化学反应的方向及限度

高三化学复习化学反应的方向化学平衡水往低处流生活中的自发过程冰室温时融化生活中的自发过程一、化学反应的方向及判断依据1、自发反应注意：(1)一定条件指：一定的温度和压强外界帮助可以是如通电、持续加热等(2)自发反应在恰当条件下才能实现在一定条件下，无需外界帮助就能自动进行的反应高能有序低能无序特点：2、化学反应的方向及判断依据（1）焓判据：△H<O有利于反应自发进行

有序混乱熵变与反应方向研究表明，除热效应外，决定反应能否自发进行的另一因素——体系的混乱度（熵S）熵：衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵，用符号S表示。对于同一物质：S（g）﹥S（l）﹥S（s）熵变：反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变.用△S表示。△S=S生成物总熵－S反应物总熵反应的△S越大,越有利于反应自发进行熵判据：体系趋向于由有序状态转变为无序状态，即混乱度增加（△S＞0）。且△S越大，越有利于反应自发进行。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：判断下列过程的熵变是大于零还是小于零？△S＞0△S＜0△S＞0△S＞02、化学反应的方向及判断依据（1）焓判据：△H<O有利于反应自发进行

（2）熵判据：△S>0

有利于反应自发进行

（3）综合判据：正确判断一个化学反应是否能够自发进行必须综合考虑反应的焓变和熵变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)综合判据：△H－T△S＜

0

反应能自发进行该反应一定能自发进行该反应一定不能自发进行该反应在较低温度下能自发进行该反应在较高温度下能自发进行1、化学平衡的建立从反应物开始从生成物开始二、化学平衡状态2、化学平衡状态在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态，称为化学平衡状态。概念的理解：是一定条件下的可逆反应实质标志对象是ひ正=ひ逆

≠0是反应混合物中各组分的浓度保持不变3、化学平衡的特征(1)逆

变(2)等(3)动

定——可逆反应——ひ正=ひ逆≠0——动态平衡——平衡状态时，反应混合物中各组分的浓度保持不变——当浓度、压强、温度等条件改变时，化学平衡即发生移动①

v正=v逆

A.同一物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。如：VA生成=VA消耗

B.不同的物质：速率之比等于方程式中的系数比，但必须是不同方向的速率。如:VA生成:VB消耗=m:n②各组成成分的浓度保持不变:

①各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度保持不变。②各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数保持不变。对于mA+nB=xC+yD平衡状态达到的标志：4、判断化学平衡状态的标志(1)直接标志：(2)间接标志：①各物质的物质的量②气体的压强③气体的颜色（有颜色变化的）④气体的密度或平均相对分子质量⑤反应物的转化率、生成物的产率不再发生变化；⑥反应物反应时破坏的化学键与逆反应得到的反应物形成的化学键种类和数量相同；具体问题具体分析

在判断平衡状态时，我们只要抓住：“在反应中能够改变的量，如果保持不变，则达到平衡状态”这点来分析。“该变不变则平衡”判断化学平衡状态的方法⑴项目mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)是否平衡混合体系中各组分的含量各物质的物质的量或物质的量的分数一定各物质的质量或质量分数一定各气体的体积或体积分数一定总压强、总体积、总物质的量一定平衡平衡平衡不一定平衡项目mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)是否平衡正逆反应速率关系在单位时间内消耗了mmolA的同时生成了mmolA

在单位时间内消耗了nmolB的同时消耗了pmolC在单位时间内生成了nmolB的同时消耗了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断化学平衡状态的方法⑵平衡平衡不一定平衡不一定平衡项目mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)是否平衡压强当m+n≠p+q时，总压强一定(其它条件一定)当m+n=p+q时，总压强一定(其它条件一定)混合气体的平均相对分子质量(M)当m+n≠p+q时，M一定当m+n=p+q时，M一定判断化学平衡状态的方法⑶平衡不一定平衡平衡不一定平衡项目注意化学反应的特点是否平衡密度(ρ)（等容或等压）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)判断化学平衡状态的方法⑷不一定平衡不一定平衡一定平衡课堂练习

下列方法中可以证明3A(g)+2B2(g)

2C2(g)+D2(g)已经达到平衡状态的是______________________.⑵一个B—B键的断裂的同时有一个C—C键的生成⑼百分组成B2%=C2%=D2%⑴单位时间内生成了2molC的同时也生成了3molA⑶反应速率ひ(B2)=ひ(C2)=1/2ひ(D2)⑷C(B2):C(C2):C(D2)=2:2:1⑸温度、体积一定时，[B2]、[C2]、[D2]浓度不再变化⑹温度、体积一定时，容器内的压强不再变化⑺条件一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化⑻温度、压强一定时，混合气体的密度不再变化⑴、⑸、⑹、⑺、⑻三、化学平衡常数(符号为K)cp(C)·cq(D)cm(A)·cn(B)

平衡常数的数学表达式K=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，这个常数称是该反应的化学平衡常数(简称平衡常数)，用符号K表示。对于反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)1.定义：3.数学表达式：2.决定因素：T4.平衡常数K的应用(1)判断正反应是吸热反应还是放热(2)判断反应进行的程度(3)判断正在进行的反应是否达平衡4.书写平衡常数关系式的规则1)如果反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中。如:CaCO3(s)

CaO(s)+CO2(g)

K=CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(l)K=2)同一化学反应，可以用不同的化学反应式来表示，每个化学方程式都有自己的平衡常数关系式及相应的平衡常数。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)可推断正反应是吸热反应还是放热反应温度623K698K763K浓度平衡常数66.954.445.9正方向是放热反应例如：不同温度时，反应:H2(g)+I2(g)2HI(g),的浓度平衡常数与温度的关系如下：△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;K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；K值越小，表示反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。可用该时刻产物的浓度幂的之积与反应物浓度幂之积的比即浓度商Q与K比较大小来判断。(2)推断反应进行的程度一般来说，反应的平衡常数K≥105，认为正反应进行得基本完全(3)判断正进行的反应是否达平衡

对于可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)QC>k，

未达平衡，逆向进行。

QC=k,达平衡，平衡不移动。QC<k,

未达平衡，正向移动。5、有关化学平衡常数的计算对于反应:aA+bB

cC+dD反应物A的平衡转化率（该条件最大转化率）可表示：平衡转化率(%100)%×-=AAAA的初始浓度的平衡浓度的初始浓度a-=)(A)(A0cc平%100×)(A0c例题1：在某温度下，将H2(g)和I2(g)各0.10mol混合物充入10L的密闭容器中，充分反应达到平衡时，测得c(H2)=0.0080mol/L，求：(1)反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数(2)其它条件不变，充入的H2(g)和I2(g)各0.20mol,求达平衡时各物质的平衡浓度。(1)已知初始浓度和平衡浓度求平衡常数0.25c(H2)=c(I2)=0.016mol/Lc(HI)=0.0080mol/L例题2:在2L的容器中充入1molCO和1molH2O(g),发生反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)800℃时反应达平衡,若k=1.求：（1）CO的平衡浓度和转化率。（2）若温度不变，此容器中充入的是1molCO和2molH2O(g)，CO的平衡浓度和转化率是多少。（3）若温度不变，上容器中充入的是2molCO和4molH2O(g)，CO的平衡浓度和转化率是多少。（4）若温度不变，要使CO的转化率达到90%，在题干的条件下还要充入H2O(g)物质的量为多少。（2）知平衡常数和初始浓度求平衡浓度及转化率。0.25mol/L50％0.167mol/L66.7％0.33mol/L66.7％8mol注：温度一定时，对于一个化学反应，平衡常数虽然一定，但不同的反应物的平衡转化