精品高中化学第2章化学反应的方向限度与速率章末小结与测评学案鲁科版选修4.doc

精品化学学习资料第2章 化学反应的方向、限度与速率[知识网络构建][教师备选]一、化学反应方向的判据1．化学反应方向的判据焓判据：ΔH＜0，反应一般①______自发进行熵判据：ΔS＜0，反应一般②______自发进行2．化学反应方向的判断ΔH＜0　ΔS＞0，该反应③______自发进行ΔH＞0　ΔS＜0，该反应④______自发进行ΔH＞0　ΔS＞0，该反应在⑤______下能自发进行ΔH＜0　ΔS＜0，该反应在⑥______下能自发进行[答案]　①能　②不能　③一定能　④一定不能⑤较高温度　⑥较低温度二、化学反应的速率和工业合成氨【答案】　①　②mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1　③反应物本身的性质　④增大　⑤产物氨三、化学反应的限度【答案】　①　②温度　③×100%　④吸热　⑤放热　⑥右　⑦左　⑧减小　⑨增大[专题总结对练]专题一　化学平衡计算模式与公式化学平衡的计算一般涉及各组分的物质的量、浓度、转化率、百分含量、气体混合物的密度、平均摩尔质量、压强、平衡常数等1．计算模式化学平衡计算的最基本的方法模式是“三段式法”具体步骤是在化学方程式下写出有关物质起始时的物质的量、发生转化的物质的量、平衡时的物质的量(也可以是物质的量浓度或同温同压下气体的体积)，再根据题意列式求解。

　　　　　　 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)n(起始)/(mol) a b 0 0n(转化)/(mol) mx nx px qxn(平衡)/(mol) a－mx b－nx px qx起始、转化、平衡是化学平衡计算的“三步曲”2．计算公式(1)v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q(未达到平衡时，用于确定化学方程式中未知的系数)2)K＝＝(Q＞K，v正＜v逆；Q＜K，v正＞v逆)3)c(A)平＝＝4)α(A)＝×100%＝×100%5)φ(A)＝×100%6)平衡时与起始时的压强比＝＝(同T、V时)，混合气体的密度比＝(同T、p时)，＝(同质量的气体时)等7)混合气体的密度(混)＝＝(g·L－1)(V不变时，不变)8)平衡时混合气体的平均摩尔质量＝＝(g·mol－1)[考题对练]1．在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深回答下列问题： 【导学号：41722123】(1)反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)；100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。

在0～60 s时段，反应速率v(N2O4)为________mol·L－1·s－1；反应的平衡常数K1为________2)100 ℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.002 0 mol·L－1·s－1的平均速率降低，经10 s又达到平衡a：T________100 ℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是___________________________________________________________b：列式计算温度T时反应的平衡常数K2________3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是_________________________[解析]　(1)由题意及图示知，在1.00 L的容器中，通入0.100 mol的N2O4，发生反应：N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高混合气体的颜色变深，说明反应向生成NO2的方向移动，即向正反应方向移动，所以正反应为吸热反应，即ΔH>0；由图示知60 s时该反应达到平衡，消耗N2O4为0.100 mol·L－1－0.040 mol·L－1＝0.060 mol·L－1，根据v＝可知：v(N2O4)＝＝0．001 0 mol·L－1·s－1；求平衡常数可利用三段式：　　　　　　 　N2O4(g)2NO2(g)起始量/(mol·L－1)　0.100　　　　　0转化量/(mol·L－1)　0.060　　　　　0.120平衡量/(mol·L－1)　0.040　　　　　0.120K1＝＝＝0.36 mol·L－1。

2)100 ℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)降低，说明平衡N2O4(g)2NO2(g)向正反应方向移动，根据勒·夏特列原理，温度升高，向吸热反应方向移动，即向正反应方向移动，故T>100 ℃，由c(N2O4)以0.002 0 mol·L－1·s－1的平均速率降低，经10 s又达到平衡，可知此阶段内消耗N2O4 0.002 0 mol·L－1·s－1×10 s＝0.020 mol·L－1，由三段式：　　　　　　　 N2O4(g)2NO2(g)起始量/(mol·L－1)　0.040　　　0.120转化量/(mol·L－1)　0.020　　　0.040平衡量/(mol·L－1)　0.020　　　0.160K2＝＝＝1.28 mol·L－13)温度T时反应达到平衡后，将反应容器的容积减少一半，压强增大，平衡会向气体体积减小的方向移动，该反应逆反应为气体体积减小的反应，故平衡向逆反应方向移动[答案]　(1)大于　0.001 0　0.36 mol·L－1(2)大于　反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高平衡时，c(NO2)＝0.120 mol·L－1＋0.002 0 mol·L－1·s－1×10 s×2＝0.160 mol·L－1c(N2O4)＝0.040 mol·L－1－0.002 0 mol·L－1·s－1×10 s＝0.020 mol·L－1K2＝＝1.28 mol·L－1(3)逆反应　对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动专题二　外界条件对化学反应速率的影响规律影响化学反应速率的因素包括内因和外因。

内因是指反应物本身的性质；外因包括浓度、温度、压强、催化剂、反应物颗粒大小等这些外界条件对化学反应速率影响的规律和原理如下：1．浓度(1)浓度增大，单位体积内活化分子数增多(活化分子百分数不变)，有效碰撞的几率增加，化学反应速率增大2)浓度改变，可使气体间或溶液中的化学反应速率发生改变固体或纯液体的浓度可视为常数，它们的物质的量的变化不会引起反应速率的变化，但固体颗粒的大小会导致接触面积的变化，故影响化学反应速率2．压强改变压强，对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度的改变对于有气体参加的反应体系，有以下几种情况：(1)恒温时增大压强体积缩小浓度增大反应速率增大2)恒容时①充入气体反应物反应物浓度增大总压增大反应速率增大②充入“稀有气体”总压增大，但各物质的浓度不变，反应速率不变3)恒压时充入“稀有气体”体积增大各物质浓度减小反应速率减小3．温度(1)温度升高，活化分子百分数提高，分子间的碰撞频率提高，化学反应速率增大2)温度升高，吸热反应和放热反应的速率都增大实验测得，温度每升高10 ℃，化学反应速率通常增大为原来的2～4倍4．催化剂(1)催化剂对反应过程的影响通常可用图表示(加入催化剂，B点降低)。

催化剂能改变反应路径、降低活化能、增大活化分子百分数、加快反应速率，但不影响反应的ΔH2)催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才达到最大3)对于可逆反应，催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率，对化学平衡状态无影响，生产过程中使用催化剂主要是为了提高生产效率[特别提示]　在分析多个因素(如浓度、温度、反应物颗粒大小、催化剂、压强等)对反应速率的影响规律时，逐一改变一个因素而保证其他因素相同，通过实验分析得出该因素影响反应速率的结论，这种方法叫控制变量法[专题对练]2．已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为：H2O2＋I－―→H2O＋IO－　　慢H2O2＋IO－―→H2O＋O2↑＋I－　快下列有关该反应的说法正确的是(　　)A．反应速率与I－浓度有关B．IO－也是该反应的催化剂C．反应活化能等于98 kJ·mol－1D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)A　[A．将题给两个反应合并可得总反应为2H2O2===2H2O＋O2↑，该反应中I－作催化剂，其浓度的大小将影响该反应的反应速率B．该反应中IO－是中间产物，不是该反应的催化剂。

C．反应的活化能表示一个化学反应发生所需要的最小能量，分解1 mol H2O2放出98 kJ热量，不能据此判断该反应的活化能D．由反应速率与化学方程式中对应物质的系数的关系可知v(H2O2)＝2v(O2)，但H2O为纯液体，不能用其浓度变化表示反应速率][教师备选]Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)　ΔH＞0在716 K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784(1)根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为________2)上述反应中，正反应速率为v正＝k正x2(HI)，逆反应速率为v逆＝k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为________(以K和k正表示)若k正＝0.0027 min－1，在t＝40 min时，v正＝________min－13)由上述实验数据计算得到v正～x(HI)和v逆～x(H2)的关系可用下图表示当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为________(填字母)。

[解析]　(1)由表中数据可知，无论是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，最终x(HI)均为0.784，说明此时已达到了平衡状态设HI的初始浓度为1 mol·L－1，则：　　　　　　　 　2HI(g)H2(g)＋I2(g)初始浓度/mol·L－1 1 0 0 0.216 0.108 0.108 0.784 0.108 0.108K＝＝2)建立平衡时，v正＝v逆，即k正x2(HI)＝k逆x(H2)x(I2)，k逆＝k正由于该反应前后气体分子数不变，故k逆＝k正＝k正＝在40 min时，x(HI)＝0.85，则v正＝0.002 7 min－1×0.852≈1.95×10－3 min－13)因2HI(g)H2(g)＋I2(g)　ΔH＞0，升高温度，v正、v逆均增大，且平衡向正反应方向移动，HI的物质的量分数减小，H2、I2的物质的量分数增大因此，反应重新达到平衡后，相应的点分别应为A点和E点答案】　(1)　(2)k正/K　1.95×10－3　(3)A、E专题三　化学反应速率和化学平衡图像题突破方法1．主要题型(1)分析条件对化学反应速率及平衡的影响。

2)由反应判断图像的正误3)由图像判断反应特征(确定反应中各物质的系数、判断热效应或气体物质系数间的关系)4)由反应和图像判断图像或曲线的物理意义5)由图像判断指定意。