第14讲 化学反应的方向和限度.doc

第14讲化学反应的方向和限度考点一化学反应的方向1自发反应：在一定条件下_就能自发进行的反应称为自发反应。2判断化学反应方向的依据(1)焓变与反应方向：研究表明，对于化学反应而言，绝大多数放热反应都能自发进行， 反应焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一。(2)熵变与反应方向：研究表明，除了热效应外，决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的熵变。大多数自发反应有趋向于体系熵增大的倾向。熵和熵变的含义a熵的含义：熵是衡量一个体系_的物理量。用符号_表示。同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)S(l)S(s)。b熵变的含义：熵变是反应前后体系_，用_表示，化学反应的S越大，越有利于反应_。(3)综合判断反应方向的依据：HTS0，反应_。HTS0，反应_。HTS0，反应_。注：学反应方向的判据指出的仅仅是在一定条件下化学反应自发进行的趋势，并不能说明在该条件下反应一定能实际发生，还要考虑化学反应的快慢和限度问题。考点二可逆反应概念：在同一条件下，既能向_反应方向进行，又能向_反应方向进行的化学反应。考点三化学平衡状态1概念：一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率_，反应体系中所有参加反应的物质的_保持不变的状态。2过程建立：由vt图像可以看出化学平衡是_平衡。3平衡特点4化学平衡状态的标志(1)v正v逆反应体系中同一物质的消耗速率和生成速率相等。(2)平衡混合物中各组成成分的物质的量浓度、质量分数、物质的量分数、体积分数(有气体参加的可逆反应)、反应物的转化率等保持不变。(3) 密度、平均摩尔质量、压强、温度等量，若为变量且不再变化，该量可以作为化学平衡的标志，若为恒量不再变化，则不能作为化学平衡的标志。考点四化学平衡常数1概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号_表示。2表达式：对于反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，K_(固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中)。3意义(1)K值越大，反应物的转化率_，正反应进行的程度_。(2)K只受_影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变。若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。考点五、等效平衡的分类及判断方法1含义：在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应体系，起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量相同。2原理：同一可逆反应，当外界条件一定时，反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，最后都能达到平衡状态。其中平衡混合物中各物质的含量相同。由于化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。因而，同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同，则可形成等效平衡。3分类及判断方法(1)等温、等容条件下，对于左右气相物质的化学计量数不等的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质(一边倒)，其物质的量对应相同，则它们互为等效平衡。见下表，如可逆反应：2A(g)B(g)3C(g)D(g)ABCD等效说明2 mol1 mol00互为等效平衡。表现在达到平衡后物质的量、质量、体积、物质的量浓度、组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同4 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1mol003 mol1 mol(2)等温、等容条件下，对于左右气相物质的化学计量数相等的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质(一边倒)，其物质的量对应成比例，则它们互为等效平衡。见下表，如可逆反应：2A(g)B(g)3C(g)D(s)ABCD等效说明2 mol1 mol00互为等效平衡。表现在达到平衡后组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同4 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1mol003 mol1 mol(3)等温、等压条件下，对于任何有气相物质参加的可逆反应，改变起始时加入物质的物质的量，若按可逆反应计量数之比换算成同一半边物质(一边倒)，其物质的量对应成比例，则它们互为等效平衡。见下表，如可逆反应：2A(g)B(g) 3C(g)D(g)ABCD等效说明2 mol1 mol00互为等效平衡。表现在达到平衡后物质的量浓度、组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同4 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1mol003 mol1 mol巩固练习1、判断下列说法是否正确。(1)在温度、压力一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向 ()(2)温度、压力一定时，放热、熵增加的反应一定能自发进行 ()(3)反应焓变是决定反应能否自发进行的唯一因素 ()2、分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是()A2N2(g)O2(g)=2N2O(g)H163 kJmol1 BAg(s)Cl2(g)=AgCl(s) H127 kJmol1CHgO(s)=Hg(l)O2(g)H91 kJmol1 DH2O2(l)=O2(g)H2O(l)H98 kJmol13、向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，在一定条件下使反应N23H22NH3发生，有关说法正确的是 ()A达到化学平衡时，N2将完全转化为NH3B达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等C达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化D达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零4、可逆反应：2NO2(g)2NO(g)O2(g)在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志的是 ()单位时间内生成n mol O2同时生成2n mol NO2单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为221的状态 混合气体的颜色不再改变的状态混合气体的密度不再改变的状态混合气体的压强不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A B C D全部5、在密闭容器中发生反应2SO2+O2 2SO3(g)，起始时SO2和O2分别为30mol和15mol，达到平衡时，SO2的转化率为80%，若从SO3开始进行反应，在相同条件下，欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同，则起始时SO3的物质的量及SO3的转化率为（ ）A15mol和10%B30mol和20% C30mol和40% D45mol和80%6、已知某化学反应的平衡常数表达式为K，在不同的温度下该反应的平衡常数如下表：t7008008301 0001 200K1.671.111.000.600.38下列有关叙述不正确的是 ()A该反应的化学方程式是CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)B增大压强，K值不变C若在1 L的密闭容器中通入CO2和H2各1 mol,5 min后温度升高到830 ，此时测得CO2为0.4 mol，该反应达到平衡状态D若平衡浓度符合关系式，则此时的温度为1 000 7、在一定温度，恒定体积下进行反应H2I22HI，有以下3种不同的起始投料方式(初始容器容积相同)H2(g)I2(g) 2HI(g) 1 mol 1 mol 0 mol 2 mol 2 mol 1 mol a mol b mol c mol(1)试判断和是否是等效平衡？(2)和均达平衡时，H2的物质的量是否相同？物质的量浓度是否相同？(3)若使和成为等效平衡，则a、b、c应满足什么关系？课堂检测1对于固定体积的密闭容器中进行的气体反应A(g)B(g) C(s)2D(g)，可以说明在恒温下已达到平衡状态的是 ()反应容器中压强不随时间变化而变化A气体和B气体的生成速率相等混合气体的平均摩尔质量不随时间变化而变化反应混合气体的密度不随时间变化而变化A B C D2X、Y、Z三种气体，取X和Y按11的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X2Y2Z，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为32，则Y的转化率最接近于 ()A33% B40% C50% D65%3在25 时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：物质XYZ初始浓度/molL10.10.20平衡浓度/molL10.050.050.1下列说法错误的是 ()A反应达到平衡时，X的转化率为50% B反应可表示为X3Y2Z，其平衡常数为1 600 mol2L2C改变温度可以改变此反应的平衡常数 D增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大 4. 一定温度下，向固定容积的容器中放入1molA和1molB，反应A(s)+B(g) C(g)+2D(g)达到平衡时，C的质量分数是M%，相同条件下，按以下配比开始反应，平衡时C的质量分数比为M%的是（ ）A2molA+2molB B2molC+1molD C2molD+1molA+1molB D0.5molA+0.5molB+0.5molC+1.0molD5. 将8molH2和2molN2充入2L密闭容器中，在一定条件下进行合成氨的反应，4min后反应达到平衡，测得容器中还有5.6molH2。下列计算结果错误的是 （ ）A.(H2)=0.3molL1min1 B.反应前后的压强比为25：21 C.H2的转化率为25% D.平衡时，NH3的物质的量浓度为0.8mol/L 6. 在2L的密闭容器中，把4 mol A和2 mol B混合，一定条件下发生反应：3A(g)2B(g) 4C(g)2D(g)该反应达到化学平衡状态时，生成1.6 mol C，计算此条件下该反应的化学平衡常数和A的平衡转化率。7. 在一定温度下将3 mol CO2和2 mol H2混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：CO2(g)H2(g)