高三化学教案：化学反应速率

B 2.5 和2.5

C 3.0 和3.0

D 3.0 和3.0

解析：本题考察化学反应速率的计算

第8秒与第4秒时反应物浓度差△C为10 ， 为4秒，所以在4~8 间的平均反应速率为2.5 ，可以排除CD两个答案;图中从0 开始到8 反应物浓度减低了4倍，根据这一幅度，可以推测从第8 到第16分也降低4倍，即由10 降低到2.5 ，因此推测第16 反应物的浓度为2.5 ，所以可以排除A而选B

答案：B

【例2】(2010全国卷1，27)

(15分)在溶液中，反应A+2B C分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为 、 及 。反应物A的浓度随时间的变化如下图所示。

请回答下列问题：

(1)与①比较，②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是：

②_______________;

③_______________;

(2)实验②平衡时B的转化率为_________;实验③平衡时C的浓度为____________;

(3)该反应的 __ _______0，判断其理由是__________________________________;

(4)该反应进行到4.0min时的平均反应速度率：

实验②： =__________________________________;

实验③： =__________________________________。

【解析】(1)②使用了(正)催化剂;理由：因为从图像可看出，两者最终的平衡浓度相同，即最终的平衡状态相同，而②比①所需要的时间短，显然反应速率加快了，故由影响反应速率和影响平衡的因素可知是加入(正)催化剂;③升高温度;理由：因为该反应是在溶液中进行的反应，所以不可能是改变压强引起速率的改变，又由于各物质起始浓度相同，故不可能是改变浓度影响反应速率，再由于③和①相比达平衡所需时间短，平衡时浓度更小，故不可能是改用催化剂，而只能是升高温度来影响反应速率的

(2)不妨令溶液为1L，则②中达平衡时A转化了0.04mol，由反应计量数可知B转化了0.08mol，所以B转化率为 ;同样在③中A转化了0.06mol，则生成C为0.06mol,体积不变，即平衡时C(c)=0.06mol/L

(3) ﹥0;理由：由③和①进行对比可知升高温度后A的平衡浓度减小，即A的转化率升高，平衡向正方向移动，而升温是向吸热的方向移动，所以正反应是吸热反应， ﹥0

(4)从图上读数，进行到4.0min时，实验②的A的浓度为：0.072mol/L,则△C(A)=0.10-0.072=0.028mol/L， ,∴ =2 =0.014mol(L•min)-1;进行到4.0mi实验③的A的浓度为：0.064mol/L：△C(A,) =0.10-0.064=0.036mol/L， ,∴ = =0.0089mol(L•min)-1

【答案】(1)②加催化剂;达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度未变

③温度升高;达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度减小

(2)40%(或0.4);0.06mol/L;(3)﹥;升高温度向正方向移动，故该反应是吸热反应

(4)0.014mol(L•min)-1;0.008mol(L•min)-1

【命题意图】考查基本理论中的化学反应速率化学平衡部分，一些具体考点是：易通过图像分析比较得出影响化学反应速率和化学平衡的具体因素(如：浓度，压强，温度，催化剂等)、反应速率的计算、平衡转化率的计算，平衡浓度的计算， 的判断;以及计算能力，分析能力，观察能力和文字表述能力等的全方位考查。

【点评】本题所涉及的化学知识非常基础，但是能力要求非常高，观察和分析不到位，就不能准确的表述和计算，要想此题得满分必须非常优秀才行!此题与2009年全国卷II理综第27题，及安微卷理 综第28题都极为相似，有异曲同工之妙，所以对考生不陌生!

第2课时 化学反应的方向及判据

1.反应焓变与反应方向

(1)多数能自发进行的化学反应是放热反应。如氢氧化亚铁的水溶液在空气中被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，其△H(298K)==-444.3kJ•mol—1

(2)部分吸热反应也能自发进行。

如NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)==CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)，其△H(298K)== +37.30kJ•mol—1。

(3)有一些吸热反应在常温下不能自发进行，在较高温度下则能自发进行。如碳酸钙的分解。

因此，反应焓变不是决定反应能否自发进行的唯一依据。

2.反应熵变与反应方向

(1)熵：描述大量粒子混乱度的物理量，符号为S，单位J•mol—1•K—1，熵值越大，体系的混乱度越大。

(2)化学反应的熵变(△S)：反应产物的总熵与反应物总熵之差。

(3)反应熵变与反应方向的关系

①多数熵增加的反应在常温常压下均可自发进行。产生气体的反应、气体物质的量增加的反应，熵变都是正值，为熵增加反应。

②有些熵增加的反应在常温下不能自发进行，但在较高温度下则可自发进行。如碳酸钙的分解。

③个别熵减少的反应，在一定条件下也可自发进行。如铝热反应的△S== —133.8 J•mol—1•K—1，在点燃的条件下即可自发进行。

4.焓变和熵变对反应方向的共同影响——“四象限法”判断化学反应的方向。

在二维平面内建立坐标系，第Ⅰ象限的符号为“+、+”，第Ⅱ象限的符号为“+、—”，第Ⅲ象限的符号为“—、—”，第Ⅳ象限的符号为“—、+”。借肋于数学坐标系四个象限的符号，联系焓变与熵变对反应方向的共同影响，可以从热力学的角度快速判断化学反应的方向。

在温度、压强一定的条件下，化学反应的方向的判据为：

△H—T△S<0　反应能自发进行

△H—T△S==0反应达到平衡状态

△H—T△S>0反应不能自发进行

反应放热和熵增加都有利于反应自发进行。该判据指出的是化学反应自发进行的趋势。

1.第Ⅰ象限符号为“+、+”(△S>0、△H>0)时化学反应的方向——高温下反应自发进行

【例1】石灰石的分解反应为：CaCO3(s)==CaO(s) +CO2(g)

其△H(298K)==178.2kJ•mol—1，△S(298K)== 169.6J•mol—1•K—1

试根据以上数据判断该反应在常温下是否自发进行?其分解温度是多少?

【解析】

∵△H—T△S=178.2kJ•mol—1—298K×10×—3×169.6kJ•mol—1•K—1

==128kJ•mol—1>0

∴298K时，反应不能自发进行。即常温下该反应不能自发进行。

由于该反应是吸热的熵增加反应，升高温度可使△H—T△S<0，假设反应焓变和熵变不随温度变化而变化，据△H—T△S<0可知，T>△H/△S ==178.2kJ•mol—1/10×—3×169.6kJ•mol—1•K—1==1051K，即温度高于778℃时反应可自发进行。

2.第Ⅱ象限符号为“+、—”(△S>0、△H<0)时化学反应的方向——所有温度下反应均能自发进行

【例2】已知双氧水、水在298K、100kPa时的标准摩尔生成焓的数据如下：

物 质 △fH /kJ•mol—1

H2O(l) —258.8

H2O2(l) —191.2

O2(g) 0

(1)试由以上数据计算双氧水发生分解反应的热效应。

(2)若双氧水发生分解反应生成液态水和氧气时，其△S==57.16J•mol—1•K—1

试判断该反应在常温下能否自发进行。若温度达到2000K时，反应能否自发进行。

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