化學(xué)反應(yīng)的方向及限度

高三化學(xué)復(fù)習化學(xué)反應(yīng)的方向化學(xué)平衡水往低處流生活中的自發(fā)過程冰室溫時融化生活中的自發(fā)過程一、化學(xué)反應(yīng)的方向及判斷依據(jù)1、自發(fā)反應(yīng)注意：(1)一定條件指：一定的溫度和壓強外界幫助可以是如通電、持續(xù)加熱等(2)自發(fā)反應(yīng)在恰當條件下才能實現(xiàn)在一定條件下，無需外界幫助就能自動進行的反應(yīng)高能有序低能無序特點：2、化學(xué)反應(yīng)的方向及判斷依據(jù)（1）焓判據(jù)：△H<O有利于反應(yīng)自發(fā)進行

有序混亂熵變與反應(yīng)方向研究表明，除熱效應(yīng)外，決定反應(yīng)能否自發(fā)進行的另一因素——體系的混亂度（熵S）熵：衡量一個體系混亂度的物理量叫做熵，用符號S表示。對于同一物質(zhì)：S（g）﹥S（l）﹥S（s）熵變：反應(yīng)前后體系熵的變化叫做反應(yīng)的熵變.用△S表示?！鱏=S生成物總熵－S反應(yīng)物總熵反應(yīng)的△S越大,越有利于反應(yīng)自發(fā)進行熵判據(jù)：體系趨向于由有序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序狀態(tài)，即混亂度增加（△S＞0）。且△S越大，越有利于反應(yīng)自發(fā)進行。1.H2O(s)→H2O(l)→H2O(g)

2.CaCO3==CaO(s)+CO2(g)3.NaOH(s)=Na+(aq)+OH-(aq)4.N2(g)+3H2(g)==2NH3(g)思考：判斷下列過程的熵變是大于零還是小于零？△S＞0△S＜0△S＞0△S＞02、化學(xué)反應(yīng)的方向及判斷依據(jù)（1）焓判據(jù)：△H<O有利于反應(yīng)自發(fā)進行

（2）熵判據(jù)：△S>0

有利于反應(yīng)自發(fā)進行

（3）綜合判據(jù)：正確判斷一個化學(xué)反應(yīng)是否能夠自發(fā)進行必須綜合考慮反應(yīng)的焓變和熵變1.△H<0，△S>0如：Mg(s)+2HCl(aq)

=MgCl2(aq)+H2(g)2.△H>0，△S<0；如：CO2(g)+H2O(l)+CaCl2(l)=CaCO3(s)+2HCl(l)3.△H<0，△S<0如：NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)4.△H>0，△S>0如：CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)綜合判據(jù)：△H－T△S＜

0

反應(yīng)能自發(fā)進行該反應(yīng)一定能自發(fā)進行該反應(yīng)一定不能自發(fā)進行該反應(yīng)在較低溫度下能自發(fā)進行該反應(yīng)在較高溫度下能自發(fā)進行1、化學(xué)平衡的建立從反應(yīng)物開始從生成物開始二、化學(xué)平衡狀態(tài)2、化學(xué)平衡狀態(tài)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)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。概念的理解：是一定條件下的可逆反應(yīng)實質(zhì)標志對象是ひ正=ひ逆

≠0是反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變3、化學(xué)平衡的特征(1)逆

變(2)等(3)動

定——可逆反應(yīng)——ひ正=ひ逆≠0——動態(tài)平衡——平衡狀態(tài)時，反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變——當濃度、壓強、溫度等條件改變時，化學(xué)平衡即發(fā)生移動①

v正=v逆

A.同一物質(zhì)：該物質(zhì)的生成速率等于它的消耗速率。如：VA生成=VA消耗

B.不同的物質(zhì)：速率之比等于方程式中的系數(shù)比，但必須是不同方向的速率。如:VA生成:VB消耗=m:n②各組成成分的濃度保持不變:

①各組成成分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、分子數(shù)、體積(氣體)、物質(zhì)的量濃度保持不變。②各組成成分的質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)、氣體的體積分數(shù)保持不變。對于mA+nB=xC+yD平衡狀態(tài)達到的標志：4、判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的標志(1)直接標志：(2)間接標志：①各物質(zhì)的物質(zhì)的量②氣體的壓強③氣體的顏色（有顏色變化的）④氣體的密度或平均相對分子質(zhì)量⑤反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、生成物的產(chǎn)率不再發(fā)生變化；⑥反應(yīng)物反應(yīng)時破壞的化學(xué)鍵與逆反應(yīng)得到的反應(yīng)物形成的化學(xué)鍵種類和數(shù)量相同；具體問題具體分析

在判斷平衡狀態(tài)時，我們只要抓?。骸霸诜磻?yīng)中能夠改變的量，如果保持不變，則達到平衡狀態(tài)”這點來分析。“該變不變則平衡”判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的方法⑴項目mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否平衡混合體系中各組分的含量各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量的分數(shù)一定各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分數(shù)一定各氣體的體積或體積分數(shù)一定總壓強、總體積、總物質(zhì)的量一定平衡平衡平衡不一定平衡項目mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)是否平衡正逆反應(yīng)速率關(guān)系在單位時間內(nèi)消耗了mmolA的同時生成了mmolA

在單位時間內(nèi)消耗了nmolB的同時消耗了pmolC在單位時間內(nèi)生成了nmolB的同時消耗了qmolD(均指ひ逆)ひ(A)?ひ(B)?ひ(C)?ひ(D)==m?n?p?qひ正不一定等于ひ逆判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的方法⑵平衡平衡不一定平衡不一定平衡項目mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)是否平衡壓強當m+n≠p+q時，總壓強一定(其它條件一定)當m+n=p+q時，總壓強一定(其它條件一定)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量(M)當m+n≠p+q時，M一定當m+n=p+q時，M一定判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的方法⑶平衡不一定平衡平衡不一定平衡項目注意化學(xué)反應(yīng)的特點是否平衡密度(ρ)（等容或等壓）C(s)+CO2(g)2CO(g)(ρ一定)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(ρ一定)H2(g)+I2(g)2HI(g)(ρ一定)判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的方法⑷不一定平衡不一定平衡一定平衡課堂練習

下列方法中可以證明3A(g)+2B2(g)

2C2(g)+D2(g)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是______________________.⑵一個B—B鍵的斷裂的同時有一個C—C鍵的生成⑼百分組成B2%=C2%=D2%⑴單位時間內(nèi)生成了2molC的同時也生成了3molA⑶反應(yīng)速率ひ(B2)=ひ(C2)=1/2ひ(D2)⑷C(B2):C(C2):C(D2)=2:2:1⑸溫度、體積一定時，[B2]、[C2]、[D2]濃度不再變化⑹溫度、體積一定時，容器內(nèi)的壓強不再變化⑺條件一定時，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化⑻溫度、壓強一定時，混合氣體的密度不再變化⑴、⑸、⑹、⑺、⑻三、化學(xué)平衡常數(shù)(符號為K)cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)

平衡常數(shù)的數(shù)學(xué)表達式K=在一定溫度下，當一個可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，生成物平衡濃度的系數(shù)次方之積與反應(yīng)物平衡濃度的系數(shù)次方之積的比值是一個常數(shù)，這個常數(shù)稱是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)(簡稱平衡常數(shù))，用符號K表示。對于反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)1.定義：3.數(shù)學(xué)表達式：2.決定因素：T4.平衡常數(shù)K的應(yīng)用(1)判斷正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱(2)判斷反應(yīng)進行的程度(3)判斷正在進行的反應(yīng)是否達平衡4.書寫平衡常數(shù)關(guān)系式的規(guī)則1)如果反應(yīng)中有固體和純液體參加，它們的濃度不應(yīng)寫在平衡關(guān)系式中。如:CaCO3(s)

CaO(s)+CO2(g)

K=CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(l)K=2)同一化學(xué)反應(yīng)，可以用不同的化學(xué)反應(yīng)式來表示，每個化學(xué)方程式都有自己的平衡常數(shù)關(guān)系式及相應(yīng)的平衡常數(shù)。例

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)K1=1.60

10

51/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g)K2=3.87

10

2

K1

K2

，

K1=K22(1)可推斷正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)溫度623K698K763K濃度平衡常數(shù)66.954.445.9正方向是放熱反應(yīng)例如：不同溫度時，反應(yīng):H2(g)+I2(g)2HI(g),的濃度平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系如下：△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減少;K值越大，表示反應(yīng)進行的程度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；K值越小，表示反應(yīng)進行的程度越小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越小?？捎迷摃r刻產(chǎn)物的濃度冪的之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比即濃度商Q與K比較大小來判斷。(2)推斷反應(yīng)進行的程度一般來說，反應(yīng)的平衡常數(shù)K≥105，認為正反應(yīng)進行得基本完全(3)判斷正進行的反應(yīng)是否達平衡

對于可逆反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)QC>k，

未達平衡，逆向進行。

QC=k,達平衡，平衡不移動。QC<k,

未達平衡，正向移動。5、有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的計算對于反應(yīng):aA+bB

cC+dD反應(yīng)物A的平衡轉(zhuǎn)化率（該條件最大轉(zhuǎn)化率）可表示：平衡轉(zhuǎn)化率(%100)%×-=AAAA的初始濃度的平衡濃度的初始濃度a-=)(A)(A0cc平%100×)(A0c例題1：在某溫度下，將H2(g)和I2(g)各0.10mol混合物充入10L的密閉容器中，充分反應(yīng)達到平衡時，測得c(H2)=0.0080mol/L，求：(1)反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)(2)其它條件不變，充入的H2(g)和I2(g)各0.20mol,求達平衡時各物質(zhì)的平衡濃度。(1)已知初始濃度和平衡濃度求平衡常數(shù)0.25c(H2)=c(I2)=0.016mol/Lc(HI)=0.0080mol/L例題2:在2L的容器中充入1molCO和1molH2O(g),發(fā)生反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)800℃時反應(yīng)達平衡,若k=1.求：（1）CO的平衡濃度和轉(zhuǎn)化率。（2）若溫度不變，此容器中充入的是1molCO和2molH2O(g)，CO的平衡濃度和轉(zhuǎn)化率是多少。（3）若溫度不變，上容器中充入的是2molCO和4molH2O(g)，CO的平衡濃度和轉(zhuǎn)化率是多少。（4）若溫度不變，要使CO的轉(zhuǎn)化率達到90%，在題干的條件下還要充入H2O(g)物質(zhì)的量為多少。（2）知平衡常數(shù)和初始濃度求平衡濃度及轉(zhuǎn)化率。0.25mol/L50％0.167mol/L66.7％0.33mol/L66.7％8mol注：溫度一定時，對于一個化學(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