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文檔簡介
化學反應的方向
1.自發(fā)過程:在一定溫度和壓強下,不需借助光、電等外部力量就能自動進行的過程.2.自發(fā)反應:在一定溫度和壓強下,無需外界幫助就能自動進行的反應.(1)鐵器暴露在潮濕的空氣中會生銹(2)可燃物的燃燒(3)酸堿中和反應一、自發(fā)過程、自發(fā)反應化學反應的方向1.自發(fā)過程:在一定溫度和壓強下,不需借助1反應放熱有利于反應的自發(fā)進行.二、化學反應方向的判據
說明:反應焓變是與反應能否自發(fā)進行有關的一個因素,但不是唯一因素
1.化學反應方向和反應焓變2.化學反應方向和反應熵變熵:(1)概念:描述體系混亂度的物理量
單位:J.mol-1.k-1符號:S化學反應的方向反應放熱有利于反應的自發(fā)進行.二、化學反應方向的判據說明:2(2)影響熵的因素:①同一條件下,不同物質熵不同②同一物質,聚集狀態(tài)不同熵不同S(g)>S(l)>S(s)(3)反應的熵變:△S=S(反應產物)-S(反應物)(4)熵增加過程:固體溶解、物質的汽化、墨水的擴散、氣體的擴散熵增加的反應:產生氣體的反應,氣體的物質的量增加的反應△S>0說明:熵變是與反應能否自發(fā)進行有關的又一因素,但也不是唯一因素。(5)熵增加有利于反應的自發(fā)進行.化學反應的方向(2)影響熵的因素:(3)反應的熵變:△S=S(反應產物3化學反應的方向3.反應方向判據:△H-T△S<0反應能自發(fā)進行△H-T△S=0反應達到平衡狀態(tài)△H-T△S>0反應不能自發(fā)進行即:在溫度、壓強一定的條件下,自發(fā)反應總是向
△H-T△S<0的方向進行,直至達到平衡狀態(tài)。判據的應用:△H<0△S>0所有溫度下反應都自發(fā)進行△H>0△S<0所有溫度下反應都不自發(fā)進行△H>0△S>0高溫下自發(fā)進行△H<0△S<0低溫下自發(fā)進行化學反應的方向3.反應方向判據:△H-T△S<04應用△H-T△S時應注意:①只能應用于溫度,壓強一定的條件下的反應,不能用于其它條件下的反應。②指出的是在溫度壓強一定條件下,反應自動發(fā)生的趨勢即反應的可能性,不能說明在該條件下可能自發(fā)進行的反應能否實際發(fā)生。因為反應能否實際發(fā)生還與反應速率有關?;瘜W反應的方向應用△H-T△S時應注意:化學反應的方向5請判斷下列說法正確的是A.凡是放熱反應都是自發(fā)的,吸熱反應都是非自發(fā)的B.自發(fā)反應一定是熵增大,非自發(fā)反應一定是熵減少或不變C.自發(fā)反應在恰當條件下才能實現D.自發(fā)反應在任何條件下都能實現化學反應的方向請判斷下列說法正確的是化學反應的方向6化學反應的限度一、可逆反應:“”1.定義:在同一條件下,能同時向正、反兩個相反方向進行的反應。2.特點:(1)可逆反應不能進行到底,任一反應物轉化率均小于100%,得到的總是反應物與生成物的混合物.(2)正、逆反應同時進行。(3)既可以從正向開始,也可以從逆向開始,也可從兩邊開始?;瘜W反應的限度一、可逆反應:“”17在一密閉容器中進行如下反應:2SO2(氣)+O2(氣)2SO3(氣),已知反應過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L,當反應達平衡時,可能存在的數據是A.SO2為0.4mol/L、O2為0.2mol/L B.SO2為0.25mol/LC.SO2、SO3均為0.15mol/L D.SO3為0.4mol/L化學反應的限度B在一密閉容器中進行如下反應:化學反應的限度B8化學反應的限度指在一定條件下的可逆反應里,正反應和逆反應的速率相等,反應物和生成物的濃度保持不變的狀態(tài)。二、化學平衡狀態(tài)1.概念:逆、動、等、定、變2.特征:平衡狀態(tài)的判斷:
1.絕對標志:①V正=V逆②各組分濃度等不隨時間延長而改變
2.間接標志:(相關物理量恒定不變)
①壓強②密度③體系顏色④混合氣體的平均分子量化學反應的限度指在一定條件下的可逆反應里,正反應和逆反應的速9化學反應的限度1.定義:在一定溫度下,當一個可逆反應達到平衡狀態(tài)時,生成物平衡濃度的系數次方之積與反應物平衡濃度的系數次方之積的比值是一個常數,這個常數稱為化學平衡常數,簡稱平衡常數。用K表示。三、平衡常數K2.平衡常數的數學表達式;dcbaBADCK][][][][=對于反應:aA+bBcC+dD化學反應的限度1.定義:在一定溫度下,當一個可逆反應達到10化學反應的限度(3)平衡常數表達式與化學方程式的書寫方式有關.(K的表示與可逆反應的系數有關)(1)反應中的固體或純液體不列入平衡常數的表達式中.書寫平衡常數表達式應注意的問題(4)對于給定的化學反應,正逆反應的平衡常數互為倒數(5)平衡常數的單位與化學方程式的書寫方式相對應.(2)在稀溶液中進行的反應,若反應有水參加或生成,水不寫入平衡常數的表達式中.化學反應的限度(3)平衡常數表達式與化學方程式的書寫方式有關11化學反應的限度平衡常數K只與溫度有關,而與反應的初始濃度以及可逆反應建立平衡的途徑、是否使用催化劑無關3.影響平衡常數K的因素:注:K隨溫度的變化若正反應是吸熱反應,升高溫度,K增大;若正反應是放熱反應,升高溫度,K減少化學反應的限度平衡常數K只與溫度有關,而與反12化學反應的限度(1)借助平衡常數K值的大小,可推斷反應進行的程度(反應的限度)。K值越大,表示反應進行的程度越大,反應物的平衡轉化率越大;K值越小,表示反應進行的程度越小,反應物的平衡轉化率越小。注:反應的平衡常數與反應可能進行的程度。一般來說,反應的平衡常數K≥105,認為正反應進行得較完全;K≤10-5則認為這個反應的正反應很難進行(逆反應較完全);K=1,正逆反應相當.。4.平衡常數K的意義和應用化學反應的限度(1)借助平衡常數K值的大小,可推斷反應進行13化學反應的限度
對于可逆反應:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(2)借助K判斷在某溫度下,某時刻反應是否達平衡.若未達平衡,反應進行的方向。Q>k,未達平衡,反應逆向進行。Q=k,反應達平衡。Q<k,未達平衡,反應正向進行。)()()()(BcAcDcCcQnmqp=濃度商Q:化學反應的限度對于可逆反應:mA(g)+nB(g)14高爐煉鐵中發(fā)生的反應有:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)△H<0(1)該反應的平衡常數表達式K=____________;(2)已知1100℃時,K=0.263.溫度升高,化學平衡移動后達到新的平衡,平衡常數K________(增大,減少或不變).(3)1100℃時,測得高爐中c(CO2)=0.025mol/L,c(CO)=0.1mol/L,在這種情況下,該反應是否處于平衡狀態(tài)________(填是或否),此時反應速率是v正________v逆(填>、<、=).化學反應的限度高爐煉鐵中發(fā)生的反應有:化學反應的限度15(4)平衡常數的計算(平衡計算)(3)判斷反應的熱效應。化學反應的限度(4)平衡常數的計算(平衡計算)(3)判斷反應的熱效應。16化學反應的限度四.反應條件化學平衡的影響1.化學平衡的移動(1)概念:如果一個可逆反應達到平衡狀態(tài)以后,反應條件(如C、T、P等)改變,平衡混合物里各組成物質的百分含量隨著改變而達到新的平衡狀態(tài)。這種由舊平衡狀態(tài)向新的平衡狀態(tài)變化的過程叫化學平衡的移動?;瘜W反應的限度四.反應條件化學平衡的影響1.化學平衡17化學反應的限度(2)平衡移動的原因和方向:①由于條件的改變,使得正、逆反應速率不再相等,平衡向著條件改變后速率較大的一方移動。②由于條件的改變,使得Q不再等于K,外界條件改變V(正)>V(逆),正反應占優(yōu),平衡正向移動。V(正)<V(逆),逆反應占優(yōu),平衡逆向移動。V(正)、V(逆)改變倍數相等,平衡不移動。Q=k,平衡未破壞,平衡不移動。Q<k,平衡正向移動。Q>k,平衡逆向移動若條件改變后化學反應的限度(2)平衡移動的原因和方向:①由于條件的改變18化學反應的限度(3)平衡移動原理(勒夏特列原理)如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強或溫度等),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。①適用范圍:所有的動態(tài)平衡封閉體系(電離平衡,水解平衡,溶解平衡等),只改變其中一個條件(如C、T、P等)時,平衡移動原理才適用。②優(yōu)缺點:該原理可用來判斷平衡移動的方向,但不能判斷建立新平衡所需要的時間,以及在平衡建立過程中各物質間的數量關系等。③減弱不是消除?;瘜W反應的限度(3)平衡移動原理(勒夏特列原理)如果改變影響19化學反應的限度2.四大因素對化學平衡的影響㈠濃度對化學平衡的影響(1)結論:其它條件不變的情況下,增大反應物的濃度或減小生成物的濃度,平衡向正反應方向移動;減小反應物的濃度或增大生成物的濃度,平衡向逆反應方向移動;化學反應的限度2.四大因素對化學平衡的影響㈠濃度對化學平20(2)濃度引起平衡移動的相關圖象①增大反應物濃度0Vtt1V(正)V(逆)V(正)V(逆)②減小生成物濃度0Vtt1V(正)V(逆)V(正)V(逆)③增大生成物濃度V(逆)0Vtt1V(正)V(逆)V(正)④減小反應物濃度V(逆)V(正)0Vtt1V(正)V(逆)化學反應的限度(2)濃度引起平衡移動的相關圖象①增大反應物濃度0Vtt121溫度一定時,增大反應物濃度或減少生成物的濃度,則Q<K,平衡正向移動。減少反應物濃度或增大生成物的濃度,則Q>K,平衡逆向移動。原因:濃度變化導致正、逆反應速率變化不一致。濃度變化導致Q變化,Q不等于K化學反應的限度溫度一定時,增大反應物濃度或減少生成物的濃度,則Q<K,平衡22【應用】①化工生產中,常通過增大某一廉價、易得反應物的濃度來提高另一貴重的反應物的轉化率。②生產過程中常將產物及時從體系中移走,使化學平衡不斷向右移動。例如在硫酸工業(yè)里,常用過量的空氣使二氧化硫充分氧化,以生成更多的三氧化硫。例如合成氨工業(yè)里,及時從平衡體系中移走氨,從而使平衡不斷向右移動?;瘜W反應的限度【應用】①化工生產中,常通過增大某一廉價、易得反應物的濃度來23化學反應的限度㈡壓強對化學平衡的影響(1)結論:(2)說明:(1)平衡混合物中只涉及固體或液體的反應,改變壓強,平衡不會移動。(反應中有氣體參加。)(2)對于反應前后氣體總體積不變(△Vg=0)的可逆反應,只改變壓強,平衡不移動。在其他條件不變情況下,增大壓強,平衡向氣體分子數減少的方向移動;減少壓強,平衡向氣體分子數增大的方向移動。化學反應的限度㈡壓強對化學平衡的影響(1)結論:(2)24化學反應的限度(3)壓強引起平衡移動的相關圖象①當m+n>p+q時:Vt0V(正)V(逆)V(正)V(逆)Vt0V(正)V(逆)V(逆)V(正)①增大壓強②減小壓強反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)改變壓強,v縮變化程度大化學反應的限度(3)壓強引起平衡移動的相關圖象①當m+25化學反應的限度②當m+n<p+q時:Vt0V(正)V(逆)V(逆)V(正)③增大壓強④減小壓強Vt0V(正)V(逆)V(正)V(逆)反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)說明:壓強對化學平衡的影響實質上是濃度對平衡的影響。化學反應的限度②當m+n<p+q時:Vt026化學反應的限度(4)惰性氣體對化學平衡的影響①恒溫、恒壓時,充入惰性氣體體積增大→濃度減小→相當于增大容積減小壓強②恒溫、恒容時,充入惰性氣體體積不變→濃度不變→反應速率不變,平衡不移動對于反應前后氣體分子數不變的可逆反應,充入惰性氣體,不論什么情況,平衡都不會移動化學反應的限度(4)惰性氣體對化學平衡的影響①恒溫、恒壓27化學反應的限度㈢溫度對化學平衡的影響(1)結論:在其他條件不變時,溫度升高,會使化學平衡向吸熱反應的方向移動,溫度降低會使化學平衡向放熱的方向移動。當△H<0時:Vt0V(正)V(逆)V(逆)V(正)(2)溫度引起平衡移動的相關圖象①升高溫度②降低溫度Vt0V(正)V(逆)V(逆)V(正)對于反應:mA+nBpC+qD△H=?化學反應的限度㈢溫度對化學平衡的影響(1)結論:在28化學反應的限度當△H>0時:Vt0V(正)V(逆)V(正)V(逆)③升高溫度④降低溫度Vt0V(正)V(逆)V(正)V(逆)改變溫度,v吸變化更大說明:溫度對化學平衡的影響是通過改變平衡常數K來實現的?;瘜W反應的限度當△H>0時:Vt0V(正)V(逆)V29化學反應的限度加正催化劑V正=V逆V正=V逆加負催化劑㈣催化劑對化學平衡的影響催化劑能同等程度地改變正、逆反應速率,因此對平衡無影響。催化劑的使用對K和Q無影響,Q與K仍相等,平衡沒有被破壞,因此對平衡無影響?;瘜W反應的限度加正催化劑V正=V逆V正=V逆加負催化劑㈣催30化學反應的限度1.在已處于化學平衡狀態(tài)的體系中,如果下列量發(fā)生變化,其中一定能表明平衡移動的是 A.反應混合物的濃度B.反應物的轉化率C.正、逆反應速率D.反應混合物的壓強B化學反應的限度1.在已處于化學平衡狀態(tài)的體系中,如果下列量發(fā)31化學反應的限度2.在密閉容器中進行下列反應CO2(g)+C(s)2CO(g)△H>0達到平衡后,改變下列條件,則指定物質的濃度及平衡如何變化:(1)增加C,平衡
,c(CO)
;(2)減小密閉容器體積,保持溫度不變,則平衡
移動,c(CO2)
;(3)通入N2,保持密閉容器體積和溫度不變,則平衡
,c(CO2)
;(4)保持密閉容器體積不變,升高溫度,則平衡
移動,c(CO)
。化學反應的限度2.在密閉容器中進行下列反應32化學反應的限度3.在一定溫度下,將一定量的混合氣體充入密閉容器中,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),達到平衡時測得B的濃度為0.6mol/L;在恒溫下將密閉容器的體積擴大一倍,重新達到平衡時,測得B的濃度為0.4mol/L,下列正確的是A.m+n<p+qB.平衡左移C.A的轉化率增大D.D的體積分數增大B化學反應的限度3.在一定溫度下,將一定量的混合氣體充入密閉334.某溫度下,反應H2(g)+I2(g)2HI(g)(正反應為放熱反應),在帶有活塞的密閉容器中達到平衡,下列說法中正確的是A.體積不變,升高溫度,正反應速率減小B.溫度、壓強均不變,充入HI氣體,開始時逆反應速率增大,正反應速率也增大C.溫度不變,壓縮氣體的體積,平衡不移動,顏色加深D.體積、溫度不變,充入氮氣后,正反應速率增大化學反應的限度C4.某溫度下,反應H2(g)+I2(g)345.恒溫條件下,把NO2裝入帶活塞的密閉容器中,當反應2NO2N2O4達到平衡后,慢慢壓縮,下列敘述正確的是A.體積減半,則壓強為原來的兩倍B.平衡向右移動,混合氣體的顏色一定會變淺C.體積減半,壓強增大,但小于原來的2倍D.平衡向右移動,混合氣體密度增大化學反應的方向和限度CD5.恒溫條件下,把NO2裝入帶活塞的密閉容器中,當反應2NO356.在體積可變的密閉容器中,反應mA(g)+nB(s)pC(g)達到平衡后,壓縮容器的體積,發(fā)現A的轉化率隨之降低。下列說法中,正確的是 A.(m+n)必定小于p B.(m+n)必定大于pC.m必定小于p D.n必定小于p化學反應的限度C6.在體積可變的密閉容器中,反應化學反應的限度C36化學平衡計算1.(08年寧夏理綜·12)將固體NH4I置于密閉容器中,在一定溫度下發(fā)生下列反應:①NH4I(s)NH3(g)+HI(g);②2HI(g)H2(g)+I2(g)達到平衡時,c(H2)=0.5mol·L-1,c(HI)=4mol·L-1,則此溫度下反應①的平衡常數為()A.9 B.16 C.20 D.25D化學平衡計算1.(08年寧夏理綜·12)將固體NH4I置于密37化學平衡狀態(tài)與平衡建立的途徑無關,只與條件有關;只要條件一定,建立的平衡狀態(tài)就相同.即不論平衡是從正反應開始,還是從逆反應開始,還是從中間狀態(tài)開始,不論是一次投料,還是分多次投料,只要條件一定(恒溫恒壓或恒溫恒容),起始時投料量相當,建立的平衡狀態(tài)就相同.等效平衡化學平衡狀態(tài)與平衡建立的途徑無關,只與條件有關38等效平衡2molSO21molO2開始2molSO3開始SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)2SO2+O2
2SO3
1molSO3恒溫恒壓或恒溫恒容1molSO20.5molO2開始1molSO20.5molO21molSO3開始①②③④先后等效平衡2molSO21molO2開始2molSO339等效平衡等效平衡:同一可逆反應在相同的反應條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,只要起始時加入物質的物質的量不同,而達到化學平衡時,任何相同的組分的百分含量均對應相同,這樣的化學平衡互稱為等效平衡。等效平衡等效平衡:同一可逆反應在相同的反應條件(恒溫40等效平衡等效平衡狀態(tài)的分類與判斷:等效平衡狀態(tài)一般包括恒溫恒容下的等效平衡和恒溫恒壓下的等效平衡兩種情況:1.恒溫恒容下的等效平衡(1)恒溫恒容下,對于反應前后氣體分子數改變的可逆反應,如通過可逆反應的化學計量數比換算成同一半邊的物質的物質的量與原平衡相同(投料相當)
,則達平衡后與原平衡等效.注:不僅是等效平衡,而且是同一平衡狀態(tài)(平衡時各種量分別完全相同)等效平衡等效平衡狀態(tài)的分類與判斷:注:不僅是等效平衡,而且是41等效平衡(2)恒溫恒容下,對于反應前后氣體分子數不變的可逆反應,如通過可逆反應的化學計量數比換算成同一半邊的物質的物質的量比與原平衡相同(投料等比),兩平衡等效。注:不一定是同一平衡狀態(tài),只有投料相當時,才是同一平衡狀態(tài).如不是同一平衡狀態(tài),平衡量之比等于起始量之比.等效平衡(2)恒溫恒容下,對于反應前后氣體分子數不變的可逆反421molH21molI2平衡11molH21molI2平衡11molH21molI2平衡11molH21molI2平衡12molH22molI2平衡2將容器容積由2V壓縮為VTVTVT2VTV增大壓強時,平衡不移動平衡1和平衡2等效可逆反應H2+I2=2HI在溫度為T、容積為V的密閉容器中從下列兩種途徑達平衡(1)1molH2和1molI2(2)2molH2和2molI2等效平衡1molH21molI21molH21molI43
恒溫恒壓下,不論是反應前后氣體分子數不變還是改變的反應,如通過可逆反應的化學計量數比換算成同一半邊的物質的物質的量之比與原平衡相同(投料等比
),則達平衡后與原平衡等效.2.恒溫恒壓下的等效平衡注:不一定是同一平衡狀態(tài),平衡時,同種物質的濃度,百分含量相同,但同種物質的物質的量之比等于起始量之比.等效平衡恒溫恒壓下,不論是反應前后氣體分子數不變還是44等效平衡1molH21molN2平衡11molH21molN2平衡11molH21molN2平衡11molH21molN2平衡12molH22molN2平衡2TPTPTPTP平衡1和平衡2等效可逆反應3H2+N22NH3在溫度為T壓強為P的密閉容器中從下列兩種途徑達平衡(1)1molN2和1molH2(2)2molN2和2molH2等效平衡1molH21molN21molH21mol45等效平衡1.在一個固定體積的密閉容器中,加入2molA和2molB,發(fā)生如下反應:2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g),達到平衡時,C的濃度為Wmol/L,若維持容器體積和溫度不變,按下列配比作為起始物質達到平衡后,C的濃度仍為Wmol/L的是()A.2molA+2molB+3molC+1molD B.3molC+1molD+1molBC.3molC+1molD D.1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molDAC等效平衡1.在一個固定體積的密閉容器中,加入2molA和246等效平衡2.在一固定容積的密閉容器中,保持一定溫度,在一定條件下進行以下反應:A(g)+2B(g)3C(g).已知加入1molA和3molB且達到平衡后,生成了amolC.1)達到平衡時,C在混合氣體中的百分含量___2)相同條件下,若加入2molA和6molB,達到平衡后,C的物質的量為___,此時C在混合氣體中的百分含量___3)相同條件下,加入2molA和8molB,若要求達到平衡后C在混合氣體中的百分含量不變,則還應加入C___mol
a/42aa/46等效平衡2.在一固定容積的密閉容器中,保持一定溫度,在一定條473.恒溫恒壓下,在一個可變容積的容器中發(fā)生如下反應:A(g)+B(g)C(g)(1)若開始時放入1molA和1molB,達到平衡后,生成amolC,這時A的物質的量為
mol。(2)若開始時放入3molA和3molB,到達平衡后,生成C的物質的量為
mol(3)若開始時放入xmolA、2molB和1molC,到達平衡后,C的物質的量是3amol,x=
mol.(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次到達平衡后,C的物質的量是
mol.1-a3a26a等效平衡3.恒溫恒壓下,在一個可變容積的容器中發(fā)生如下反應:A(484.體積相同的甲、乙兩個容器中,分別都充有等物質的量的SO2和O2,在相同溫度下發(fā)生反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)并達到平衡,反應過程中,甲容器保持體積不變,乙容器保持壓強不變,若甲容器中SO2的轉化率為P%,則乙容器中SO2的轉化率為()A.等于P%B.大于P%C.小于P%D.無法判斷等效平衡C4.體積相同的甲、乙兩個容器中,分別都充有等物質的量的S495.在恒溫恒容的密閉容器中,充有1mol的SO2和1molO2,發(fā)生反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)并達到平衡,此時SO2的轉化率為a.若再向此容器中充入1mol的SO2和1molO2,達新平衡后,SO2轉化率為b,則a
b若第一次平衡時,SO2的濃度為0.6mol/L,則第二次平衡時SO2的濃度為1.2mol/L嗎?等效平衡5.在恒溫恒容的密閉容器中,充有1mol的SO2和1mol50精品課件!精品課件!51精品課件!精品課件!52等效平衡7.在一定溫度下,向容積固定不變的密閉容器中充入amolNO2,發(fā)生如下反應:2NO2(g)N2O4(g)△H<0。達平衡后再向容器中充入amolNO2,再次達到平衡后,與原平衡比較,下列敘述不正確的是()A.相對平均分子質量增大B.NO2的轉化率提高C.NO2的質量分數增大D.反應放出的總熱量大于原來的2倍等效平衡7.在一定溫度下,向容積固定不變的密閉容器中充入a53化學反應的方向
1.自發(fā)過程:在一定溫度和壓強下,不需借助光、電等外部力量就能自動進行的過程.2.自發(fā)反應:在一定溫度和壓強下,無需外界幫助就能自動進行的反應.(1)鐵器暴露在潮濕的空氣中會生銹(2)可燃物的燃燒(3)酸堿中和反應一、自發(fā)過程、自發(fā)反應化學反應的方向1.自發(fā)過程:在一定溫度和壓強下,不需借助54反應放熱有利于反應的自發(fā)進行.二、化學反應方向的判據
說明:反應焓變是與反應能否自發(fā)進行有關的一個因素,但不是唯一因素
1.化學反應方向和反應焓變2.化學反應方向和反應熵變熵:(1)概念:描述體系混亂度的物理量
單位:J.mol-1.k-1符號:S化學反應的方向反應放熱有利于反應的自發(fā)進行.二、化學反應方向的判據說明:55(2)影響熵的因素:①同一條件下,不同物質熵不同②同一物質,聚集狀態(tài)不同熵不同S(g)>S(l)>S(s)(3)反應的熵變:△S=S(反應產物)-S(反應物)(4)熵增加過程:固體溶解、物質的汽化、墨水的擴散、氣體的擴散熵增加的反應:產生氣體的反應,氣體的物質的量增加的反應△S>0說明:熵變是與反應能否自發(fā)進行有關的又一因素,但也不是唯一因素。(5)熵增加有利于反應的自發(fā)進行.化學反應的方向(2)影響熵的因素:(3)反應的熵變:△S=S(反應產物56化學反應的方向3.反應方向判據:△H-T△S<0反應能自發(fā)進行△H-T△S=0反應達到平衡狀態(tài)△H-T△S>0反應不能自發(fā)進行即:在溫度、壓強一定的條件下,自發(fā)反應總是向
△H-T△S<0的方向進行,直至達到平衡狀態(tài)。判據的應用:△H<0△S>0所有溫度下反應都自發(fā)進行△H>0△S<0所有溫度下反應都不自發(fā)進行△H>0△S>0高溫下自發(fā)進行△H<0△S<0低溫下自發(fā)進行化學反應的方向3.反應方向判據:△H-T△S<057應用△H-T△S時應注意:①只能應用于溫度,壓強一定的條件下的反應,不能用于其它條件下的反應。②指出的是在溫度壓強一定條件下,反應自動發(fā)生的趨勢即反應的可能性,不能說明在該條件下可能自發(fā)進行的反應能否實際發(fā)生。因為反應能否實際發(fā)生還與反應速率有關?;瘜W反應的方向應用△H-T△S時應注意:化學反應的方向58請判斷下列說法正確的是A.凡是放熱反應都是自發(fā)的,吸熱反應都是非自發(fā)的B.自發(fā)反應一定是熵增大,非自發(fā)反應一定是熵減少或不變C.自發(fā)反應在恰當條件下才能實現D.自發(fā)反應在任何條件下都能實現化學反應的方向請判斷下列說法正確的是化學反應的方向59化學反應的限度一、可逆反應:“”1.定義:在同一條件下,能同時向正、反兩個相反方向進行的反應。2.特點:(1)可逆反應不能進行到底,任一反應物轉化率均小于100%,得到的總是反應物與生成物的混合物.(2)正、逆反應同時進行。(3)既可以從正向開始,也可以從逆向開始,也可從兩邊開始?;瘜W反應的限度一、可逆反應:“”160在一密閉容器中進行如下反應:2SO2(氣)+O2(氣)2SO3(氣),已知反應過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L,當反應達平衡時,可能存在的數據是A.SO2為0.4mol/L、O2為0.2mol/L B.SO2為0.25mol/LC.SO2、SO3均為0.15mol/L D.SO3為0.4mol/L化學反應的限度B在一密閉容器中進行如下反應:化學反應的限度B61化學反應的限度指在一定條件下的可逆反應里,正反應和逆反應的速率相等,反應物和生成物的濃度保持不變的狀態(tài)。二、化學平衡狀態(tài)1.概念:逆、動、等、定、變2.特征:平衡狀態(tài)的判斷:
1.絕對標志:①V正=V逆②各組分濃度等不隨時間延長而改變
2.間接標志:(相關物理量恒定不變)
①壓強②密度③體系顏色④混合氣體的平均分子量化學反應的限度指在一定條件下的可逆反應里,正反應和逆反應的速62化學反應的限度1.定義:在一定溫度下,當一個可逆反應達到平衡狀態(tài)時,生成物平衡濃度的系數次方之積與反應物平衡濃度的系數次方之積的比值是一個常數,這個常數稱為化學平衡常數,簡稱平衡常數。用K表示。三、平衡常數K2.平衡常數的數學表達式;dcbaBADCK][][][][=對于反應:aA+bBcC+dD化學反應的限度1.定義:在一定溫度下,當一個可逆反應達到63化學反應的限度(3)平衡常數表達式與化學方程式的書寫方式有關.(K的表示與可逆反應的系數有關)(1)反應中的固體或純液體不列入平衡常數的表達式中.書寫平衡常數表達式應注意的問題(4)對于給定的化學反應,正逆反應的平衡常數互為倒數(5)平衡常數的單位與化學方程式的書寫方式相對應.(2)在稀溶液中進行的反應,若反應有水參加或生成,水不寫入平衡常數的表達式中.化學反應的限度(3)平衡常數表達式與化學方程式的書寫方式有關64化學反應的限度平衡常數K只與溫度有關,而與反應的初始濃度以及可逆反應建立平衡的途徑、是否使用催化劑無關3.影響平衡常數K的因素:注:K隨溫度的變化若正反應是吸熱反應,升高溫度,K增大;若正反應是放熱反應,升高溫度,K減少化學反應的限度平衡常數K只與溫度有關,而與反65化學反應的限度(1)借助平衡常數K值的大小,可推斷反應進行的程度(反應的限度)。K值越大,表示反應進行的程度越大,反應物的平衡轉化率越大;K值越小,表示反應進行的程度越小,反應物的平衡轉化率越小。注:反應的平衡常數與反應可能進行的程度。一般來說,反應的平衡常數K≥105,認為正反應進行得較完全;K≤10-5則認為這個反應的正反應很難進行(逆反應較完全);K=1,正逆反應相當.。4.平衡常數K的意義和應用化學反應的限度(1)借助平衡常數K值的大小,可推斷反應進行66化學反應的限度
對于可逆反應:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(2)借助K判斷在某溫度下,某時刻反應是否達平衡.若未達平衡,反應進行的方向。Q>k,未達平衡,反應逆向進行。Q=k,反應達平衡。Q<k,未達平衡,反應正向進行。)()()()(BcAcDcCcQnmqp=濃度商Q:化學反應的限度對于可逆反應:mA(g)+nB(g)67高爐煉鐵中發(fā)生的反應有:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)△H<0(1)該反應的平衡常數表達式K=____________;(2)已知1100℃時,K=0.263.溫度升高,化學平衡移動后達到新的平衡,平衡常數K________(增大,減少或不變).(3)1100℃時,測得高爐中c(CO2)=0.025mol/L,c(CO)=0.1mol/L,在這種情況下,該反應是否處于平衡狀態(tài)________(填是或否),此時反應速率是v正________v逆(填>、<、=).化學反應的限度高爐煉鐵中發(fā)生的反應有:化學反應的限度68(4)平衡常數的計算(平衡計算)(3)判斷反應的熱效應?;瘜W反應的限度(4)平衡常數的計算(平衡計算)(3)判斷反應的熱效應。69化學反應的限度四.反應條件化學平衡的影響1.化學平衡的移動(1)概念:如果一個可逆反應達到平衡狀態(tài)以后,反應條件(如C、T、P等)改變,平衡混合物里各組成物質的百分含量隨著改變而達到新的平衡狀態(tài)。這種由舊平衡狀態(tài)向新的平衡狀態(tài)變化的過程叫化學平衡的移動。化學反應的限度四.反應條件化學平衡的影響1.化學平衡70化學反應的限度(2)平衡移動的原因和方向:①由于條件的改變,使得正、逆反應速率不再相等,平衡向著條件改變后速率較大的一方移動。②由于條件的改變,使得Q不再等于K,外界條件改變V(正)>V(逆),正反應占優(yōu),平衡正向移動。V(正)<V(逆),逆反應占優(yōu),平衡逆向移動。V(正)、V(逆)改變倍數相等,平衡不移動。Q=k,平衡未破壞,平衡不移動。Q<k,平衡正向移動。Q>k,平衡逆向移動若條件改變后化學反應的限度(2)平衡移動的原因和方向:①由于條件的改變71化學反應的限度(3)平衡移動原理(勒夏特列原理)如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強或溫度等),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。①適用范圍:所有的動態(tài)平衡封閉體系(電離平衡,水解平衡,溶解平衡等),只改變其中一個條件(如C、T、P等)時,平衡移動原理才適用。②優(yōu)缺點:該原理可用來判斷平衡移動的方向,但不能判斷建立新平衡所需要的時間,以及在平衡建立過程中各物質間的數量關系等。③減弱不是消除?;瘜W反應的限度(3)平衡移動原理(勒夏特列原理)如果改變影響72化學反應的限度2.四大因素對化學平衡的影響㈠濃度對化學平衡的影響(1)結論:其它條件不變的情況下,增大反應物的濃度或減小生成物的濃度,平衡向正反應方向移動;減小反應物的濃度或增大生成物的濃度,平衡向逆反應方向移動;化學反應的限度2.四大因素對化學平衡的影響㈠濃度對化學平73(2)濃度引起平衡移動的相關圖象①增大反應物濃度0Vtt1V(正)V(逆)V(正)V(逆)②減小生成物濃度0Vtt1V(正)V(逆)V(正)V(逆)③增大生成物濃度V(逆)0Vtt1V(正)V(逆)V(正)④減小反應物濃度V(逆)V(正)0Vtt1V(正)V(逆)化學反應的限度(2)濃度引起平衡移動的相關圖象①增大反應物濃度0Vtt174溫度一定時,增大反應物濃度或減少生成物的濃度,則Q<K,平衡正向移動。減少反應物濃度或增大生成物的濃度,則Q>K,平衡逆向移動。原因:濃度變化導致正、逆反應速率變化不一致。濃度變化導致Q變化,Q不等于K化學反應的限度溫度一定時,增大反應物濃度或減少生成物的濃度,則Q<K,平衡75【應用】①化工生產中,常通過增大某一廉價、易得反應物的濃度來提高另一貴重的反應物的轉化率。②生產過程中常將產物及時從體系中移走,使化學平衡不斷向右移動。例如在硫酸工業(yè)里,常用過量的空氣使二氧化硫充分氧化,以生成更多的三氧化硫。例如合成氨工業(yè)里,及時從平衡體系中移走氨,從而使平衡不斷向右移動?;瘜W反應的限度【應用】①化工生產中,常通過增大某一廉價、易得反應物的濃度來76化學反應的限度㈡壓強對化學平衡的影響(1)結論:(2)說明:(1)平衡混合物中只涉及固體或液體的反應,改變壓強,平衡不會移動。(反應中有氣體參加。)(2)對于反應前后氣體總體積不變(△Vg=0)的可逆反應,只改變壓強,平衡不移動。在其他條件不變情況下,增大壓強,平衡向氣體分子數減少的方向移動;減少壓強,平衡向氣體分子數增大的方向移動?;瘜W反應的限度㈡壓強對化學平衡的影響(1)結論:(2)77化學反應的限度(3)壓強引起平衡移動的相關圖象①當m+n>p+q時:Vt0V(正)V(逆)V(正)V(逆)Vt0V(正)V(逆)V(逆)V(正)①增大壓強②減小壓強反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)改變壓強,v縮變化程度大化學反應的限度(3)壓強引起平衡移動的相關圖象①當m+78化學反應的限度②當m+n<p+q時:Vt0V(正)V(逆)V(逆)V(正)③增大壓強④減小壓強Vt0V(正)V(逆)V(正)V(逆)反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)說明:壓強對化學平衡的影響實質上是濃度對平衡的影響。化學反應的限度②當m+n<p+q時:Vt079化學反應的限度(4)惰性氣體對化學平衡的影響①恒溫、恒壓時,充入惰性氣體體積增大→濃度減小→相當于增大容積減小壓強②恒溫、恒容時,充入惰性氣體體積不變→濃度不變→反應速率不變,平衡不移動對于反應前后氣體分子數不變的可逆反應,充入惰性氣體,不論什么情況,平衡都不會移動化學反應的限度(4)惰性氣體對化學平衡的影響①恒溫、恒壓80化學反應的限度㈢溫度對化學平衡的影響(1)結論:在其他條件不變時,溫度升高,會使化學平衡向吸熱反應的方向移動,溫度降低會使化學平衡向放熱的方向移動。當△H<0時:Vt0V(正)V(逆)V(逆)V(正)(2)溫度引起平衡移動的相關圖象①升高溫度②降低溫度Vt0V(正)V(逆)V(逆)V(正)對于反應:mA+nBpC+qD△H=?化學反應的限度㈢溫度對化學平衡的影響(1)結論:在81化學反應的限度當△H>0時:Vt0V(正)V(逆)V(正)V(逆)③升高溫度④降低溫度Vt0V(正)V(逆)V(正)V(逆)改變溫度,v吸變化更大說明:溫度對化學平衡的影響是通過改變平衡常數K來實現的。化學反應的限度當△H>0時:Vt0V(正)V(逆)V82化學反應的限度加正催化劑V正=V逆V正=V逆加負催化劑㈣催化劑對化學平衡的影響催化劑能同等程度地改變正、逆反應速率,因此對平衡無影響。催化劑的使用對K和Q無影響,Q與K仍相等,平衡沒有被破壞,因此對平衡無影響。化學反應的限度加正催化劑V正=V逆V正=V逆加負催化劑㈣催83化學反應的限度1.在已處于化學平衡狀態(tài)的體系中,如果下列量發(fā)生變化,其中一定能表明平衡移動的是 A.反應混合物的濃度B.反應物的轉化率C.正、逆反應速率D.反應混合物的壓強B化學反應的限度1.在已處于化學平衡狀態(tài)的體系中,如果下列量發(fā)84化學反應的限度2.在密閉容器中進行下列反應CO2(g)+C(s)2CO(g)△H>0達到平衡后,改變下列條件,則指定物質的濃度及平衡如何變化:(1)增加C,平衡
,c(CO)
;(2)減小密閉容器體積,保持溫度不變,則平衡
移動,c(CO2)
;(3)通入N2,保持密閉容器體積和溫度不變,則平衡
,c(CO2)
;(4)保持密閉容器體積不變,升高溫度,則平衡
移動,c(CO)
?;瘜W反應的限度2.在密閉容器中進行下列反應85化學反應的限度3.在一定溫度下,將一定量的混合氣體充入密閉容器中,mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),達到平衡時測得B的濃度為0.6mol/L;在恒溫下將密閉容器的體積擴大一倍,重新達到平衡時,測得B的濃度為0.4mol/L,下列正確的是A.m+n<p+qB.平衡左移C.A的轉化率增大D.D的體積分數增大B化學反應的限度3.在一定溫度下,將一定量的混合氣體充入密閉864.某溫度下,反應H2(g)+I2(g)2HI(g)(正反應為放熱反應),在帶有活塞的密閉容器中達到平衡,下列說法中正確的是A.體積不變,升高溫度,正反應速率減小B.溫度、壓強均不變,充入HI氣體,開始時逆反應速率增大,正反應速率也增大C.溫度不變,壓縮氣體的體積,平衡不移動,顏色加深D.體積、溫度不變,充入氮氣后,正反應速率增大化學反應的限度C4.某溫度下,反應H2(g)+I2(g)875.恒溫條件下,把NO2裝入帶活塞的密閉容器中,當反應2NO2N2O4達到平衡后,慢慢壓縮,下列敘述正確的是A.體積減半,則壓強為原來的兩倍B.平衡向右移動,混合氣體的顏色一定會變淺C.體積減半,壓強增大,但小于原來的2倍D.平衡向右移動,混合氣體密度增大化學反應的方向和限度CD5.恒溫條件下,把NO2裝入帶活塞的密閉容器中,當反應2NO886.在體積可變的密閉容器中,反應mA(g)+nB(s)pC(g)達到平衡后,壓縮容器的體積,發(fā)現A的轉化率隨之降低。下列說法中,正確的是 A.(m+n)必定小于p B.(m+n)必定大于pC.m必定小于p D.n必定小于p化學反應的限度C6.在體積可變的密閉容器中,反應化學反應的限度C89化學平衡計算1.(08年寧夏理綜·12)將固體NH4I置于密閉容器中,在一定溫度下發(fā)生下列反應:①NH4I(s)NH3(g)+HI(g);②2HI(g)H2(g)+I2(g)達到平衡時,c(H2)=0.5mol·L-1,c(HI)=4mol·L-1,則此溫度下反應①的平衡常數為()A.9 B.16 C.20 D.25D化學平衡計算1.(08年寧夏理綜·12)將固體NH4I置于密90化學平衡狀態(tài)與平衡建立的途徑無關,只與條件有關;只要條件一定,建立的平衡狀態(tài)就相同.即不論平衡是從正反應開始,還是從逆反應開始,還是從中間狀態(tài)開始,不論是一次投料,還是分多次投料,只要條件一定(恒溫恒壓或恒溫恒容),起始時投料量相當,建立的平衡狀態(tài)就相同.等效平衡化學平衡狀態(tài)與平衡建立的途徑無關,只與條件有關91等效平衡2molSO21molO2開始2molSO3開始SO2a%O2b%SO3c%平衡狀態(tài)2SO2+O2
2SO3
1molSO3恒溫恒壓或恒溫恒容1molSO20.5molO2開始1molSO20.5molO21molSO3開始①②③④先后等效平衡2molSO21molO2開始2molSO392等效平衡等效平衡:同一可逆反應在相同的反應條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,只要起始時加入物質的物質的量不同,而達到化學平衡時,任何相同的組分的百分含量均對應相同,這樣的化學平衡互稱為等效平衡。等效平衡等效平衡:同一可逆反應在相同的反應條件(恒溫93等效平衡等效平衡狀態(tài)的分類與判斷:等效平衡狀態(tài)一般包括恒溫恒容下的等效平衡和恒溫恒壓下的等效平衡兩種情況:1.恒溫恒容下的等效平衡(1)恒溫恒容下,對于反應前后氣體分子數改變的可逆反應,如通過可逆反應的化學計量數比換算成同一半邊的物質的物質的量與原平衡相同(投料相當)
,則達平衡后與原平衡等效.注:不僅是等效平衡,而且是同一平衡狀態(tài)(平衡時各種量分別完全相同)等效平衡等效平衡狀態(tài)的分類與判斷:注:不僅是等效平衡,而且是94等效平衡(2)恒溫恒容下,對于反應前后氣體分子數不變的可逆反應,如通過可逆反應的化學計量數比換算成同一半邊的物質的物質的量比與原平衡相同(投料等比),兩平衡等效。注:不一定是同一平衡狀態(tài),只有投料相當時,才是同一平衡狀態(tài).如不是同一平衡狀態(tài),平衡量之比等于起始量之比.等效平衡(2)恒溫恒容下,對于反應前后氣體分子數不變的可逆反951molH21molI2平衡11molH21molI2平衡11molH21molI2平衡11molH21molI2平衡12molH22molI2平衡2將容器容積由2V壓縮為VTVTVT2VTV增大壓強時,平衡不移動平衡1和平衡2等效可逆反應H2+I2=2HI在溫度為T、容積為V的密閉容器中從下列兩種途徑達平衡(1)1molH2和1molI2(2)2molH2和2molI2等效平衡1molH2
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