专题04 化学反应的方向与限度(考点清单)(原卷版)-2024-2025学年高二化学上学期期中考点大串讲(苏教版2019选择性必修1)
展开▉考点01 自发过程和自发反应
1.自发过程
(1)含义:在一定条件下,不用借助外力就可以自发进行的过程。
(2)特点
①能量角度:体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。
②混乱度角度:在密闭条件下,体系有从有序自发转变为无序的倾向。
2.自发反应
(1)定义:在一定温度和压强下,无需外界帮助就能自动进行的化学反应。
(2)自发反应的特征。
①具有方向性,即反应的某个方向在一定条件下是自发的,则其逆反应在该条件下肯定不自发。
②体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态。
③体系趋向于从有序体系转变为无序体系。
▉考点02 化学反应进行方向的判据
1.化学反应的自发性与反应焓变的关系
(1)放热反应:绝大多数都能自发进行,且反应放出的热量越多,体系能量降低得越多,反应越完全。
(2)吸热反应:有些也能自发进行。
结论:反应的焓变是影响化学反应能否自发进行的因素之一。
2.反应熵变与反应方向
(1)熵
①定义:衡量一个体系混乱度的物理量,其符号为S。
②特点:混乱度越大,体系越无序,体系的熵值就越大。
③熵的比较
a.同一物质:S(高温)>S(低温);S(g)>S(l)>S(s)。
b.相同条件下的不同物质:分子结构越复杂,熵值越大。
c.S(混合物)>S(纯净物)。
(2)熵变
①定义:反应前后体系熵值的变化,记为ΔS。
②计算式:ΔS=S(生成物)-S(反应物)。
③熵增或熵减的判断
a.物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程,ΔS>0,是熵增加的过程。
b.气体体积增大的反应,熵变通常都是ΔS>0,是熵增加的反应。
c.气体体积减小的反应,熵变通常都是ΔS<0,是熵减小的反应。
(3)熵变与反应方向
①熵增加有利于反应的自发进行。
②某些熵减小的反应在一定条件下也能自发进行。
结论:反应的熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素,但不是唯一因素。
3.焓变、熵变与反应的方向
在温度、压强一定的条件下,自发反应总是向ΔH-TΔS<0的方向进行。
ΔH-TΔS<0,反应能自发进行;
ΔH-TΔS=0,反应达到平衡状态;
ΔH-TΔS>0,反应不能自发进行。
▉考点03 可逆反应
1.定义
在相同条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应。
2.表示方法
可逆反应方程式用“”连接,把从左向右进行的反应称为正反应,把从右向左进行的反应称为逆反应。
3.特点
(1)同一条件下,正反应和逆反应同时发生。
(2)反应不能进行到底,反应物不能实现完全转化。
(3)反应体系中,与化学反应有关的各种物质共存于同一反应体系。
(4)反应达到限度时,反应仍在进行,没有停止。
▉考点04 化学平衡状态
1.化学平衡的建立
(1)化学平衡的建立过程。
(2)化学平衡建立的浓度—时间图像和速率—时间图像。
2.化学平衡状态
当外界条件不变时,可逆反应进行到一定程度,反应物和生成物的浓度不再随时间而发生变化,称之为化学平衡状态。
3.化学平衡状态的特征
4.化学反应达到平衡状态的判断方法
1.直接标志
(1)v正=v逆
①同一种物质的生成速率等于消耗速率;
②在化学方程式同一边的不同物质的生成速率和消耗速率之比等于化学计量数之比;
③在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。
(2)各组分的浓度保持一定
①各组分的浓度不随时间的改变而改变;
②各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。
2.间接标志——“变量不变”
(1)反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体分子数不等的反应)。
(2)对于反应混合物中存在有颜色物质的可逆反应,若体系中颜色不再改变,则反应达到平衡状态。
(3)根据平均摩尔质量(即平均相对分子质量)计算公式M=eq \f(m(气总),n(气总)),若M在反应过程中是一变量,则平均摩尔质量(平均相对分子质量)保持不变,反应达到平衡状态。
(4)对同一物质而言,断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。
▉考点05 化学平衡常数
1.定义式
对于可逆反应:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),在一定温度下,反应达到平衡后,将各物质的物质的量浓度代入表示式K=eq \f(cc(C)•cd(D),ca(A)•cb(B)),得到的结果是一个定值,称为该反应的化学平衡常数。
2.意义
K值越大,反应进行的程度越大,反应物转化率越大。一般地,K>105时,认为该反应进行得就基本完全了。
3.影响因素
K只受温度影响,与反应物和生成物的浓度无关。
固体、纯液体、水溶液中水的浓度可视为定值,其浓度不列入平衡常数表达式中。
4.化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。
若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小,化学平衡常数也会改变。
已知两反应的平衡常数分别为K1、K2。
①若两反应互为逆反应,则K1•K2=1。
②若两反应的反应物和生成物相同,反应1的系数是反应2的n倍,则K1=Keq \\al(n,2)。
③若两反应相加,则总反应的平衡常数K=K1•K2。
④若两反应相减,则总反应的平衡常数K=eq \f(K1,K2)。
▉考点05 平衡转化率
1.定义
某一反应物的平衡转化率α等于该物质在反应中已转化的量(如物质的量、物质的量浓度等)与该物质起始总量的比值。
2.表达式
平衡转化率α=eq \f(该反应物的起始总量-该反应物的平衡量,该反应物的起始总量)×100%
对于反应aA+bBcC+dD,反应物A的平衡转化率为α(A)=eq \f(c0(A)-c(A),c0(A))×100%,式中c0(A)和c(A)分别表示A的初始浓度和A的平衡浓度。
3.意义
反应的平衡转化率能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。
1.(23-24高二上·江苏徐州·期中)对于放热反应,下列说法正确的是
A.反应物的总能量小于生成物的总能量B.该反应的逆反应是吸热反应
C.升高温度可以使反应速率减小D.增大的浓度能使完全转化
2.(24-25高二上·湖北襄阳·阶段练习)下列说法正确的是
A.放热反应无需加热即可进行,而吸热反应则必须在加热条件下才能进行
B.若反应物的总能量低于生成物的总能量,则该反应放热
C.冰在室温下自动熔化成水,这是熵增的过程
D.能够自发进行的反应一定是熵增的过程
3.(23-24高二下·江苏徐州·阶段练习)已知“凡气体分子总数增加的反应都是熵增大的反应”。下列反应在任何温度下都不自发进行的是
A.2O3(g)=3O2(g) H<0B.2CO(g)=2C(s)+O2(g) H>0
C.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) H<0D.CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) H>0
4.(24-25高二上·四川遂宁·开学考试)一定条件下的密闭容器中,发生可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。下列情况不能说明该反应一定达到化学平衡的是
A.N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1:3:2
B.NH3的体积分数保持不变
C.正反应和逆反应的速率相等
D.N2的质量保持不变
5.(23-24高二上·江苏常州·期末)氯元素具有多种化合价,可形成、、、和等离子,在一定条件下能发生相互转化。在新型催化剂作用下,氧化HCl可获得: kJ⋅ml。对于该反应下列说法正确的是
A.该反应
B.4 ml HCl与1 ml 反应转移电子数约为
C.的使用能使氧化HCl的反应进行完全
D.反应的平衡常数为
6.(23-24高二上·江苏苏州·阶段练习)一定温度下,在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应:,下列能表明该反应已达到化学平衡状态的是
①
②SiF4的体积分数不再变化
③容器内气体压强不再变化
④混合气体的体积不再变化
⑤4 ml H-O键断裂的同时,有2 ml H-F键断裂
A.①②③B.②④⑤C.②③D.③④⑤
7.(23-24高二下·江苏徐州·期中)已知:X(s)+2Y(g)⇌3Z(g),,下列说法错误的是
A.增加 X 的用量,对反应速率没有影响
B.升高反应温度,逆反应速率增大,正反应速率减小
C.达到化学平衡状态时,Z 的浓度不再发生变化
D.0.1 ml X 和 0.2 ml Y 充分反应生成 Z 的物质的量一定小于 0.3 ml
8.(23-24高二上·江苏南京·阶段练习)对于反应,下列说法正确的是
A.该反应在任意条件下均能自发进行
B.恒容条件下,当容器内气体密度不变时反应达到平衡反应
C.其他条件一定,增加压强,反应平衡常数增大
D.的焓变
9.(23-24高二下·河南信阳·期中)T℃时,向容积为2 L的刚性密闭容器中充入1 ml CO2和一定量的H2发生反应:。平衡时p(HCHO)与起始的关系如图所示。已知初始加入2 ml H2,容器内的总压强为1.2m kPa。下列说法正确的是
A.5 min时反应到达c点,
B.a点时,混合气体平均摩尔质量为
C.b点时,
D.c点时,再加入CO2(g)和H2O(g),使二者分压均增大0.1m kPa,平衡不移动
10.(24-25高二上·吉林·阶段练习)在一密闭容器中进行反应:已知反应过程中某一时刻的浓度分别为。当反应达到平衡时,可存在的数据是
A.浓度为
B.浓度为浓度为
C.浓度为
D.浓度为浓度为
11.(24-25高二上·吉林·阶段练习)化学与生产、生活密切相关,下列说法正确的是
A.冰在室温下自动融化成水,这是熵增的过程
B.燃煤时,将块状煤碾碎的目的是减少二氧化碳的生成
C.一氧化碳燃烧时,能量的转化形式主要由热能转化为化学能
D.天气炎热时,将煮好的熟食放入冰箱,是为了防止食盐晶体的析出
12.(24-25高二上·吉林·阶段练习)某密闭容器中,在高温条件下,有利于自发进行的反应是
A.
B.
C.
D.
13.(23-24高二上·上海·期末)煤化工可以利用煤炭制取水煤气从而合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)。
已知①常压下反应的能量变化如图所示。
②
③CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-280kJ/ml
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-240kJ/ml
H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44kJ/ml
请回答下列问题:
(1)请写出表示气态甲醇燃烧热的热化学方程式 。
(2)已知气态分子分解成气态原子时所需要的能量为键能,则H—O键的键能x为 kJ/ml;
(3)甲醇气体分解为CO和H2两种气体的反应的活化能为 kJ/ml。
(4)在 (填“高温”或“低温”)情况下有利于CO和H2制备甲醇的反应自发进行。
14.(23-24高二上·江苏苏州·阶段练习)完成下列问题
(1)向某体积固定的密闭容器中加入和一定量(未知)的B三种气体,一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如图所示。
已知在反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化。请回答:
①若,则内反应速率 。
②写出该反应的化学方程式: 。
(2)已知部分化学键的键能如表:
①已知生成放出热量,则a= 。
②在恒温、恒容条件下,模拟工业合成氨反应,下列描述能作为判断t时刻合成氨反应达到化学平衡状态的依据有 (填序号)。
A.t时刻的浓度不再改变
B.t时刻及其前后容器内气体的密度不再改变
C.t时刻及其前后容器内气体的平均相对分子质量相等
D.t时刻断裂的键数目和生成的键数目相等
③不同催化剂下合成氨反应的历程如下图所示,吸附在催化剂表面的物质用“*”表示。催化剂的催化效果更好的是 (填“A”或“B”);常温常压下,不使用催化剂合成氨反应速率慢的根本原因是 。
考点01 自发过程和自发反应
考点02 化学反应进行方向的判据
考点03 可逆反应
考点04 化学平衡状态
考点05 化学平衡常数
考点06 平衡转化率
化学键
H-H
H-O
O=O
键能kJ/ml
436
x
496
化学键
键能/
946
436
a
专题05 化学平衡的移动(考点清单)(原卷版)-2024-2025学年高二化学上学期期中考点大串讲(苏教版2019选择性必修1): 这是一份专题05 化学平衡的移动(考点清单)(原卷版)-2024-2025学年高二化学上学期期中考点大串讲(苏教版2019选择性必修1),共11页。试卷主要包含了定义,化学平衡移动的方向,图示表示,催化剂对化学平衡的影响,全程速率—时间图像,解题原则,5和1等内容,欢迎下载使用。
专题01 化学反应的热效应(考点清单)(解析版)-2024-2025学年高二化学上学期期中考点大串讲(苏教版2019选择性必修1): 这是一份专题01 化学反应的热效应(考点清单)(解析版)-2024-2025学年高二化学上学期期中考点大串讲(苏教版2019选择性必修1),共15页。试卷主要包含了体系与环境,内能,反应热,焓、焓变,焓变与吸热反应和放热反应的关系,下列有关反应热说法错误的是等内容,欢迎下载使用。
专题02 化学能与电能的转化(考点清单)(原卷版)-2024-2025学年高二化学上学期期中考点大串讲(苏教版2019选择性必修1): 这是一份专题02 化学能与电能的转化(考点清单)(原卷版)-2024-2025学年高二化学上学期期中考点大串讲(苏教版2019选择性必修1),共19页。试卷主要包含了原电池的构成条件,实验探究,电极反应式的书写,设计原电池,电解时电极产物的判断等内容,欢迎下载使用。