化学反应进行的方向复习

化学反应进行的方向复习第1页/共67页3.平衡移动方向与反应速率的关系(1)v正⑨>v逆,平衡向正反应方向移动。(2)v正⑩=v逆,平衡不移动。(3)v正

<v逆,平衡向逆反应方向移动。第2页/共67页★互动探究1将等物质的量的X、Y气体充入某密闭

容器中,在一定条件下,发生如下反应并达到平衡:X(g)+

3Y(g)

2Z(g)

ΔH<0。当改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡时,下表中关于新平衡与原平衡的

比较正确的是

(

)

改变条件新平衡与原平衡比较A升高温度X的转化率变小B改变体积,增大压强X的浓度变小C充入一定量YY的转化率增大D使用适当催化剂X的体积分数变小答案:A第3页/共67页1.浓度对化学平衡的影响在其他条件不变的情况下,

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。四种情况下的速率-时间曲线变化情况如下:二、影响化学平衡移动的因素第4页/共67页2.压强对化学反应速率的影响对于反应:aA(g)+b(B)(g)

cC(g),在其他重要条件不变的情况下,压强变化对化学平衡的影响情况如下:(1)a+b>c增大压强,平衡向

气体体积减小的方向移动;减小压强,平衡向

气体体积增大的方向移动。第5页/共67页(2)a+b=c改变压强,平衡

不移动。(3)特殊情况第6页/共67页

Ⅰ类反应:2NO2

N2O4Ⅱ类反应:H2+Br2(g)

2HBr通入稀有气体再通入NO2通入稀有气体再通入(和原

来)等比例的H2

和Br2

平衡逆向移动平衡正向移动,

新平衡中各物

质含量与原来

相同不移动,但正、

逆反应速率都

减小平衡正移(相当

于平衡没有移

动),新平衡中各

物质含量与原

来相同

平衡不移动平衡正向移动,

最终N2O4的体

积分数增大,而

NO2的体积分

数减小不移动,正、逆

反应速率不变平衡正向移动,

新平衡中各物

质含量与原来

相同,但浓度增

大第7页/共67页

3.温度对化学平衡的影响在其他条件不变的情况下,升高温度化学平衡向

吸热反应方向移动;降低温度化学平衡向

放热反应方向移动。对于反应:aA(g)+bB(g)

cC(g)

ΔH<0,速率-时间变化曲线如图所示:第8页/共67页4.催化剂不影响化学平衡(正、逆反应速率同程度改

变)当正、逆反应速率不同程度地改变时平衡才能移动,否则平衡不移动。但条件的改变对平衡的影响和对速率

的影响不能混淆,如向正反应方向移动,正反应速率不

一定增大。第9页/共67页A.若a+b=c,则t0时只能是增大了容器的压强B.若a+b=c,则t0时只能是加入了催化剂C.若a+b≠c,则t0时只能是增大了容器的压强D.若a+b≠c,则t0时只能是加入了催化剂答案:D★互动探究2可逆反应：aX(g)+bY(g)cZ(g)在一定温度下的一密闭容器内达到平衡后,t0时改变某一外界条件,化学反应速率(v)—时间(t)的图像如图所示,则下列说法中正确的是

()第10页/共67页三、等效平衡的含义相同条件下,同一可逆反应体系,不管反应从

正反应开始,还是从

逆反应开始,达到化学平衡时,任何相同物质的

百分含量(体积分数、质量分数或物质的量分数)都相同的化学平衡互称等效平衡。第11页/共67页1.自发反应:在一定的条件下(如一定的温度、压强下),

反应依靠体系自身的力量而不借助于外力,能够自动进

行的反应叫自发反应。2.焓变与化学反应方向的关系许多自发过程,无论是物理过程还是化学过程,都有由

能量

较高状态向能量

较低状态转化的倾向。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,且反应放出的热量

越多,体系能量降低得也越多,反应越完全。然而,并非所有自发进行的化学反四、化学反应进行的方向第12页/共67页应都是放热的。3.熵变与化学反应方向的关系(1)大多数自发反应有趋向于

体系混乱度增大的倾向。衡量一个

体系混乱度的物理量叫做熵,用符号S表示。体系中微粒之间

无规则排列的程度越大,体系的熵

越大。反应前后体系

熵的变化叫做反应的熵变,可用ΔS表示。(2)ΔS

>0,发生变化后体系混乱度

增大;ΔS

<0,发生变化后体系混乱度

减小。第13页/共67页(3)熵变与化学反应方向的关系:化学反应的ΔS

越大,越有利于反应自发进行。(4)常见的熵增过程a.气体的扩散、固体的溶解;b.同物质:固态→液态→气态;c.反应前

无气体,反应后

产生气体;d.反应前后都有气体,但是气体的物质的量

增大。4.焓变与熵变对化学反应方向的共同影响第14页/共67页体系能量

降低和混乱度

增大都有促使反应自发进行的倾向。判断反应的自发性必须综合考虑反应的

焓变和

熵变。在恒温、恒压时:(1)ΔH<0,ΔS>0,则反应一定能自发进行;(2)ΔH>0,ΔS<0,则反应一定不能自发进行;(3)ΔH<0,ΔS<0或ΔH>0,ΔS>0,反应可能自发进行,也可

能不自发进行,与反应的温度有关。第15页/共67页1.焓变与反应方向

焓变是一个与反应能否进行有关的因素。放热反应有

利于反应的自发进行,有些吸热反应也能自发进行。由

此可见,焓变不是反应能否自发进行的唯一因素。2.熵变与反应方向熵增加有利于反应自发进行,熵减小的反应有些也能自

发进行。由此可见,熵变(ΔS)是与反应自发进行有关的

因素,但也不是唯一因素。3.反应的自发性只能用于判断反应的方向进行的可能

特别提醒:第16页/共67页性,不能确定过程是否一定会发生。★互动探究3体系总是向降低自身能量的方向进行

变化,那么ΔH<0的反应为何不能全部自发进行?答案:体系的能量变化并不只有焓变一种形式,焓变只

是影响反应能否自发进行的因素之一,但并不是唯一

因素。第17页/共67页考点透析考点1影响化学平衡移动的因素

典例1

COCl2(g)

CO(g)+Cl2(g)

ΔH>0,当反应达到平衡时,下列措施:①升温②恒容通入惰

性气体③增加CO浓度④减压⑤加催化剂⑥恒压通入

惰性气体,能使平衡向右移动的是

(

)A.①②④

B.①④⑥

C.②③⑤

D.③⑤⑥第18页/共67页【解析】该反应的正反应为气体体积增大的吸热反

应,故升高温度可使平衡正向移动;恒容时通入惰性气

体,平衡不移动;增加产物CO的浓度,平衡逆向移动;减

压使平衡正向移动;加催化剂,平衡不移动;恒压时通

入惰性气体,则容器体积增大,相当于减压,故平衡正

向移动。因此能使平衡向右移动的是①④⑥,B项正

确。【答案】B第19页/共67页1.分析化学平衡移动的一般思路改变条件

技能归纳第20页/共67页2.特殊情况(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或

液体物质时,由于其“浓度”是恒定的,不随其量的增

减而变化,故改变这些固体或液体的量对平衡没有影响。(2)对于反应前后气态物质的化学计量数相等的反应,

压强的变化对正、逆反应的速率的影响程度是相同的,

故平衡不移动。(3)“惰性气体”对化学平衡的影响第21页/共67页①恒温、恒容原平衡体系 体系总压强增大

体系中各组分的浓度不变

平衡不移动。②恒温、恒压原平衡体系

容器容积增大,各反应气体的分压减小

体系中各组分的浓度同倍数减小

(等效于减压)

(4)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。第22页/共67页学以致用1.在合成氨工业中,下列变化过程不能使平衡向右移动

的是

(

)①不断将NH3分离出来②使用催化剂③采用500℃左右的高温④采用2×107~5×107Pa的压强A.①②

B.①③

C.②③

D.③④【答案】C第23页/共67页考点2等效平衡

典例2

一定温度下,在恒容密闭容器中发生如下反应:2A(g)+B(g)

3C(g),若反应开始时充入2molA和2molB,达平衡后A的体积分数为a%。其他条件不变时,若按下列四种配比作为起始物质,平衡后A

的体积分数大于a%的是

(

)A.2molCB.1molA、2molB和1molHe(不参加反应)C.1molB和1molCD.2molA、3molB和3molC第24页/共67页【解析】该反应为反应前后气体体积不变的反应,只

要满足按化学计量数换算成平衡式左右两边同一边

物质的物质的量之比相等即可达到等效平衡。A项中

2molC全部转化为A、B,分别得到

molA和

molB,与起始加入的2molA和2molB比较,相当于多加

了A,使A的转化率减小,A的体积分数大于a%;B项中,

加入He对平衡无影响,也相当于多加了B,故A的体积

分数小于a%;由C项的投料情况看,相当于投入

molA和

molB,与原来投料的A∶B=1∶1比较,相当于多第25页/共67页加了B,故A的体积分数小于a%;D项中若按2molA、

3molB和3molC投料相当于4molA和4molB,与原

平衡等效,A的体积分数等于a%。【答案】A技能归纳任何一个可逆反应体系,在相同条件下从不同的状态

开始,只要达到平衡的条件(温度、压强、浓度)完全

相同,就可以建立等效平衡。而等效平衡思想是解决

化学平衡类试题最常用的思维方式、方法。比如:常第26页/共67页采用“虚拟法”的等效平衡方法解化学平衡有关问

题,即在解题时若遇到将两个状态进行比较这类问题,

可以“虚拟”一个中间过程,如一个容器、一个隔板

等,然后再进行比较。等效平衡的类型有:第27页/共67页(1)对于恒温、恒容条件下,反应前后气体体积改变的

可逆反应如果按化学方程式的化学计量数关系转化为化学方程

式同一边的物质,其物质的量与对应组分的起始加入量

相同,则建立的化学平衡状态是等效的。平衡时的各物

质的浓度、百分含量均相同。例如,恒温、恒容下的可逆反应:第28页/共67页②

0mol

0mol

2mol③

0.5mol

0.25mol

1.5mol按上述②和③中配比充料,按化学方程式的化学计量数关系均可转化为①中配比充料,三者建立的平衡状态完全相同。(2)对于恒温、恒容条件下的反应前后气体体积不变的

可逆反应,以及恒温、恒压条件下的可逆反应(无论体

积可变或不变)如果按化学方程式的化学计量数关系转化为化学方程

2SO2(g)

+

O2(g)

2SO3(g)①

2mol

1mol

0mol第29页/共67页式同一边的物质,其物质的量之比与对应组分的起始加

入量之比相同,则建立的化学平衡状态是等效的。平衡

时的各物质百分含量均相同。例如,恒温、恒容条件下的可逆反应:

H2(g)

+

I2(g)

2HI(g)①

1mol

1mol

0mol②

2mol

2mol

1mol上述两种配比,按化学方程式中的化学计量数关系均转第30页/共67页化为反应物,两种情况下,H2与I2(g)的物质的量之比均为

1∶1,因此上述两种情况建立的化学平衡状态是等效的。又如,恒温、恒压条件下的可逆反应:

N2(g)

+

3H2(g)

2NH3

①

1mol

3mol

0mol②

2mol

6mol

1mol③

0mol

0mol

0.1mol第31页/共67页上述三种配比,按化学方程式中的化学计量数关系均转

化为反应物,三种情况下,N2与H2的物质的量之比均为1

∶3,因此上述三种情况建立的化学平衡状态是等效的。注意:上述两种情况下所达到的等效平衡的区别:(1)所达到的等效平衡状态,反应混合物中各组分的百

分含量、浓度、物质的量均相同,类似于几何学上的全

等三角形,这种等效平衡状态可称之为全等平衡。(2)所达到的等效平衡状态,反应混合物中各组分的百第32页/共67页分含量相同,但各成分的物质的量与原平衡成比例,类

似于几何学上的相似三角形,这种等效平衡状态可称之

为等比平衡。第33页/共67页A.m>n

B.m<nC.m=n

D.无法比较学以致用2.在一真空密闭容器中盛有1molPCl5,加热到200℃时

发生如下反应:PCl5(g)

PCl3(g)+Cl2(g),反应达到平衡时,PCl5所占体积分数为m%。若在同一温度和同一容

器中,最初投入的是2molPCl5,反应达到平衡时,PCl5所

占体积分数为n%,则m和n的关系是

(

)【答案】B第34页/共67页

考点3化学反应速率和化学平衡图像

典例3

反应:2X(g)+Y(g)2Z(g)在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下,产物Z的物质的量n(Z)与

反应时间t的关系如图所示,下述判断正确的是

(

)第35页/共67页A.p1>p2,T1>T2

B.p1<p2,T1>T2

C.p1<p2,T1<T2

D.p1>p2,T1<T2

第36页/共67页【解析】定一议二——

T相同时(上面2条曲线),p越大反应速率v越大,达到化

学平衡的时间t越短,故p1>p2;同理,压强相同时(下面2

条曲线),温度越高反应速率越大,达到化学平衡的时

间越短,故T1>T2。【答案】A第37页/共67页1.解决化学反应速率和化学平衡图像题的一般思路和

方法(1)认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义,并与有

关的原理挂钩。(2)看清起点,分清反应物、生成物,浓度减小的是反应

物,浓度增大的是生成物,一般生成物多数以原点为起

点。(3)看清起点、拐点、终点,看清曲线的变化趋势。分

清正、逆反应及吸、放热反应。升高温度时,v(吸)>v技能归纳第38页/共67页(放),在速率-时间图像上,要注意看清曲线是连续的还是跳跃的,分清渐变和突变,大变和小变。例如,升高温度,v(吸)大增,v(放)小增,增大反应物浓度,v(正)突变,v(逆)渐变。(4)注意终点。例如在浓度-时间图像上,一定要看清终

点时反应物的消耗量、生成物的增加量,并结合有关原

理进行推理判断。(5)先拐先平。例如,在转化率-时间图像上,先出现拐点

的曲线先达到平衡,此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。第39页/共67页(6)定一议二。当图像中有三个量时,先确定一个量不

变再讨论另外两个量的关系。2.化学反应速率和化学平衡几种常见图像(1)速率与时间的图像此类图像揭示了正逆反应速率随时间(包括条件的改

变)的变化规律,体现了化学平衡移动的方向等。如N2+

3H2

2NH3

ΔH<0,建立平衡后升高温度对反应速率的影响如图所示。第40页/共67页(2)物质的量浓度与时间图像由这类图像可判断化学方程式。如由下图可知,反应的

化学方程式为2C

2A+3B。第41页/共67页(3)转化率或百分含量与时间、压强、温度的图像对化学反应:mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)进行个例分析:第42页/共67页由①可知,T1温度先达到平衡,故T1＞T2,升高温度，C%增大,ΔH＞0。由②可知,T2温度先达到平衡,故T1<T2,升高温度，C%减小,ΔH<0。由③可知,p1压强先达到平衡,故p1＞p2,加压,C%增大,m+n＞p+q。由④可知,p2压强先达到平衡,故p1<p2,加压,C%减小,m+n<p+q。由⑤可知,p1＞p2,m+n=p+q或加入了催化剂。由⑥中(A)、(B)两线可知,p1<p2,m+n<p+q,由(B)、(C)两线可知,T1<T2,ΔH<0。第43页/共67页(4)转化率或百分含量与压强、温度的图像对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(s)：由①可知,加压,C%减小,m+n<p；由(A)线可知,升温,C%增大,ΔH>0。由②可知,升温,C%减小,ΔH<0；由(A)线可知,加压,C%增大,m+n>p。第44页/共67页3.如图中的曲线是表示其他条件一定时,反应2NO+O2

2NO2(反应放热)中NO的转化率与温度的关系曲线。图中标有a、b、c、d四点,其中表示未达到平衡状

态,且v正>v逆的点是

(

)A.a点B.b点C.c点D.d点学以致用第45页/共67页【解析】此题为温度-转化率曲线,由于a点、b点均在

平衡线上,表示a点与b点均达到平衡状态,不符合题目

要求。c点时,若温度不变,NO的转化率将增大,说明反

应未达到平衡,且反应向正反应方向进行,即v正>v逆,符

合题目要求。d点时,若温度不变,NO的转化率将减小,

说明反应未达到平衡,且反应向逆反应方向进行,即v正

<v逆,不符合题目要求。【答案】C第46页/共67页考点4化学反应进行的方向判断

典例4

下列说法正确的是

(

)A.在常温下,放热反应一般能自发进行,吸热反应都不

能自发进行B.NH4HCO3(s)

NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)

ΔH=+185.7kJ·mol-1能自发进行,原因是体系熵增大效应大于能量效应C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或

熵变均可以单独作为反应自发性的判据D.在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂可以改变

化学反应进行的方向第47页/共67页【解析】有些能使熵值增大的吸热反应可以自发进

行,如高温时CaCO3分解,A项错误;C项错误的原因是

应将二者综合起来即利用复合判据进行判断;D项中

使用催化剂只能加快化学反应的速率,不能改变反应

进行的方向。【答案】B第48页/共67页ΔHΔSΔH-TΔS反应情况-+永远是负值在任何温度下过程

均自发进行+-永远是正值在任何温度下过程

均非自发进行++低温为正,高温为负低温时非自发高温

时自发--低温为负,高温为正低温时自发高温时

非自发技能归纳焓变、熵变与温度对化学反应方向的共同影响如下表:第49页/共67页4.物质(t-BuNO)2在正庚烷溶剂中发生如下反应:(t-

BuNO)2

2(t-BuNO)

ΔH=+50.5kJ·mol-1,下列有关该反应的说法中正确的是

(

)A.该反应的ΔS>0,在较高温度下有利于该反应自发进行B.该反应的ΔS>0,在较低温度下有利于该反应自发进行C.该反应的ΔS<0,在较高温度下有利于该反应自发进行学以致用D.该反应的ΔS<0,在较低温度下有利于该反应自发进行【答案】A第50页/共67页考点5化学平衡移动方向与反应转化率的关系

典例5

某固定体积的密闭容器中存在化学平衡:aA(g)

bB(g)+cC(g),在温度不变的条件下,再充入一定量的物质A,重新达到平衡时,下列判断中正确

的是

(

)A.若a=b+c,B的物质的量分数变大B.若a=b+c,平衡时A的物质的量比原平衡时增加C.若a>b+c,A的转化率不变D.若a<b+c,平衡时B的物质的量减少第51页/共67页【解析】固定体积时充入一定量的A,相当于对平衡

加压,若a=b+c,平衡向右移动,但B的物质的量分数不

变,A项错误;平衡时,A的物质的量增加,B项正确;若a>

b+c,平衡向右移动,A的转化率增大,C项错误;若a<b

+c,平衡向右移动,B的物质的量分数减少,但B的物质

的量增加,D项错误。【答案】B第52页/共67页1.温度:改变温度,若引起平衡向正反应方向移动,则反

应物的转化率一定增大;反之,若引起平衡向逆反应方

向移动,则反应物的转化率一定减小。2.压强:改变压强,若引起平衡向正反应方向移动,则反

应物的转化率一定增大;反之,若引起平衡向逆反应方

向移动,则反应物的转化率一定减小。3.反应物的用量(1)恒温恒压下①若反应物只有一种,如aA(g)

bB(g)+cC(g),增加A技能归纳化学平衡移动方向与反应转化率的关系如下:第53页/共67页的量,平衡向正反应方向移动,此种情况等效于起始浓

度相同,因此A的转化率也不变。②若反应物不止一种,如aA(g)+bB(g)

cC(g)+dD(g)。a.若只增加A的量,情况较复杂,视具体题目而定,这里不

讨论。b.若反应物A、B的物质的量同倍数地增加,平衡向正

反应方向移动,此种情况等效于起始浓度相同,因此转

化率不变。第54页/共67页(2)恒温恒容下①若反应物只有一种,如aA(g)

bB(g)+cC(g),增加A的量,A的浓度增大,平衡正向移动。考虑转化率时,此

种情况等效于加压,A的转化率与气态物质的化学计量

数有关:a.a=b+c,A的转化率不变;b.a>b+c,A的转化率增大;c.a<b+c,A的转化率减小。第55页/共67页②若反应物不止一种,如aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)。a.若只增加A的量,平衡向正反应方向移动,则A的转化

率减小,B的转化率增大。若只减少A的量,平衡向逆反

应方向移动,则B的转化率减小。b.若反应物A、B的物质的量同倍数地增加,平衡向正

反应方向移动,考虑转化率时,此种情况等效于加压,反

应物的转化率与气态物质化学计量数有关:a+b=c+d,转

化率不变;a+b>c+d,转化率增大;a+b<c+d,转化率减小第56页/共67页注意:压强在影响平衡状态时,一般必须伴有容器体积

的改变。所谓增大压强,一般是指缩小容器体积造成的

压强增大。若向平衡体系中充入某种气态反应组分或

对体系升温,应考虑浓度增大或温度升高对化学平衡的

影响,不能考虑由于浓度增大或体系温度升高而引起的

压强增大对化学平衡的影响。第57页/共67页(g)+I2(g)、③2NO2(g)

N2O4(g),在一定条件下达到化学平衡时,反应物的转化率均是a%。若保持各反应的

温度和容器的体积都不改变,分别加入一定量的各自的

反应物,重新达到平衡时,则反应物的转化率

(

)A.均不变B.①增大、②不变、③减小C.均增大D.①减小、②不变、③增大学以致用5.反应:①PCl5(g)

PCl3(g)+Cl2(g)、②2HI(g)

H2【答案】D第58页/共67页

实验探究

化学平衡中的实验探究【示例】对于已达平衡的可逆反应,当其他条件不变

时,改变反应物或生成物的浓度会对化学平衡有何影

响?【猜想与假设】假设1:化学反应处于平衡状态时,其他条件不变,增大反

应物浓度,使平衡向正反应方向移动。第59页/共67页假设2:化学反应处于平衡状态时,其他条件不变,增大反

应物浓度,使平衡向逆反应方向移动。假设3:化学反应处于平衡状态时,其他条件不变,增大生

成物浓度,使平衡向逆反应方向移动。假设4:化学反应处于平衡状态时,其他条件不变,增大生

成物浓度,使平衡向正反应方向移动。【设计和实施方案】在反应已达平衡的FeCl3和KSCN的混合液中,分别加

入:①FeCl3溶液②KSCN溶液③NaF溶液第60页/共67页实验仪器:烧杯、玻璃棒、胶头滴管。实验试剂:FeCl3(aq