第7期 化学反应的方向与调控-【数理报】新教材2023-2024学年高二化学选择性必修1同步学案（人教版2019）

书 （上接第３版） 　（４）下列能使该反应的反应速率增大，且平衡向逆反 应方向移动的是 　（填序号）． Ａ．及时分离出ＣＯ２ Ｂ．适当升高温度 Ｃ．减小容器体积使体系压强增大 Ｄ．选择高效催化剂 （５）对于该反应，温度不同（Ｔ２＞Ｔ１）、其他条件相同 时，下列图像表示正确的是 　（填序号）． １２．ＣＨ４—ＣＯ２催化重整可以得到合成气（ＣＯ和Ｈ２），有 利于减少温室效应．催化重整时还存在以下反应： 积碳反应：ＣＨ４（ｇ幑幐） Ｃ（ｓ）＋２Ｈ２（ｇ）　ΔＨ＝＋７５ｋＪ·ｍｏｌ －１ 消碳反应：ＣＯ２（ｇ）＋Ｃ（ｓ幑幐） ２ＣＯ（ｇ）　ΔＨ＝＋１７２ｋＪ·ｍｏｌ －１ 回答下列问题： （１）写出 ＣＨ４—ＣＯ２催化重整反应的热化学方程式 ．　 （２）在刚性容器中，当投料比 ｎ（ＣＨ４） ｎ（ＣＯ２） ＝１．０时，ＣＯ２的平 衡转化率（α）与温度（Ｔ）、初 始压强（ｐ）的关系如右图 所示． ①由图可知：压强 ｐ１ ２ＭＰａ（填“大于”“小 于”或“等于”）． ②起始时向容器中加入１ｍｏｌＣＨ４和１ｍｏｌＣＯ２，根 据图中点Ｂ（Ｔ４，０．５），计算该温度时反应的平衡常 数Ｋｐ＝ 　（用平衡分压代替平衡浓度计算，分 压＝总压×物质的量分数）． （３）在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速 率方程为ｖ＝ｋ·ｐ（ＣＨ４）·［ｐ（ＣＯ２）］ －０．５（ｋ为速率 常数）． ①在 ｐ（ＣＨ４）一定时，不同 ｐ（ＣＯ２）下积碳量随时间的变 化趋 势 如 右 图 所 示，则 ｐａ（ＣＯ２），ｐｂ（ＣＯ２），ｐｃ（ＣＯ２） 从大到小的顺序为 ．　 ② 　（填“增大”或“减小”）投料比ｎ（ＣＨ４）ｎ（ＣＯ２）有 助于减少积碳                                               ． ! " !"#$ # ! $ " ! % ! & ! % ! ! & ! #$ ! '() $ ! $ " % !"*$ " %$ +, -. /0 $ ! $ " 1 2 3 ! 4 %$ ! 5 &'( &') &'* &'+ &', &'- &'! $ " $ ! $ - $ , $ + $ * $./ 0 1 & " ! 234 5 5 5 6 6 6 6 7 8 4 6 7 8 . 9 9 . 9 : ; < = &'"* &'"! &'&* &'&, & , ( "! "* >"*$ .:;< 书 一、能量判据 任何体系都有取得最低能量的倾向，放热方向有利 于反应的自发进行．如下列反应都是放热反应，都能够 自发进行： ３Ｆｅ（ｓ） ＋２Ｏ２ （ｇ ） Ｆｅ３Ｏ４ （ｓ）　 ΔＨ ＝ －１１１８．４ｋＪ·ｍｏｌ－１ Ｃ（ｓ）＋Ｏ２（ｇ） ＣＯ２（ｇ）　ΔＨ＝－３９３．５０９ｋＪ·ｍｏｌ －１ ＣＨ４（ｇ）＋２Ｏ２（ｇ） ＣＯ２（ｇ）＋２Ｈ２Ｏ（ｌ）　ΔＨ＝ －８９０．３６ｋＪ·ｍｏｌ－１ 注意 ①放热方向有利于反应的自发进行，但并不 是在任何条件下都能自发进行，如铁丝的燃烧是放热反 应，能够自发进行，但常温条件下不能自发进行，需要加 热到一定温度． ②放热方向有利于反应的自发进行，但自发进行的 反 应 并 不 一 定 是 放 热 反 应．如 ＮＨ４Ｃｌ与 Ｂａ（ＯＨ）２·８Ｈ２Ｏ的反应是吸热反应，常温下将两者混 合，能够反应放出氨气． 二、熵判据 体系的混乱度增大，有利于反应自发进行． 注意 ①描述物质或体系混乱程度大小的物理量叫 做熵，符号为“Ｓ”． ②物质（或体系）的混乱度越大，熵值越大．对于同 一种物质而言，一般有Ｓ（ｇ）＞Ｓ（ｌ）＞Ｓ（ｓ）． ③物质的熔化和汽化、固体的溶解、气体的扩散以 及气体的物质的量增加的反应都是熵增过程． ④熵增（即 ΔＳ＞０），有利于反应的自发进行，但熵 增的过程不一定都能自发进行．如 ＮＨ４ＨＣＯ３的分解是 熵增的反应，能自发进行；水的分解是熵增的反应，但不 能自发进行． 三、复合判据 在一定压强条件下，化学反应的方向是焓变、熵变 和温度共同作用的结果，复合判据为ΔＨ－ＴΔＳ： 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 ①放热熵增（ΔＨ＜０、ΔＳ＞０）的反应，两者的作用相 同，都有利于反应的自发进行，总有 ΔＨ－ＴΔＳ＜０，反应 一定能自发进行．如：２ＫＣｌＯ３（ｓ） ２ＫＣｌ（ｓ）＋３Ｏ２（ｇ）　 ΔＨ＝－７８．０３ｋＪ·ｍｏｌ－１． ②吸热熵减（ΔＨ＞０、ΔＳ＜０）的反应，两者的作用相 同，都不利于反应的自发进行，总有 ΔＨ－ＴΔＳ＞０，反应 一定不能自发进行．如： ＣＯ（ｇ ） Ｃ（ｓ，石墨）＋ １２Ｏ２（ｇ）　 ΔＨ