化学反应的方向限度

化学反应的方向、限度制作人：高三化学组化学反应的方向

1.自发过程:在一定温度和压强下，不需借助光、电等外部力量就能自动进行的过程.2.自发反应:在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的反应.（1）铁器暴露在潮湿的空气中会生锈（2）可燃物的燃烧（3）酸碱中和反应一、自发过程、自发反应反应放热有利于反应的自发进行.二、化学反应方向的判据

说明：反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素

1.化学反应方向和反应焓变2.化学反应方向和反应熵变熵：(１)概念：描述体系混乱度的物理量

单位：J.mol-1.k-1符号：S化学反应的方向（2）影响熵的因素：①同一条件下，不同物质熵不同②同一物质，聚集状态不同熵不同S(g)>S(l)>S(s)（3）反应的熵变:△S=S（反应产物）-S（反应物）（4）熵增加过程：固体溶解、物质的汽化、墨水的扩散、气体的扩散熵增加的反应：产生气体的反应，气体的物质的量增加的反应△S>0说明：熵变是与反应能否自发进行有关的又一因素，但也不是唯一因素。（5）熵增加有利于反应的自发进行.化学反应的方向化学反应的方向3.反应方向判据：△H-T△S<0反应能自发进行△H-T△S=0反应达到平衡状态△H-T△S>0反应不能自发进行即:在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向

△H-T△S<0的方向进行，直至达到平衡状态。判据的应用：△H<0△S>0所有温度下反应都自发进行△H>0△S<0所有温度下反应都不自发进行△H>0△S>0高温下自发进行△H<0△S<0低温下自发进行应用△H-T△S时应注意：①只能应用于温度，压强一定的条件下的反应，不能用于其它条件下的反应。②指出的是在温度压强一定条件下，反应自动发生的趋势即反应的可能性，不能说明在该条件下可能自发进行的反应能否实际发生。因为反应能否实际发生还与反应速率有关。化学反应的方向请判断下列说法正确的是A.凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的B.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变C.自发反应在恰当条件下才能实现D.自发反应在任何条件下都能实现化学反应的方向化学反应的限度一、可逆反应：“”1.定义：在同一条件下，能同时向正、反两个相反方向进行的反应。2.特点：（1）可逆反应不能进行到底，任一反应物转化率均小于100%,得到的总是反应物与生成物的混合物.（2）正、逆反应同时进行。（3）既可以从正向开始，也可以从逆向开始，也可从两边开始。在一密闭容器中进行如下反应：2SO2(气)+O2(气)2SO3(气)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L，当反应达平衡时，可能存在的数据是A．SO2为0.4mol/L、O2为0.2mol/L B．SO2为0.25mol/LC．SO2、SO3均为0.15mol/L D．SO3为0.4mol/L化学反应的限度B化学反应的限度指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应物和生成物的浓度保持不变的状态。二、化学平衡状态1.概念：逆、动、等、定、变2.特征：平衡状态的判断：

1.绝对标志：①

V正=V逆②

各组分浓度等不随时间延长而改变

2.间接标志：（相关物理量恒定不变）

①

压强②密度③体系颜色④混合气体的平均分子量化学反应的限度1.定义:在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物平衡浓度的系数次方之积与反应物平衡浓度的系数次方之积的比值是一个常数，这个常数称为化学平衡常数，简称平衡常数。用K表示。三、平衡常数K2.平衡常数的数学表达式；dcbaBADCK][][][][=对于反应:aA+bB

cC+dD化学反应的限度(3)平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关.(K的表示与可逆反应的系数有关)(1)反应中的固体或纯液体不列入平衡常数的表达式中.书写平衡常数表达式应注意的问题(4)对于给定的化学反应,正逆反应的平衡常数互为倒数(5)平衡常数的单位与化学方程式的书写方式相对应.(2)在稀溶液中进行的反应，若反应有水参加或生成，水不写入平衡常数的表达式中.化学反应的限度平衡常数K只与温度有关，而与反应的初始浓度以及可逆反应建立平衡的途径、是否使用催化剂无关3.影响平衡常数K的因素:注:K随温度的变化若正反应是吸热反应,升高温度,K增大;若正反应是放热反应,升高温度,K减少化学反应的限度(1)借助平衡常数K值的大小，可推断反应进行的程度(反应的限度)。

K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物的平衡转化率越大；K值越小，表示反应进行的程度越小，反应物的平衡转化率越小。注:反应的平衡常数与反应可能进行的程度。一般来说，反应的平衡常数K≥105，认为正反应进行得较完全；K≤10-5则认为这个反应的正反应很难进行(逆反应较完全）;K=1,正逆反应相当.。4.平衡常数K的意义和应用化学反应的限度

对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)(2)借助K判断在某温度下，某时刻反应是否达平衡.若未达平衡，反应进行的方向。Q>k,未达平衡，反应逆向进行。Q=k,反应达平衡。Q<k,未达平衡，反应正向进行。)()()()(BcAcDcCcQnmqp=浓度商Q：高炉炼铁中发生的反应有:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)△H<0(1)该反应的平衡常数表达式K=____________;(2)已知1100℃时,K=0.263.温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,平衡常数K________(增大,减少或不变).(3)1100℃时,测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L,c(CO)=0.1mol/L,在这种情况下,该反应是否处于平衡状态________(填是或否),此时反应速率是v正________v逆(填>、<、=).化学反应的限度(4)平衡常数的计算(平衡计算)(3)判断反应的热效应。化学反应的限度化学反应的限度四.反应条件化学平衡的影响１.化学平衡的移动

(1)概念：如果一个可逆反应达到平衡状态以后，反应条件（如Ｃ、Ｔ、Ｐ等）改变，平衡混合物里各组成物质的百分含量随着改变而达到新的平衡状态。这种由旧平衡状态向新的平衡状态变化的过程叫化学平衡的移动。化学反应的限度(2)平衡移动的原因和方向：①由于条件的改变，使得正、逆反应速率不再相等，平衡向着条件改变后速率较大的一方移动。②由于条件的改变，使得Q不再等于K，外界条件改变V(正)>V(逆)，正反应占优，平衡正向移动。V(正)<V(逆)，逆反应占优，平衡逆向移动。V(正)、V(逆)改变倍数相等，平衡不移动。Q=k,平衡未破坏，平衡不移动。Q<k,平衡正向移动。Q>k,平衡逆向移动若条件改变后化学反应的限度（3）平衡移动原理（勒夏特列原理）如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。①适用范围：所有的动态平衡封闭体系（电离平衡，水解平衡，溶解平衡等），只改变其中一个条件（如Ｃ、Ｔ、Ｐ等）时，平衡移动原理才适用。②优缺点：该原理可用来判断平衡移动的方向，但不能判断建立新平衡所需要的时间，以及在平衡建立过程中各物质间的数量关系等。③减弱不是消除。化学反应的限度2.四大因素对化学平衡的影响㈠浓度对化学平衡的影响(1)结论：其它条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动；减小反应物的浓度或增大生成物的浓度，平衡向逆反应方向移动；(2)浓度引起平衡移动的相关图象①增大反应物浓度0Vtt1V(正)V(逆)V(正)V(逆)②减小生成物浓度0Vtt1V(正)V(逆)V(正)V(逆)③增大生成物浓度V(逆)0Vtt1V(正)V(逆)V(正)④减小反应物浓度V(逆)V(正)0Vtt1V(正)V(逆)化学反应的限度温度一定时，增大反应物浓度或减少生成物的浓度，则Q<K，平衡正向移动。减少反应物浓度或增大生成物的浓度，则Q>K，平衡逆向移动。原因：浓度变化导致正、逆反应速率变化不一致。浓度变化导致Q变化，Q不等于K化学反应的限度【应用】①化工生产中，常通过增大某一廉价、易得反应物的浓度来提高另一贵重的反应物的转化率。②生产过程中常将产物及时从体系中移走，使化学平衡不断向右移动。例如在硫酸工业里，常用过量的空气使二氧化硫充分氧化，以生成更多的三氧化硫。例如合成氨工业里，及时从平衡体系中移走氨，从而使平衡不断向右移动。化学反应的限度化学反应的限度㈡压强对化学平衡的影响(1)结论：(2)说明:（1）平衡混合物中只涉及固体或液体的反应，改变压强，平衡不会移动。（反应中有气体参加。）（2）对于反应前后气体总体积不变（△Vg=0

）的可逆反应，只改变压强，平衡不移动。在其他条件不变情况下，增大压强，平衡向气体分子数减少的方向移动；减少压强，平衡向气体分子数增大的方向移动。化学反应的限度(3)压强引起平衡移动的相关图象①当

m+n＞p+q时：Vt0V(正)V(逆)V(正)V(逆)Vt0V(正)V(逆)V(逆)V(正)①增大压强②减小压强反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)改变压强，v缩变化程度大化学反应的限度②当

m+n＜p+q时：Vt0V(正)V(逆)V(逆)V(正)③增大压强④减小压强Vt0V(正)V(逆)V(正)V(逆)反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)说明：压强对化学平衡的影响实质上是浓度对平衡的影响。化学反应的限度（4）惰性气体对化学平衡的影响①恒温、恒压时，充入惰性气体体积增大→浓度减小→相当于增大容积减小压强②恒温、恒容时，充入惰性气体体积不变→浓度不变→反应速率不变，平衡不移动对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，充入惰性气体，不论什么情况，平衡都不会移动化学反应的限度㈢温度对化学平衡的影响(1)结论：在其他条件不变时，温度升高，会使化学平衡向吸热反应的方向移动，温度降低会使化学平衡向放热的方向移动。当△H<0时：Vt0V(正)V(逆)V(逆)V(正)(2)温度引起平衡移动的相关图象①升高温度②降低温度Vt0V(正)V(逆)V(逆)V(正)对于反应：mA+nBpC+qD△H=？化学反应的限度当△H>0时：Vt0V(正)V(逆)V(正)V(逆)③升高温度④降低温度Vt0V(正)V(逆)V(正)V(逆)改变温度，v吸变化更大说明：温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数K来实现的。化学反应的限度加正催化剂Ｖ正＝Ｖ逆Ｖ正＝Ｖ逆加负催化剂㈣催化剂对化学平衡的影响催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，因此对平衡无影响。催化剂的使用对K和Q无影响，Q与K仍相等，平衡没有被破坏，因此对平衡无影响。化学反应的限度1．在已处于化学平衡状态的体系中，如果下列量发生变化，其中一定能表明平衡移动的是 A．反应混合物的浓度B．反应物的转化率C．正、逆反应速率D．反应混合物的压强B化学反应的限度2.在密闭容器中进行下列反应CO2(g)+C(s)2CO(g)△H>0达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化：(1)增加Ｃ，平衡

，c(CO)

;(2)减小密闭容器体积，保持温度不变，则平衡

移动，c(CO2)

；(3)通入N2，保持密闭容器体积和温度不变，则平衡

，c(CO2)

；(4)保持密闭容器体积不变，升高温度，则平衡

移动，c(CO)

。化学反应的限度3.在一定温度下，将一定量的混合气体充入密闭容器中，mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，达到平衡时测得B的浓度为0.6mol/L；在恒温下将密闭容器的体积扩大一倍，重新达到平衡时，测得B的浓度为0.4mol/L，下列正确的是A.m+n<p+qB.平衡左移

C.A的转化率增大D.D的体积分数增大B4.某温度下，反应H2(g)+I2(g)2HI(g)(正反应为放热反应)，在带有活塞的密闭容器中达到平衡，下列说法中正确的是A.体积不变，升高温度，正反应速率减小B.温度、压强均不变，充入HI气体，开始时逆反应速率增大，正反应速率也增大C.温度不变，压缩气体的体积，平衡不移动，颜色加深D.体积、温度不变，充入氮气后，正反应速率增大化学反应的限度C5．恒温条件下，把NO2装入带活塞的密闭容器中，当反应2NO2N2O4达到平衡后，慢慢压缩，下列叙述正确的是A．体积减半，则压强为原来的两倍B．平衡向右移动，混合气体的颜色一定会变浅C．体积减半，压强增大，但小于原来的2倍D．平衡向右移动，混合气体密度增大化学反应的方向和限度CD6．在体积可变的密闭容器中，反应mA（g）+nB（s）pC（g）达到平衡后，压缩容器的体积，发现A的转化率随之降低。下列说法中，正确的是 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化学反应的限度C化学平衡计算1.（08年宁夏理综·12）将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)；②2HI(g)H2(g)＋I2(g)达到平衡时，c(H2)=0.5mol·L-1，c(HI)=4mol·L-1，则此温度下反应①的平衡常数为（）A．9 B．16 C．20 D．25D化学平衡状态与平衡建立的途径无关,只与条件有关;只要条件一定，建立的平衡状态就相同.即不论平衡是从正反应开始,还是从逆反应开始,还是从中间状态开始,不论是一次投料,还是分多次投料,只要条件一定(恒温恒压或恒温恒容),起始时投料量相当,建立的平衡状态就相同.等效平衡等效平衡2molSO21molO2开始2molSO3开始SO2a%O2b%SO3c%平衡状态2SO2+O2

2SO3

1molSO3恒温恒压或恒温恒容1molSO20.5molO2开始1molSO20.5molO21molSO3开始①②③④先后等效平衡等效平衡:同一可逆反应在相同的反应条件（恒温恒容或恒温恒压）下，只要起始时加入物质的物质的量不同,而达到化学平衡时,任何相同的组分的百分含量均对应相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。等效平衡等效平衡状态的分类与判断：

等效平衡状态一般包括恒温恒容下的等效平衡和恒温恒压下的等效平衡两种情况：1.恒温恒容下的等效平衡（1）恒温恒容下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应,如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同(投料相当)

,则达平衡后与原平衡等效.注:不仅是等效平衡,而且是同一平衡状态(平衡时各种量分别完全相同)等效平衡（2）恒温恒容下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,

如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量比与原平衡相同(投料等比),两平衡等效。注:不一定是同一平衡状态,只有投料相当时,才是同一平衡状态.如不是同一平衡状态,平衡量之比等于起始量之比.1molH21molI2平衡11molH21molI2平衡11molH21molI2平衡1

1molH21molI2平衡12molH22molI2平衡2将容器容积由2V压缩为VTVTVT2VTV增大压强时,平衡不移动平衡1和平衡2等效可逆反应H2+I2=2HI在温度为T、容积为V的密闭容器中从下列两种途径达平衡(1)1molH2

和1molI2(2)2molH2

和2molI2等效平衡

恒温恒压下，不论是反应前后气体分子数不变还是改变的反应，如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同（投料等比

）,则达平衡后与原平衡等效.2.恒温恒压下的等效平衡注:不一定是同一平衡状态,平衡时,同种物质的浓度，百分含量相同，但同种物质的物质的量之比等于起始量之比．等效平衡等效平衡1molH21molN2平衡11molH21molN2平衡11molH21molN2平衡11molH21molN2平衡12molH22molN2平衡2TPTPTPTP平衡1和平衡2等效可逆反应3H2+N22NH3在温度为T压强为P的密闭容器中从下列两种途径达平衡(1)1molN2

和1molH2(2)2molN2

和2molH2等效平衡1.在一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和2molB，发生如下反应：2A（g）+2B（g）3C（g）+D（g），达到平衡时，C的浓度为Wmol/L,若维持容器体积和温度不变,按下列配比作为起始物质达到平衡后,C的浓度仍为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2.在一固定容积的密闭容器中,保持一定温度,在一定条件下进行以下反应:A(g)+2B(g)3C(g).已知加入1molA和3molB且达到平衡后,生成了amolC.1)达到平衡时,C在混合气体中的百分含量___2)相同条件下,若加入2molA和6molB,达到平衡后,C的物质的量为___,此时C在混合气体中的百分含量___3)相同条件下,加入2molA和8molB,若要求达到平衡后C在混合气体中的百分含量不变,则还应加入C___mol

a/42aa/463.恒温恒压下，在一个可变容积的容