化學(xué)反應(yīng)的方向和限度課件

第一講化學(xué)反應(yīng)的方向和限度成武二中李亞楠第一講化學(xué)反應(yīng)的方向和限度成武二中李亞楠1一、化學(xué)反應(yīng)的方向1、放熱反應(yīng)過程使體系的能量降低，具有自發(fā)進(jìn)行的傾向①吸熱反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行②在常溫下不能自發(fā)進(jìn)行吸熱反應(yīng)，在高溫下也一定不能自發(fā)進(jìn)行NH4HCO3(固)+CH3COOHCaCO3的分解焓變不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素××一、化學(xué)反應(yīng)的方向1、放熱反應(yīng)過程使體系的能量降低，具有自22、體系有自發(fā)地向混亂度增加（熵增）的方向進(jìn)行的傾向反應(yīng)的熵變△S=生成物的總熵-反應(yīng)物的總熵同一物質(zhì)的熵：S(g)>S(l)>S(s)①在常溫、常壓下，熵增的反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行CaCO3的分解②少數(shù)熵減的反應(yīng)在一定條件下也可以自發(fā)進(jìn)行NH3+HCl√×熵變也不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素2、體系有自發(fā)地向混亂度增加（熵增）的方向進(jìn)行的傾向反應(yīng)的熵3?H?H

0?S

0反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行

?H

0?S

0低溫下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行?H

0?S

0高溫下反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行?H

0?S

0反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行?S碳酸鈣分解CO分解氫氧化亞鐵氧化鈉與水反應(yīng)?H?H0?H0?H0?H043、化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)在一定條件下，一個化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，既與焓變有關(guān)又與熵變有關(guān)。在恒溫、恒壓條件下，由△H-T△S的大小來確定。△H－

T·△S﹤0△H－

T·△S﹥0△H－

T·△S﹦0反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)3、化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)在一定條件下，一個化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行5二、化學(xué)反應(yīng)的限度1、可逆反應(yīng)（1)概念

在相同條件下同時向正逆兩個方向進(jìn)行的反應(yīng)

（2）特征在一定條件下反應(yīng)物不能全部轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物，只能進(jìn)行到一定程度2.化學(xué)平衡狀態(tài)

（1）概念一定條件下的可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率

，反應(yīng)物和生成物的濃度不在隨時間的延長而發(fā)生

的狀態(tài)。

相等變化二、化學(xué)反應(yīng)的限度1、可逆反應(yīng)（1)概念在相同條件下同時向6（2）、化學(xué)平衡狀態(tài)的特征②動：動態(tài)平衡（正逆反應(yīng)仍在進(jìn)行）③等：正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率≠0④定：反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變，各組分的百分含量一定。⑤變：條件變化，化學(xué)平衡狀態(tài)將被破壞,直到在新的條件下建立新的平衡。①逆：研究對象可逆反應(yīng)。（2）、化學(xué)平衡狀態(tài)的特征②動：動態(tài)平衡（正逆反應(yīng)仍在進(jìn)行）7例舉反應(yīng)

mA(g)+nB（g)pC(g)+qD(g)

是否平衡狀態(tài)

混合物體系中各成分的量

①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定

是

②各物質(zhì)的質(zhì)量或各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定

是

③各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定

是

④總體積、總壓強(qiáng)、總物質(zhì)的量、總濃度一定

不一定

正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率的關(guān)系

①在單位時間內(nèi)消耗了mmolA，同時生成mmolA，即v正=v逆

是

②在單位時間內(nèi)消耗了nmolB，同時消耗了pmolC，則v正=v逆

是

③vA∶vB∶vC∶vD=m∶n∶p∶q,v正不一定等于v逆

不一定

④在單位時間內(nèi)生成nmolB，同時消耗qmolD，均指v逆，v正不一定等于v逆

不一定

化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷特征例舉反應(yīng)mA(g)+nB（g)pC(8壓強(qiáng)

①若m+n≠p+q，總壓強(qiáng)一定（其他條件不變）

是②若m+n=p+q，總壓強(qiáng)一定（其他條件不變）

不一定混合氣體相對平均分子質(zhì)量（M）

①M(fèi)一定，m+n≠p+q

是②M一定，m+n=p+q

不一定溫度

任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化，當(dāng)體系溫度一定（其他條件不變）

是體系的密度（ρ)

密度一定不一定

壓強(qiáng)①若m+n≠p+q，總壓強(qiáng)一定（其他條件不變）是②若9化學(xué)平衡中的常見圖像濃度－時間圖速率－時間圖某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率(或百分含量)-時間-溫度(或壓強(qiáng))圖某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率(或百分含量)-溫度-壓強(qiáng)圖(3)、化學(xué)學(xué)平衡中的圖像題化學(xué)平衡中的常見圖像(3)、化學(xué)學(xué)平衡中的圖像題10⒈五看圖像⑴一看面：即明確橫縱坐標(biāo)的意義（有幾個變量）；⑵二看線：了解線的走向和變化趨勢；⑶三看點(diǎn)：即起點(diǎn)、交點(diǎn)、終點(diǎn)、拐點(diǎn)與極值點(diǎn)‘等；⑷四看輔助線：如等溫線、等壓線、平衡線等；⑸五看量的變化：如濃度、溫度、壓強(qiáng)的變化等。⒉分析判斷⑴根據(jù)到達(dá)平衡的時間長短，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率理論判斷溫度的高低或壓強(qiáng)的大??；⑵根據(jù)圖像中量的變化判斷平衡移動的方向，結(jié)合平衡移動原理，分析可逆反應(yīng)的特點(diǎn)（是氣體分子數(shù)增大還是減小的反應(yīng)；或是吸熱還是放熱反應(yīng));⑶定一議二：若圖像中有三個量，要先固定一個自變量，再討論另外兩個量之間的關(guān)系；思維要全面，要注意變換定量與變量，最后下綜合結(jié)論。圖像題是化學(xué)平衡中的常見題型，這類題目是考查自變量（如時間、溫度、壓強(qiáng)等）與因變量（如物質(zhì)的量、濃度、百分含量、轉(zhuǎn)化率）之間的定量或定性關(guān)系。⒈五看圖像⒉分析判斷圖像題是化學(xué)平衡中的常見111、濃度-時間圖：可用于：1)寫出化學(xué)反應(yīng)方程式：2)求反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率：A+2B3CA的轉(zhuǎn)化率=33.3%B的轉(zhuǎn)化率=66.7%例：練：5A3B+2CA的轉(zhuǎn)化率=62.5%tcCAB0ABCtc0.40.30.20.101、濃度-時間圖：可用于：A+2B12濃度-時間圖的關(guān)鍵：①寫出反應(yīng)方程式A、何為反應(yīng)物、生成物B、反應(yīng)物、生成物計量數(shù)關(guān)系C、是否為可逆反應(yīng)②計算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率③計算某物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率濃度-時間圖的關(guān)鍵：13A(g)+2B(g)2C(g)?引起平衡移動的因素是

，平衡將向

方向移動。2、速度-時間圖：可用于：1)表示反應(yīng)速率的變化和化學(xué)平衡的移動。2)(已知反應(yīng))判斷引起平衡移動的因素。增大反應(yīng)物濃度正?引起平衡移動的因素是

，平衡將向

方向移動。減小生成物濃度正tvv正v逆t1t20tvv正v逆t1t20A(g)+2B(g)2C(g)2、速度-時間14已知對某一平衡改變溫度時有如下圖變化，則溫度的變化是

(升高或降低)，平衡向

反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)是

熱反應(yīng)。升高正吸t1t2tvv正v逆0已知對某一平衡改變溫度時有如下圖變化，則溫度的變化是15?對于mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，改變壓強(qiáng)時有如下圖變化，則壓強(qiáng)變化是

(增大或減小)，平衡向

反應(yīng)方向移動，m+n

(>、<、=)p+q。增大逆<v逆t1t2tvv正0?對于mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(16?對于反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)+D(g)(正反應(yīng)放熱)有如下圖所示的變化，請分析引起平衡移動的因素可能是什么？并說明理由。

由于v正、v逆均有不同程度的增大，引起平衡移動的因素可能是

a.升高溫度

b.增大壓強(qiáng)。根據(jù)反應(yīng)方程式，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，與圖示相符；增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動，與圖示不相符。故此題中引起平衡移動的因素是升高溫度。v逆t1t2tvv正0?對于反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)+D(17?對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)有如下圖所示的變化，請分析t1時的改變因素可能是什么？并說明理由。

?由于v正、v逆相同程度的增大，t1時的改變因素可能是

a.加入(正)催化劑

b.當(dāng)m+n=p+q時增大壓強(qiáng)。平衡沒有移動。v逆t1

tvv正0?對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+q18速率-時間圖的關(guān)鍵：①看出反應(yīng)速率的變化②判斷化學(xué)平衡的移動方向③判斷影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的因素速率-時間圖的關(guān)鍵：193、某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率(或百分含量)-時間-溫度(或壓強(qiáng))圖：?對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)T1>T2;tA的轉(zhuǎn)化率T1T20P1<P2;tB的轉(zhuǎn)化率P1P20正反應(yīng)吸熱m+n<p+q3、某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率(或百分含量)-時間-溫度(或壓強(qiáng))圖：?20?對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)P1>P2C%tP1P20m+n=p+q?對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+q21?對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)P1<P2;T1>T2;tB%T2P2T1P2T1P10m+n<p+q正反應(yīng)吸熱?對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+q22某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率(或百分含量)-時間-溫度(或壓強(qiáng))圖的關(guān)鍵：①判斷溫度（或壓強(qiáng)）的大?、趯W(xué)會“定一議二”法。某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率(或百分含量)-時間-溫度(或壓強(qiáng))圖的關(guān)鍵：234、某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率(或百分含量)-溫度－壓強(qiáng)圖：?對于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)?正反應(yīng)放熱?正反應(yīng)吸熱TA的轉(zhuǎn)化率1.01*107Pa1.01*106Pa1.01*105Pa0PC的濃度500℃200℃0m+n>p+qm+n>p+q4、某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率(或百分含量)-溫度－壓強(qiáng)圖：?對于反應(yīng)m243、化學(xué)平衡常數(shù)對于一般的可逆反應(yīng)：aA（g）+bB(g)

cC(g)+dD(g)在一定溫度下建立平衡體系：K=[C]C[D]d[A]a[B]b化學(xué)平衡常數(shù)表示可逆反應(yīng)進(jìn)行程度的大小K是溫度函數(shù)，與反應(yīng)物、生成物的濃度無關(guān)，只受溫度影響,固體和純液體的濃度為常數(shù)，通常不計入平衡常數(shù)表達(dá)式中。3、化學(xué)平衡常數(shù)對于一般的可逆反應(yīng)：K=[C]C[D]d[254.意義（1）K值越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率

，正反應(yīng)進(jìn)行的程度

。（2）K只受

影響,與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān)。（3）化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)。若反應(yīng)方向改變,則平衡常數(shù)改變。若方程式中各物質(zhì)的系數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小，盡管是同一反應(yīng)，平衡常數(shù)也會改變。越大越大溫度4.意義越大越大溫度265、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用可逆反應(yīng)：aA（g）+bB(g)

cC(g)+dD(g)在一定溫度下的任意時刻：cc(C)

cd(D)QC=ca(A)

cb(B)（濃度熵）Qc<K時，Qc=K時，反應(yīng)已達(dá)平衡反應(yīng)正向進(jìn)行V正

>

v逆V正

=

v逆V正

<

v逆Qc>K時，反應(yīng)逆向進(jìn)行5、化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用可逆反應(yīng)：cc(C)cd(D)276、平衡轉(zhuǎn)化率：可逆反應(yīng)：aA（g）+bB(g)

cC(g)+dD(g)在一定溫度達(dá)到化學(xué)平衡：α（A）=A的起始濃度-A的平衡濃度A的起始濃度×100％=C(A)C(A)–

[A]×100％6、平衡轉(zhuǎn)化率：可逆反應(yīng)：α（A）=A的起始濃度-A的平28三、影響化學(xué)平衡的因素1.影響因素（1）溫度（2）濃度（3）壓強(qiáng)｛升高，化學(xué)平衡向吸熱方向移動降低，化學(xué)平衡向放熱方向移動｛C（反應(yīng)物）增大或C(生成物）減小，Q<K，平衡正向移動C（反應(yīng)物）減小或C(生成物）增大，Q>K，平衡逆向移動｛若△Vg>0｛增大壓強(qiáng)，Q>k，平衡逆向移動減小壓強(qiáng)，Q<k，平衡正向移動若△Vg<0｛增大壓強(qiáng)，Q<k，平衡正向移動減小壓強(qiáng)，Q>k，平衡逆向移動若△Vg=0壓強(qiáng)的改變對平衡無影響三、影響化學(xué)平衡的因素1.影響因素（1）溫度（2）濃度（3）292、勒、夏特列原理：如果改變影響化學(xué)平衡的一個因素，平衡將向能夠減弱這種改變的方向移動。2、勒、夏特列原理：如果改變影響化學(xué)平衡的一個因素，平衡將向30當(dāng)堂訓(xùn)練1.下列過程屬于非自發(fā)過程的是()A.N2和O2混合B.H2和O2化合生成H2OC.常溫、常壓下石墨轉(zhuǎn)化為金剛石D.C+O2CO2C當(dāng)堂訓(xùn)練C312.下列說法錯誤的是()A.NH4NO3溶于水是自發(fā)過程B.同一種物質(zhì)氣態(tài)時熵值最大，液態(tài)時次之，而固態(tài)時最小C.借助于外力能自發(fā)進(jìn)行的過程，其體系的能量趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)D.由能量判據(jù)（以焓變?yōu)榛A(chǔ)）和熵判據(jù)組合而成的復(fù)合判據(jù)，更適合于所有的過程C2.下列說法錯誤的是323.有A、B、C、D4個反應(yīng)：則在任何溫度都能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是

；任何溫度都不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是

；另兩個反應(yīng)中，在溫度高于

時可自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是

，在溫度低于

時可自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是

。反應(yīng)ABCDΔH/kJ/mol10.51.80-126-11.7ΔS/J/(mol·K)30.0-11384.0-105.0CB77℃A-161.6℃D3.有A、B、C、D4個反應(yīng)：反應(yīng)ABCDΔH/kJ/mo334.一定條件下，在密閉容器中，能表示反應(yīng)X(g)+2Y(g)2Z(g)一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是()