高二 必修二第六章 化学反应与能量

转化率为0.5 0.7
mmooll··LL－ －11×100%≈71.4%；CO
在
4
min
内的变化量为
0.5
mol·L－1，则
4
min
内的平均反应速率为 v(CO)＝0.54mmoli·nL－1＝0.125 mol·L－1·min－1。
(3)下列条件的改变能减慢其反应速率的是_①__③___(填序号，下同)。 ①降低温度 ②减少铁粉的质量 ③保持压强不变，充入He使容器的体积增大 ④保持容积不变，充入He使体系压强增大
四、化学反应速率和反应限度的图像分析
化学反应速率与化学反应限度问题常以图像题的形式出现，在相关图像的平 面直角坐标系中，可能出现的物理量有物质的量、浓度、压强、时间等。这 类问题要按照“一看、二想、三判断”这三个步骤来分析解答。 (1)“一看”——看图像 ①看面：理解各坐标轴所代表量的意义及曲线所示的是哪些量之间的关系。 ②看线：分清正反应和逆反应，分清突变和渐变、小变和大变；理解曲线 “平”与“陡”即斜率大小的意义；理解曲线的变化趋势并归纳出规律。若 图中有拐点，可按照先拐先平的规律，即较早出现拐点的曲线所表示的反应 先达到平衡，对应的温度高、压强大。
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本课结束
例1 在1×105Pa和298 K时，将1 mol气态AB分子分离成气态A原子和B原子所 需要的能量称为键能(kJ·mol－1)。下面是一些共价键的键能(已知N2分子中有 一个N≡N键，氨分子中有三个等价的N—H键)：
共价键
wenku.baidu.com
H—H
N≡N
N—H
键能/kJ·mol－1
436
945
391
(1) 根 据 上 表 中 的 数 据 判 断 工 业 合 成 氨 的 反 应 N2(g) ＋ 3H2(g) _放__热__(填“吸热”或“放热”)反应。
(4)下列描述能说明上述反应已达平衡状态的是_②__④___。 ①v(CO2)＝v(CO) ②单位时间内生成n mol CO2的同时生成n mol CO ③容器中气体压强不随时间变化而变化 ④容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化
解析 当v正(CO2)＝v逆(CO)时，说明化学反应达到平衡状态，而v(CO2)＝ v(CO)不代表正、逆反应速率的关系，不能由此确定化学反应是否达到平衡， 故①错误； 单位时间内生成n mol CO2的同时生成n mol CO说明化学反应的正、逆反应速 率相等，故②正确； 由反应Fe(s)＋CO2(g) FeO(s)＋CO(g)知，该反应是反应前后气体体积相等 的反应，压强始终不变，故③错误； 因为气体的平均相对分子质量与气体的质量和气体的物质的量有关，该反应 气体的物质的量不变，质量变化，当容器中气体的平均相对分子质量不随时 间而变化时，说明化学反应达到平衡状态，故④正确。
2NH3(g) 是
解析 化学反应的实质就是反应物中化学键断裂、生成物中化学键形成的过 程，断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量。N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) 的反应中断裂化学键共吸收的能量为945 kJ＋3×436 kJ＝2 253 kJ，形成化学 键共放出的能量为2×3×391 kJ＝2 346 kJ，所以该反应为放热反应。
解析 因为t1时化学反应没有达到平衡，反应仍然向正反应方向进行，所以正 反应速率大于逆反应速率，即v正＞v逆。
(2)4 min内，CO2的转化率为_7_1_.4_%__；CO的平均反应速率v(CO)＝_0_._1_2_5_m__o_l·__ _L_－_1_·_m_i_n_－_1_。
解析 根据图像分析 4 min 内 CO2 的变化量为 0.7 mol·L－1－0.2 mol·L－1＝0.5 mol·L－1，
第六章 化学反应与能量
一、化学反应与能量
1.化学能与热能
2.化学能转化为电能的装置——原电池
二、化学反应速率和限度(化学平衡)
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重点突破
一、化学键与化学反应中的能量变化
化学反应中能量变化的计算： (1)用E(反应物)表示反应物的总能量，E(生成物)表示生成物的总能量，ΔQ表 示能量变化，则：ΔQ＝E(生成物)－E(反应物)。 (2)用Q(吸)表示反应物分子断裂时吸收的总能量，Q(放)表示生成物分子成键时 放出的总能量，ΔQ＝Q(吸)－Q(放)。
③看点：理解曲线上点的意义，特别是某些特殊点，如坐标轴的交点、几条 曲线的交叉点、极值点、转折点等。分清反应物和生成物，浓度减小的是反 应物，浓度增大的是生成物。 ④看辅助线：做横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等)。 ⑤看量的变化：弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化还是转化率的变化。 (2)“二想”——想规律 如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系、各物质的化学反应速率之 比与化学计量数之比的关系、外界条件的改变对化学反应的影响以及对正、 逆反应速率的影响规律等。 (3)“三判断”——利用有关规律，结合图像，通过对比分析，做出正确判断。
(2)在298 K时，取1 mol氮气和3 mol氢气放入一密闭容器中，在催化剂存在 下进行反应。理论上(假设完全反应生成2 mol NH3)放出或吸收的热量为Q1， 则Q1的数值为_9_3__ kJ。
解析 理论上放出的热量为2 346 kJ－2 253 kJ＝93 kJ。
(3)实际生产中，放出或吸收的热量为Q2，Q1与Q2比较，正确的是___A___(填 字母)。
三、化学反应速率的计算与比较
(1)根据已知数据，找出某一时间段内指定物质的浓度的改变值，然后根据 Δc和Δt的比值计算得出反应速率。 (2)已知具体反应方程式和某一物质的反应速率，根据“化学计量数之比等于 对应物质的化学反应速率之比，也等于变化量之比”求解其他物质的反应速 率。 (3)用不同物质表示的反应速率来判断反应进行的快慢时，不能认为其反应 速率数值大，反应速率就快，一定要先转化为同一物质的反应速率再进行 比较。 (4)在进行化学反应速率的计算与比较时要注意时间单位的转化。
反应类型
氧化反应
还原反应
反应现象
溶解的极
增重或有气泡放出的极
电极反应式 还原剂－ne－===氧化产物
氧化剂＋ne－===还原产物
解析 根据题意，Mg|海水|AgCl电池总反应式为Mg＋2AgCl===MgCl2＋ 2Ag。A项，负极反应式为Mg－2e－===Mg2＋，正确； B项，正极反应式为2AgCl＋2e－===2Cl－＋2Ag，错误； C项，对原电池来说，阴离子由正极移向负极，正确； D项，由于镁是活泼金属，则负极会发生副反应Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋ H2↑，正确。
解析 由于该反应为可逆反应，反应达平衡时1 mol N2和3 mol H2不能完全 反应生成2 mol NH3，因而放出的热量小于93 kJ。
二、原电池的工作原理
负极
正极
电极材料
活泼性较强的金属 活泼性较弱的金属或能导电的非金属
电子流向
电子流出极
电子流入极
离子移 动方向
阴离子移向的极
阳离子移向的极
A.Q1>Q2
B.Q1<Q2
C.Q1＝Q2
你作出此选择的原因是_该__反__应__为__可__逆__反__应__，__在__密__闭__容__器__中__反__应__达__到__平__衡__时__，_
_1_m__o_l _N_2_和_3__m_o_l_H_2_不__能__完__全__反__应__生__成_2__m_o_l_N__H_3，__因__而__放__出__的__热__量__小__于__9_3_k_J_。
例3 (2019·哈尔滨高一期中)一定条件下铁可以和CO2发生反应：Fe(s)＋ CO2(g) FeO(s)＋CO(g)。一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入 一定量的CO2气体，反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图 所示。
(1)t1时，正、逆反应速率的大小关系为v正_＞___v逆(填“＞”“＜”或“＝”)。
解析 降低温度，化学反应速率降低，故①正确； 因为铁粉是固体，减少铁粉的质量不影响化学反应速率，故②错误； 保持压强不变，充入He使容器的体积增大，相当于减小反应物和生成物的浓 度，化学反应速率减慢，故③正确； 保持体积不变，充入He使体系压强增大，但不影响反应物和生成物的浓度， 所以化学反应速率不变，故④错误。