化學(xué)反應(yīng)的方向和限度復(fù)習(xí)課件

1、化學(xué)反應(yīng)的方向和限度復(fù)習(xí)考綱定位1.掌握“熵變”、“焓變”對(duì)化學(xué)反應(yīng)方向的共同影響，會(huì)利用所給數(shù)據(jù)判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。2.理解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法。理解外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。3.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性；了解化學(xué)平衡建立的過(guò)程。4.理解化學(xué)平衡常數(shù)的含義，能夠利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。5.理解外界條件（濃度、溫度、壓強(qiáng)等）對(duì)化學(xué)平衡的影響，認(rèn)識(shí)其一般規(guī)律。研究化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢問(wèn)題化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度問(wèn)題化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)的方向焓變與熵變水總是由高處往低處流如何判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？一、化學(xué)反應(yīng)的方向判據(jù)（在溫度、壓強(qiáng)一定的情況下）若H-TS0，反

2、應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行若H-TS=0，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)若H-TS0 練習(xí)3：反應(yīng) A + 3B = 2C + 2D 在四種不同條件下的反應(yīng)速率為：(1)v(A)=0.3mol/Ls (2)v(B)=0.6mol/Ls (3)v(C)=0.4mol/Ls (4)v(D)=0.45mol/Ls則該反應(yīng)速率的快慢順序?yàn)椤?1)(4)(2)=(3) 所以比較反應(yīng)速率大小時(shí)，不僅要看反應(yīng)速率數(shù)值本身的大小，還要結(jié)合化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)的大小來(lái)說(shuō)明。練習(xí)4、某溫度時(shí)，在2L容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的變化曲線如圖所示由圖中數(shù)據(jù)分析該反應(yīng)的化學(xué)方程式：反應(yīng)開(kāi)始至2min，Z的平均反應(yīng)速率：ZXY0.20.7

3、0.9時(shí)間（min)物質(zhì)的量（mol） 3X+Y 2Z1.010.800.40.60.223Vz= 0.22 =0.05mol/(L.min)22、 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素不同化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)物性質(zhì)決定于同一化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)條件決定于內(nèi)因：外因：反應(yīng)物本身的性質(zhì)濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等能量反應(yīng)過(guò)程E1E2反應(yīng)物生成物活化分子活化能活化分子變成生成物分子放出的能量反應(yīng)熱沒(méi)加催化劑加了催化劑催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響如： 2SO2+O2 2SO3A.恒壓時(shí)充入He：由于SO2、O2、SO3的物質(zhì)的量不變，體積V變大，各成分濃度同等程度降低，相當(dāng)于“減壓”，正逆反應(yīng)速率均降低；B.恒容時(shí)充入He：由于反應(yīng)物、

4、生成物濃度不變，正逆反應(yīng)速率均不變。小結(jié)：惰性氣體的加入對(duì)速率的影響練習(xí)5： 設(shè)2NO+2CO 2CO2+N2(正反應(yīng)吸熱)反應(yīng)速率為v1；N2+3H2 2NH3(正反應(yīng)放熱)反應(yīng)速率為v2。對(duì)于前述反應(yīng)，當(dāng)溫度升高時(shí)，v1和v2變化情況為（ ） A、同時(shí)增大 B、 同時(shí)減小 C、 v1減少，v2增大 D、 v1增大，v2減小A練習(xí)6：在密閉容器里，通入x mol H2和y mol2()，改變下列條件，反應(yīng)速率將如何改變? (1)升高溫度 ；(2)加入催化劑 ；(3)充入更多的H2 ；(4)擴(kuò)大容器的體積 ；(5)容器容積不變，通入氖氣 。 練習(xí)7、反應(yīng)速度V和反應(yīng)物濃度的關(guān)系是用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定

5、的。化學(xué)反應(yīng)H2+Cl22HCl的反應(yīng)速度V可表示為V=kcm(H2)cn(Cl2)，式中k為常數(shù)，m、n值可用下表中數(shù)據(jù)確定之。 由此可推得，m、n值正確的是 A m=1、n=1 B m= 、n= C m=、n=1 D m=1、n= (mol/L)(mol/L)V(mol/Ls)1.01.01.0K2.01.02.0K2.04.04.0K練習(xí)8：下列條件的變化，是因?yàn)榻档头磻?yīng)活化能致使反應(yīng)速率加快的是（ ） A、增大濃度 B、增大壓強(qiáng) C、升高溫度 D、使用催化劑D三、化學(xué)平衡的標(biāo)志和特征化學(xué)平衡研究的對(duì)象是什么？可逆反應(yīng)如何證明SO2和O2反應(yīng)生成SO3是可逆反應(yīng)？(可逆反應(yīng)總是不能進(jìn)行到

6、底，得到的總是反應(yīng)物與生成物的混合物) 同位素示蹤原子法18O2 反應(yīng)2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) 達(dá)平衡后，再向容器中通入含氧的同位素18O的氧氣，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，18O原子位于_中。 SO2、O2和SO31、化學(xué)平衡的建立 化學(xué)平衡狀態(tài)指在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。(是可逆反應(yīng)過(guò)程中的一種特殊狀態(tài))(1)“等”：即v正(X)v逆(X)(2)“動(dòng)”：化學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡， 平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行。 v正(X)v逆(X) 02、化學(xué)平衡的特征 (同種物質(zhì)) 本質(zhì)(3)“定”：外界條件(如：濃度、溫度和壓強(qiáng))不改變時(shí)，化

7、學(xué)平衡狀態(tài)不變反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變，各組分的含量一定。(4) “變”：當(dāng)外界條件發(fā)生改變時(shí)，化學(xué)平衡可能被破壞，一定時(shí)間后，在新條件下可重新建立新的平衡 4、化學(xué)平衡的標(biāo)志的討論 1、“等”速標(biāo)志：v正(X)v逆(X) 0(同種物質(zhì)) 1)、比較同一種物質(zhì)的消耗和生成速率。 反應(yīng)過(guò)程中始終滿足：物質(zhì)的量之比系數(shù)對(duì)應(yīng)比不一定處于化學(xué)平衡狀態(tài)*注意：若v(N2)v(H2)v(NH3)132呢？2)、比較化學(xué)鍵的斷裂與生成的量的關(guān)系 練習(xí)1：可逆反應(yīng)N23H2 2NH3的正、逆反應(yīng)速率可用各反應(yīng)物或生成物濃度的變化來(lái)表示。下列各關(guān)系中能說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是A. 3v正（N2）v正（

8、H2） B. v正（N2）v逆（NH3）C. 2v正（H2）3v逆（NH3） D. v正（N2）3v逆（H2）C練習(xí)2：下列說(shuō)法可以證明反應(yīng)N2+3H2 2NH3 已達(dá)平衡狀態(tài)的是 ( )A1個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)HH鍵形成B1個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)HH鍵斷裂C1個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)NH鍵斷裂D1個(gè)NN鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)NH鍵形成 AC2、百分含量一“定”標(biāo)志：物質(zhì)的量(n)物質(zhì)的量濃度(C)質(zhì)量(m)體積(V)百分含量(w或V%)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率()體系中各組分的一定 (注：此時(shí)轉(zhuǎn)化率()最大。) 練習(xí)3.在體積不變的恒溫密閉容器中放入反應(yīng)物A發(fā)生反應(yīng)：A(g) 2B(g)；H0

9、直到達(dá)平衡，下圖橫坐標(biāo)t表示時(shí)間，對(duì)于這一反應(yīng)，縱坐標(biāo)不能表示的意義是 ( ) A、容器內(nèi)的壓強(qiáng) B、A物質(zhì)表示的正反應(yīng)速率C、容器內(nèi)氣體的密度 D、A物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度AC返回例4.在一定溫度下的定容密閉容器中，當(dāng)下列物理量不再變化時(shí)，表明反應(yīng)：A(固)2B(氣) C(氣)D(氣)已達(dá)平衡的是 A、混合氣體的壓強(qiáng) ( )B、混合氣體的密度C、B的物質(zhì)的量濃度 D、混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量BCE返回若A為氣體？ACD小結(jié)：可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志：正、逆反應(yīng)速率相等 各組分濃度保持不變。相關(guān)物理量恒定不變(壓強(qiáng)、密度、體系顏色、混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量等) ？!注意（1）對(duì)于反應(yīng)前后

10、的氣體物質(zhì)的分子總數(shù)不相等的可逆反應(yīng)（如2SO2+O2 2SO3）來(lái)說(shuō)，可利用混合氣體的總壓、總體積、總物質(zhì)的量是否隨著時(shí)間的改變而改變來(lái)判斷是否達(dá)到平衡。（2）對(duì)于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的分子數(shù)相等的可逆反應(yīng)：（如H2+I2(g) 2HI），不能用此標(biāo)志判斷平衡是否到達(dá)，因?yàn)樵诖朔磻?yīng)過(guò)程中，氣體的總壓、總體積、總物質(zhì)的量都不隨時(shí)間的改變而改變。溫度和體積一定時(shí)，某一生成物濃度不再變化溫度和體積一定時(shí)，容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化，條件一定，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化溫度和體積一定時(shí)，混合氣體的顏色不再變化溫度和壓強(qiáng)一定時(shí)，混合氣體的密度不再變化。(2)在上述的說(shuō)法中能說(shuō)明2NO2 N2O4達(dá)到平衡狀

11、態(tài)的是_?！纠?】(1)下列方法中可以證明2HI H2I2(g)已達(dá)平衡狀態(tài)的是_。 四、衡量可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的物理量1、轉(zhuǎn)化率2、平衡常數(shù) = 已轉(zhuǎn)化的n(B)總的n(B)100%寫(xiě)出一定溫度下反應(yīng)N2 + 3H2 = 2NH3 的平衡常數(shù)表達(dá)式練習(xí)：試寫(xiě)出下列反應(yīng)的濃度平衡常數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式： 2SO2(g)+O2(g) 2SO3 (g) C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)催化劑注意：反應(yīng)中的固體或純?nèi)軇┎涣腥肫胶獬?shù)的表達(dá)式中！(2)平衡常數(shù)K值的大小，可推斷反應(yīng)進(jìn)行的程度。 K值越大，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；K值越小，表示反應(yīng)進(jìn)行的程度越小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率

12、越小。(1)平衡常數(shù)K與溫度有關(guān)，與濃度無(wú)關(guān)，由K隨溫度的變化可推斷正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱。 若正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度,K 增大;若正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,K 減小;(3)反應(yīng)的平衡常數(shù)與反應(yīng)可能進(jìn)行的程度。一般來(lái)說(shuō)，反應(yīng)的平衡常數(shù)KC105，認(rèn)為正反應(yīng)進(jìn)行得較完全；KC 10-5則認(rèn)為這個(gè)反應(yīng)的正反應(yīng)很難進(jìn)行(逆反應(yīng)較完全）。(4) K的表達(dá)式和數(shù)值與方程式的具體寫(xiě)法有關(guān)。例如：不同溫度時(shí)，反應(yīng):H2(g)+I2(g) 2HI(g),的平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下：溫度623K698K763K平衡常數(shù)66 .954.445.9 通過(guò)改變溫度，平衡常數(shù)大小的變化趨勢(shì)可以判斷上述可逆反應(yīng)的

13、正方向是放熱反應(yīng). 對(duì)于可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后各物質(zhì)的濃度變化關(guān)系，在計(jì)算中注意：（2）生成物：平衡濃度=初始濃度+轉(zhuǎn)化濃度 生成物D: D = c0(D) +c(D)（3）各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于它們?cè)诨瘜W(xué)方程式中相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。c(A):c(D)=a:d（1）反應(yīng)物：平衡濃度=初始濃度-轉(zhuǎn)化濃度； 反應(yīng)物A: A=c0(A) - c(A)3、與平衡常數(shù)有關(guān)的計(jì)算 練習(xí)：對(duì)于反應(yīng)2SO3(g) 2SO2(g)+ O2(g),若在一定溫度下，將2mol的SO3(g)放入一體積為2L的密閉容器中，當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)得O2(g)的物質(zhì)的量為0.6mol,試求此反應(yīng)的平衡常數(shù)。0.6754、平衡

14、轉(zhuǎn)化率 用平衡常數(shù)來(lái)表示反應(yīng)的限度有時(shí)不夠直觀，常用平衡轉(zhuǎn)化率來(lái)表示反應(yīng)限度。對(duì)于可逆反應(yīng): mA(g)+nB (g) pC(g)+qD(g)反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率（該條件最大轉(zhuǎn)化率）可表示：(1)已知初始濃度和平衡濃度求平衡常數(shù)和平衡轉(zhuǎn)化率 例1：對(duì)于反應(yīng)2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g) ,若在一定溫度下，將0.1mol的SO2(g)和0.06mol O2(g)注入一體積為2L的密閉容器中，當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，測(cè)得容器中有0.088mol的SO3(g)試求在該溫度下的平衡常數(shù)？求SO2(g)和O2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率。注：溫度一定時(shí)，對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，平衡常數(shù)雖然一定，但不同的反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率可能不同。不能脫離具體的反應(yīng)物談平衡轉(zhuǎn)化率。思考：當(dāng)將題中的SO2(g) 和O2(g) 的物質(zhì)的量分別為0.12mol和0.06mol時(shí)SO2(g)和O2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率練習(xí)3:在2L的容器中充入 1mol CO和 1mol H2O(g),發(fā)生反應(yīng)：CO(g)+