内容正文:
平 衡 思 想
强化基础
全面系统落实主干知识
解释重难
深度学习提升关键能力
第 六 板 块
1
大主题整合(三) 化学反应的方向 化学反应的调控(1课时教学)
课标要求
1.知道化学反应是有方向的,知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。
2.认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。
[系统知识]
1.自发过程
含义 在一定条件下,不需要借助光、电等外力作用就能自动进行的过程
特点 放热过程可能自发进行
混乱度小的转变为混乱度大的过程可能自发进行
2.熵和熵变
(1)熵是度量体系 程度的物理量,符号为S。
(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:S(g)>S(l)>S(s)。
(3)熵变(ΔS)=生成物的总熵-反应物的总熵。
混乱
3.化学反应方向的判断
(1)焓变(ΔH) 0,有自发进行的倾向,但有些ΔH 0的反应也可自发进行,焓变判断反应进行的方向不全面。
(2)熵变(ΔS) 0,有自发进行的倾向,但有些ΔS 0的反应也可自发进行,熵变判断反应进行的方向不全面。
(3)自由能(ΔG)<0,ΔG=ΔH-TΔS,ΔG<0的反应可自发进行,ΔG=0,反应处于平衡状态,ΔG>0,反应不能自发进行。
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4.反应方向综合判断的模型
[基点查清]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)自发反应一定能发生,非自发反应一定不能发生 ( )
(2)Na与H2O的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行 ( )
(3)吸热反应不可以自发进行 ( )
(4)同种物质气态时熵值最大 ( )
×
√
×
√
(5)-10 ℃的水结成冰,可用熵变的判据来解释反应的自发性 ( )
(6)ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行 ( )
(7)反应NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH<0 ( )
×
×
√
2.(2022·浙江选考)AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)===An+(aq)+Bn-(aq),其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质,下列说法正确的是 ( )
A.ΔH和ΔS均大于零
B.ΔH和ΔS均小于零
C.ΔH可能大于零或小于零,ΔS大于零
D.ΔH和ΔS均可能大于零或小于零
答案:D
解析: 强电解质溶于水有的放热,如硫酸铜等;有的吸热,如碳酸氢钠等,所以在水中溶解对应的ΔH可能大于零或小于零。熵表示系统混乱程度。体系越混乱,则熵越大。AB型强电解质固体溶于水,存在熵的变化。固体转化为离子,混乱度是增加的,但离子在水中存在水合过程,这样会引发水的混乱度的变化,让水分子会更加规则,即水的混乱度下降,所以整个溶解过程的熵变ΔS,取决于固体转化为离子的熵增与水合过程的熵减两个作用的相对大小关系。若是前者占主导,则整个溶解过程熵增,即ΔS>0,反之,熵减,即ΔS<0。综上所述,D项符合题意。
3.下列说法正确的是 ( )
A.氕、氘和氚互称同素异形体
B.对于ΔH>0自发进行的化学反应,有ΔS>0
C.对于相同质量的水而言,其体积V的相对大小有:V(g)>V(l)>V(s)
D.两原子形成化学键时要有电子得失或电子偏移
答案:B
解析: 氕、氘和氚的质子数相同,中子数不同,互称同位素,故A错误;ΔH-TΔS<0时反应自发,若ΔH>0,则有ΔS>0,故B正确;由于氢键的存在,冰的密度小于液态水,则对于相同质量的水而言,其体积V的相对大小有:V(g)>V(s)>V(l),故C错误;相同原子之间通过共用电子对形成的共价键,没有电子得失或电子偏移,故D错误。
[系统知识]
1.控制反应条件的目的
促进有利的化学反应 通过控制反应条件,可以加快化学反应速率,提高反应物的转化率,从而促进有利的化学反应进行
抑制有害的化学反应 通过控制反应条件,也可以减缓化学反应速率,减少甚至消除有害物质的产生或控制副反应的发生,从而抑制有害的化学反应继续进行
2.控制反应条件的基本措施
控制化学反应速率的措施 通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化剂等途径调控反应速率
提高转化率的措施 通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度,从而提高转化率
3.合成氨反应的适宜条件
在实际生产中,既要考虑氨的产量,又要考虑生产效率和经济效益,综合速率与平衡两方面的措施,得出合成氨的适宜条件:
浓度 一般采用N2和H2的体积比1∶3,同时增大浓度,这是因为合成氨生产的原料气要循环使