广西专用2021高考化学一轮复习专题7第2讲化学反应的方向和限度课件苏教版

第2讲化学反应的方向和限度-2-考纲要求:1.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。2.掌握化学平衡的特征。3.了解化学平衡常数(K)的含义,能利用化学平衡常数进行相关计算。4.能正确计算化学反应的转化率(α)。-3-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破导学诱思下列自发过程:CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)ΔH0④硝酸铵溶于水⑤冰在常温下融化⑥两种或两种以上互不反应的气体通入一密闭容器中,最终会混合均匀其中通过焓判据来判断过程可以自发进行的是,通过熵判据来判断的是。①工业合成氨:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1②氢气和氧气反应:2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1③CH3COOH(aq)+NH4HCO3(aq)①②③④⑤⑥化学反应进行的方向-4-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破落实基础1.自发过程(1)含义:在一定条件下,不需要借助、等外力作用就能自动进行的过程。(2)特点:①体系趋向于从能量状态转变为能量状态(体系对外部或能量);②在密闭条件下,体系有从序转变为序的倾向性(无序体系更加稳定)。光电高低做功放出有无-5-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破2.熵、熵变(1)熵是量度体系程度的物理量,符号为。(2)影响熵大小的因素①相同条件下,物质不同熵不同。②同一物质的熵:气态(g)液态(l)固态(s)。(3)熵变(ΔS)=的总熵-的总熵混乱S反应产物反应物-6-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破3.化学反应方向的判据降低增加熵增不能自发进行达到平衡状态能自发进行-7-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破易错辨析判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的()(2)自发反应的熵一定增大,非自发反应的熵一定减小()(3)反应2Mg(s)+CO2(g)C(s)+2MgO(s)能自发进行,则该反应的ΔH0()(4)复合判据ΔH-TΔS0的反应一定能够实际发生()××××-8-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破考查角度判断化学反应方向的依据例下列说法正确的是()A.焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的B.在恒温、恒压条件下,焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的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断依据D.在其他条件不变的情况下,使用催化剂,一定可以改变化学反应进行的方向答案解析解析关闭A项,由ΔH-TΔS0时,该反应肯定能自发知当ΔH0,ΔS0时该反应一定自发,错误;C项,焓变和熵变均不是判断反应自发的唯一条件,应综合考虑,错误;D项,使用催化剂可以降低该反应的活化能,加快化学反应速率,但不改变化学反应进行的方向,错误。答案解析关闭B-9-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破方法指导结合反应方向的判据ΔH-TΔS0时反应能自发进行可知:ΔH0,ΔS0的反应任何温度下都是自发反应;ΔH0,ΔS0的反应任何温度下都是非自发反应;ΔH0,ΔS0的反应低温下是自发反应;ΔH0,ΔS0的反应高温下是自发反应。-10-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破跟踪训练1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应()(2)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的ΔH0()(3)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)室温下不能自发进行,说明该反应的ΔH0()(4)一定温度下,反应MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g)的ΔH0,ΔS0()(5)常温下,反应C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH0()答案解析解析关闭(1)当ΔH-TΔS0时,反应能自发进行,吸热反应的ΔH0,吸热反应能自发,说明ΔS0,(1)正确。(2)中,该反应为气体分子数减小的反应,反应的ΔS0,若反应能自发进行,根据ΔH-TΔS0,反应的ΔH0。(3)CaCO3分解是吸热反应,ΔH0且ΔS0,由此可知该反应高温下能自发进行。(4)此反应为高温下MgCl2的分解反应,ΔH0,ΔS0,正确。(5)该反应ΔS0,常温下不能自发进行,则有ΔH-TΔS0,故ΔH0。答案解析关闭(1)√(2)×(3)×(4)√(5)√-11-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破2.CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)ΔH1=+218.4kJ·mol-1,该反应能自发进行的条件是。答案解析解析关闭由ΔH-TΔS0时自发,已知ΔH0,反应是个熵增的反应,故ΔS0,则T要大,故应选择高温。答案解析关闭高温-12-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破3.分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是()A.2N2(g)+O2(g)2N2O(g)ΔH=+163kJ·mol-1B.H2O2(l)12O2(g)+H2O(l)ΔH=-98kJ·mol-1C.HgO(s)Hg(l)+12O2(g)ΔH=+91kJ·mol-1D.Ag(s)+12Cl2(g)AgCl(s)ΔH=-127kJ·mol-1答案解析解析关闭A项,反应是熵减的吸热反应,ΔH0,ΔS0,在任何温度下都不能自发进行,错误;B项,反应是熵增的放热反应,ΔH0,ΔS0,在任何温度下均能自发进行,正确;C项,反应是熵增的吸热反应,ΔH0,ΔS0,在低温下不能自发进行,错误;D项,反应是熵减的放热反应,ΔH0,ΔS0,在高温下不能自发进行,错误。答案解析关闭B-13-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破化学平衡状态的判断导学诱思在一定温度下,向一密闭容器中充入2molSO2和2molO2发生反应:2SO2+O22SO3,充分反应后剩余O2的物质的量(填“”“”或“=”,下同)1mol,当生成的SO3的物质的量不再随时间延长而改变时SO2气体的v(正)v(逆)。=-14-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破落实基础1.可逆反应(1)定义在条件下既可以向反应方向进行,同时又可以向反应方向进行的化学反应。(2)特点——“三同一小”。①三同:a.相同条件下;b.正逆反应进行;c.反应物与生成物同时存在。②一小:任一组分的转化率都(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示方法:在化学方程式中用“”表示。相同正逆同时小于-15-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破2.化学平衡状态(1)定义在一定条件下的反应中,反应物和生成物的浓度不再随时间的延长而发生变化,和相等的状态。(2)建立过程在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。化学平衡的建立过程可用如下v-t图像表示:可逆正反应速率逆反应速率-16-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破图像分析0减小减小增大增大=保持不变-17-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破(3)特征可逆=浓度(或物质的量、质量、质量分数、物质的量分数)-18-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破易错辨析判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)任意化学反应在适宜条件下,只要反应时间足够长,反应物一定能完全转化为生成物()(2)化学反应的平衡状态只能从正反应方向建立()(3)化学反应达到化学平衡状态时各物质的速率之比等于化学计量数之比()(4)化学反应达到化学平衡状态时,各物质的物质的量浓度之比等于化学计量数之比()××√×-19-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破考查角度一可逆反应的特征例1在固定容积的密闭容器中进行如下反应:2A(g)+B(g)2C(g),已知反应过程某一时刻A、B、C浓度分别为0.2mol·L-1、0.1mol·L-1、0.2mol·L-1,达到平衡时浓度可能正确的是()A.A、B分别为0.4mol·L-1、0.2mol·L-1B.A为0.25mol·L-1C.A、C均为0.15mol·L-1D.A为0.24mol·L-1,C为0.14mol·L-1答案解析解析关闭平衡逆向移动时C不可能完全转化为A、B,A项错误,B项正确;平衡移动过程中反应物和生成物的浓度不可能都减小或都增大,C项错误;当c(A)=0.24mol·L-1时c(C)应为0.16mol·L-1,D项错误。答案解析关闭B-20-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破方法指导(1)牢记可逆反应的特征——“三同一小”。(2)化学平衡正向建立的过程中反应物的浓度减小,生成物的浓度增大;平衡逆向建立的过程中反应物的浓度增大,生成物的浓度减小。平衡移动过程中,反应物和生成物的浓度不可能同时增大或减小。-21-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破考查角度二化学平衡状态的判断例2在一个不传热的固定容积的密闭容器中,发生可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),当m、n、p、q为任意整数时,反应达到平衡的标志是()①体系的压强不再改变②体系的温度不再改变③各组分的浓度不再改变④各组分质量分数不再改变⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q⑥单位时间内mmolA断键反应,同时pmolC也断键反应⑦体系的密度不再变化A.③⑤⑥B.②③④⑥C.①③④⑤D.④⑥⑦答案解析解析关闭因为m+n与p+q的关系不确定,故容器内的压强随时间的变化不一定是变量,故①不一定是平衡状态;因容器是“不传热的固定容积的密闭容器”,反应过程中,体系中的温度应随时间发生变化,当温度不变时是平衡状态;各组分的浓度不再改变和各组分质量分数不再改变,反应都一定是平衡状态;速率之比等于方程式中化学计量数之比是恒定的,不论反应是否达到平衡状态都存在这一关系,故⑤不一定是平衡状态;单位时间内mmolA断键反应,则说明有pmolC生成(同时pmolC也断键反应),故⑥能说明反应已达平衡状态;⑦体系的总质量和总体积始终不变,体系的密度始终不变化,故⑦不能说明反应已达平衡状态。答案解析关闭B-22-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破互动探究若m+n=p+q,同时v正(A)∶v正(B)∶v正(C)∶v正(D)=m∶n∶p∶q,v逆(A)∶v逆(B)∶v逆(C)∶v逆(D)=m∶n∶p∶q能说明上述反应已达平衡状态吗?答案:不论是否达到平衡状态,题述等式一定成立,故不一定是平衡状态。-23-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破方法指导(1)单向反应速率之比不管是否达到平衡状态,都等于化学计量数之比,不能作为平衡状态的判断依据。(2)平衡时各物质的浓度与起始加入的反应物的比例关系及反应的转化率有关,平衡时反应混合物中各物质的浓度之比一般不等于计量数之比。当反应物的物质的量按计量数之比加入时,不管是否达到平衡,反应物的浓度之比一定等于计量数比。-24-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破𝑀(3)判断平衡状态的方法——“逆向相等,变量不变”。①“逆向相等”:反应速率必须一个是正反应的速率,一个是逆反应的速率,当二者之比等于其计量数之比时,经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等。即v(正)=v(逆)达到平衡状态。②“变量不变”:如果一个物理量,如某一物质的质量、物质的量、物质的量浓度、体积分数或反应体系的压强、气体的密度ρ、平均相对分子质量、气体的颜色等,若随反应进行而改变,当不变时为平衡状态,一个随反应进行保持不变的物理量,不能作为平衡状态的判断依据。-25-必备知识•自主预诊关键能力•考向突破跟踪训练1.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器容积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),不能说明该分解反应已经达到化学平衡的是()A.v(NH3)正=2v(CO2)逆B.密闭容器中总压强不变C.密闭容器中氨气的体积分数不变D.密闭容器中混合气体的密度不变答案解析解析关闭A项,根据反应可得出v(NH3)正=2v(CO2)正,故当v(