。3.外界条件对化学平衡的影响(1)若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下:改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向-6-浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向移动压强(对有气体参加的反应)反应前后气体体积改变增大压强向气体分子总数减小的方向移动减小压强向气体分子总数增大的方向移动反应前后气体体积不变改变压强平衡不移动温度升高温度向吸热反应方向移动降低温度向放热反应方向移动催化剂同等程度改变v(正)、v(逆),平衡不移动(2)勒·夏特列原理如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强、浓度等),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。[名师点拨]解答化学平衡移动类试题的一般思路1.在已处于化学平衡状态的体系中,如果下列量发生变化,其中一定能表明平衡发生移动的是(A)A.反应物的转化率-7-B.反应混合物的浓度C.正、逆反应速率D.反应混合物的压强解析:A项,只有平衡移动,才能改变反应物的转化率,所以反应物的转化率改变平衡一定移动,正确;B项,如果混合物中各组分的浓度变化,但保持各组分的含量不变时,平衡不移动,错误;C项,使用合适的催化剂,反应速率改变,但平衡不移动,错误;D项,如果反应前后气体总物质的量不变,则压强对平衡无影响,错误。2.(2019·北京东城区一模)下列事实不能用平衡移动原理解释的是(B)A.开启啤酒瓶后,瓶中马上泛起大量泡沫B.由H2(g)、I2(g)、HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深C.实验室制取乙酸乙酯时,将乙酸乙酯不断蒸出D.石灰岩受地下水长期溶蚀形成溶洞解析:啤酒中存在平衡:CO2(g)CO2(aq),开启啤酒瓶,瓶中压强降低,平衡向气体体积增大的方向移动,即向生成CO2气体的方向移动,A项不符合题意;反应H2(g)+I2(g)2HI(g)是一个反应前后气体分子数不变的反应,压强的改变并不能使平衡发生移动,此混合气体加压后颜色变深,是因为I2(g)的浓度的增大,B项符合题意;实验室制取乙酸乙酯时,采用加热的方式将生成的乙酸乙酯不断蒸出,从而使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动,C项不符合题意;石灰岩地貌的形成与以下反应有关:CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2,固体的溶解和凝结的反反复复,涉及了平衡的移动,D项不符合题意。3.反应2SO2+O22SO3ΔH0是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是(B)A.恒温恒容,向反应容器中充入He,体系的压强增大,平衡正向移动B.增加O2的浓度,平衡向右移动,SO2的转化率增大C.升温可以加快合成SO3的速率,同时提高SO2的转化率D.平衡向右移动时,反应物的浓度减小,生成物的浓度增大解析:恒温恒容充入He,反应体系压强增大,但参加反应气体的浓度不变,平衡不移动,A项错误;增大一种反应物浓度,另一种反应物转化率增大,增加O2的浓度,平衡正向移动,二氧化硫转化率增大,B项正确;升温可以加快合成SO3的速率,但化学平衡向着吸热方向进行,即向着逆反应方向进行,降低了SO2的转化率,C项错误;平衡向正反应方向移动,可能是增大二氧化硫的浓度的结果,平衡后三氧化硫的浓度增大、二氧化硫的浓度也增大,D项错误。-8-4.如图表示可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)ΔH0达到平衡后,改变某一反应条件,反应速率随时间变化的情况,根据曲线判断下列说法中正确的是(C)A.t1时降低了温度,平衡向正反应方向移动B.t1时增大了压强,平衡向正反应方向移动C.t1时增大了A的浓度,同时减小了C的浓度,平衡向正反应方向移动D.t1时可能使用了催化剂解析:根据图像可知,t1时刻正反应速率突然增大,达到新平衡后正反应速率比第一次平衡时小,说明t1时刻逆反应速率减小,不可能是改变了温度、压强或使用了催化剂。