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化学反应方向再认识魏丽娜
【问题】怎样将木箱从山脚移至山顶?
化学反应方向再认识
——从问题中来到问题中去
高三小专题复习
嵊州中学 魏丽娜
【2014年浙江高考26题 】
例1.在密闭条件下,气体甲(CO2)与固体1(CaO、FeO)中的某种成分可能发生氧化还原反应,写出一个化学反应方程式____________ ,并设计实验方案验证该反应的产物_______ 。
2FeO+CO2=Fe2O3+CO
将生成的气体通过灼热的CuO和澄清石灰水,若黑色固体变红色,石灰水变浑浊,证明有CO产生;另取固体产物分别加入稀硫酸、KSCN溶液,若变成血红色,证明有Fe2O3。
《化学反应原理》p46
根据过渡态理论,过渡态物种既可正向生成生成物、又可逆向生成反应物,对一个具体的反应,过渡态向某一个方向转化的程度不同。
考点1 可逆反应的广泛性
【教材定义】可逆反应 下能 进行的化学反应。
相同反应条件
同时向正、逆反应方向
【知识拓展】一般地,
k 的反应称为“完全反应”,方程式用“=”连接;
k 的反应认为“不能反应”;
可逆反应(10-6≤ k≤106)进行不完全,方程式 用“ ”连接。
很大(>106)
很小(<10-6)
【教材实验】
【思路】检验I2和Fe3+;
即检验产物和不足量的反应物。
【新问题1】
Ag++SCN-= AgSCN↓
已知AgNO3和KSCN能生成难容物白色沉淀AgSCN,如何证明该反应可逆?
方案1: 过量 少量 再验证SCN-
方案2: 少量 过量 再验证Ag+
【新理解】可逆反应有 反应,一般任何反应都可视为可逆反应,仅是正向、逆向反应的程度不同,可逆反应在一定条件下能建立化学平衡,表现 共存。
考点1 可逆反应的广泛性
氧化还原反应、非氧化还原
反应物、生成物
例2.【浙江2016年10月选考卷30题,节选】氯及其化合物在生活和生产中应用广泛。
(1)已知:900 Κ时,
反应自发。
①该反应是放热还是吸热,判断并说明理由
。
4HCl (g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g),
放热反应,因为该反应的⊿S0,且反应自发,所以反应的⊿H0
考点2 反应方向的调控
反应恒自发
反应恒不自发
高温自发
低温自发
1791年英国化学家格雷戈尔发现金红石矿(TiO2),100多年后化学家改进反应原理才增加钛产量,使其在航海和航空业得到广泛应用。
潜水器
航天器
记忆合金
最白的涂料
Ti
TiO2
《化学1》p50
TiCl4
Na
?
【新问题2】
科学家尝试用多种方法将金红石还原,发现下列反应是冶炼钛的关键步骤:
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) ⊿H=+149kJmol-1 ⊿S=+61J/(Kmol)
-245kJ/mol
- 73kJ/mol
反应温度高达2170℃,耗能大无法生产,如何使反应正向进行?且兼顾原料低廉、能耗降低?
① TiO2(s)+2Cl2(g) + C(s)=TiCl4(g)+CO2(g) ⊿H= - 245kJ/mol,⊿S=+64J/(Kmol)
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) ⊿H=+149kJ/mol, ⊿S=+61J/(Kmol)
② TiO2(s)+2Cl2(g) + 2C(s)=TiCl4(g)+2CO (g) ⊿H= - 73kJ/mol,⊿S=+249J/(Kmol)
【小结】新反应利用碳燃烧放热使焓减、增加逸出气体的量使熵增,调控了反应方向!
化学家将金红石、氯气、碳反应,产物是TiCl4、CO、CO2 (发生① ② ), 降低反应温度(700℃左右),使反应正向进行。
工业生产中的那些“碳”:
Al2O3+3Cl2+2C=2AlCl3+CO+CO2
Al2O3+N2+3C=2AlN+3CO
3SiO2+2N2+6C=Si3N4+6CO
考点2 可调控的反应方向
【新理解】焦炭是工业生产的常用添加物,起到“减焓加熵”的作用,调控原本很难进行反应的方向。
例3. 【浙
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