选修4-2.2化学反应的方向和限度

第二单元化学反响的方向和限度2-1-1化学反响的方向1整理ppt水往低处流冰雪融化自然界中的自发过程表达了自然界变化的方向性2整理ppt自发反响：在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的反响自发过程：在一定条件下不需外界帮助就能进行的过程(1)在常温下盐酸能与氢氧化钠溶液反响生成氯化钠和水；而氯化钠和水却不能反响生成盐酸和氢氧化钠。(2)铁器暴露在潮湿空气中会生锈；一、化学反响的方向——自发反响这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。3整理ppt二、判断化学反响方向的依据体系趋向于从高能状态转变为低能状态〔△H＜0〕。对于化学反响而言，绝大多数的放热反响能自发进行，且放出的热量越多，体系能量降低越多，反响越完全焓变〔△H〕是决定反响能否自发进行的因素之一。有不少吸热过程也能自发进行。有一些吸热反响在室温条件下不能自发进行，但在较高温度下那么能自发进行1.焓判据：4整理ppt问题：为什么有些吸热反响或吸热过程也能自发进行？CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)高温消石灰与氯化铵的反响有氨气生成，碳酸钙分解生成二氧化碳气体，可能有气体生成使体系的混乱度增大是反响能自发的原因之一。NH4NO3(S)NH4+(aq)+NO3-(aq)硝酸铵溶于水后，硝酸根离子和铵根离子由规那么的排列转化为能在水中自由地运动，即由有序转变为无序，体系的混乱度增大。5整理ppt有序混乱6整理ppt2.熵判据熵：在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序的倾向，这种推动体系变化的因素称作熵。实质：衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵，用S表示。单位：J/mol·K影响熵的因素：相同条件，不同物质S值不同对于同一物质：S(g)﹥S(l)﹥S(s)熵变：反响前后体系的熵的变化叫做反响的熵变△S。△S=S生成物总熵－S反响物总熵熵增加原理：自发反响体系趋向有序变为无序，导致体系熵增加△S＞0，这个判据叫熵判据。

7整理ppt熵增加过程：固体溶解气体扩散水的汽化熵增加反响：气体分子数增加气体分子数不变时考虑气体种类注意：熵变〔△S〕是决定反响能否自发进行的又一因素。有些熵减小的反响在一定条件下可以自发进行8整理ppt3、焓变与熵变对反响方向的共同影响∶〔复合判据〕恒温恒压：△H－T△S﹤0那么反响自发进行，△H－T△S=0反响到达平衡状态△H－T△S＞０反响不能自发进行。焓变熵变均只与始态终态有关，与路径无关。只影响自发与否，与反响速率无关9整理ppt1．反响的自发性只能用于判断反响的方向，不能确定反响是否一定会发生和过程发生的速率。如钢制器件腐蚀。注意：2．在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。如石灰石分解，常温下是非自发的，但在1273K时是自发的反响。10整理ppt例1以下过程是非自发的是∶〔〕A、水由高处向低处流；B、天然气的燃烧；C、铁在潮湿空气中生锈；D、室温下水结成冰例2碳酸铵〔〔NH4〕2CO3〕在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的选项是∶A、其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大；B、其分解是因为外界给予了能量；C、其分解是吸热反响，据能量判据不能自发分解；D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。DA11整理ppt1、以下说法正确的选项是∶〔〕A、但凡放热反响都是自发的，但凡吸热反响都是非自发的；B、自发反响一定是熵增大，非自发反响一定是熵减少或不变；C、自发反响在恰当条件下才能实现；D、自发反响在任何条件下都能实现。2、自发进行的反响一定是∶〔〕A、吸热反响；B、放热反响；C、熵增加反响；D、熵增加或者放热反响。CD12整理ppt3、以下说法正确的选项是∶〔〕A、放热反响一定是自发进行的反响；B、吸热反响一定是非自发进行的；C、自发进行的反响一定容易发生；D、有些吸热反响也能自发进行。4、250C和1.01×105Pa时，反响2N2O5〔g〕=4NO2〔g〕+O2〔g〕；△H=＋56.76kJ/mol，自发进行的原因是∶A、是吸热反响B、是放热反响C、是熵减少的反响D、熵增大效应大于能量效应DD13整理ppt专题2第二单元化学反响与能量化学反响的限度

14整理ppt一、什么是可逆反响在同一条件下,既能向正反响方向进行,同时又能向逆反响方向进行的反响注意：1：可逆反响有一定的限度总是不会停止2:反响物与生成物共存正向逆向反响同时进行3：理论认为，所有反响均是可逆反响，对于转化率100%的反响，视为近似处理

15整理ppt正反响速率=逆反响速率正反响速率逆反响速率相等时间速率反响仍在进行，但是各种物质的浓度均保持不变，到达动态平衡，这就是重要概念—化学平衡状态16整理ppt二、化学平衡状态：化学平衡状态：在一定条件下的可逆反响里，正反响速率和逆反响速率相等，反响混合物中各组分的浓度保持不变强调标志：反响混合物中各组分的浓度保持不变的状态前提〔适用范围〕：可逆反响内在本质：v(正)=v(逆)

≠017整理ppt化学平衡状态的特征(4)定：反响混合物中各组分的浓度保持不变，各组分的含量一定。(5)变：条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。(3)动：动态平衡〔正逆反响仍在进行〕(2)等：平衡时v正=v逆≠0(1)逆：只适用于可逆反响18整理ppt①速率：v正=v逆≠0(同种物质）看方向，看比例（即任何一种物质的生成速率等于其消耗速率）不同种物质速率反向且比值等于系数比②各成分的百分含量保持不变物质的量或物质的量分数质量或质量分数体积或体积分数（气体）浓度不变1、直接三、达平衡标志：变量不变建立平衡19整理ppt①反响物转化率不变②产物产率不变③温度不变〔其他条件一定〕④颜色不变〔有颜色气体〕；⑤化学键：看方向，看比例⑥〔反响前后气体分子数不等〕总压强体积总气体物质的量气体质量平均相对分子质量不变⑦密度不变〔有固体或液体参与〕2、间接标志：20整理ppt请大家完成P48页的“交流与讨论〞，并根据所得结果总结归纳平衡时反响物、生成物浓度之间的关系。结论：在一定的温度下，无论反响物的起始浓度，反响到达平衡状态后，反响物与生成物的系数次方的比是一常数。该如何定量描述化学平衡？21整理ppt四、化学平衡常数1、概念对某一可逆反响，在一定温度下，无论反响物的起始浓度如何，反响到达平衡状态后，反响物与生成物浓度系数次方的比是一个常数，称为化学平衡常数，用K表示。2、K的表达式对于下列可逆反应：aA+bBcC+dD，则有：其中c为各组分的平衡浓度22整理ppt学习化学平衡常数有什么重要意义？3、化学平衡常数的意义aA+bBcC+dDK值的大小，表示该温度下到达平衡时，反响进行的程度〔反响的限度〕K值越大，说明生成物所占比例越大，正向反响进行的程度越大；反之那么越小。K＞105该反响就进行的根本完全23整理ppt4.平衡常数的本卷须知aA+bBcC+dD〔2〕K值表达式中，固体、纯液体不写；水：溶液中不写，非水溶液中写〔4〕平衡常数的表达式与方程式的书写方式有关；同一反响正逆方向的K互为倒数〔1〕K只与温度有关，所以使用时应注明温度；〔3〕平衡常数表示反响进行的程度，不表示反响速率24整理pptCr2O72-+H2O2CrO42-+2H+Fe3O4(s)+4H2(g)高温3Fe(s)+4H2O(g)N2+3H22NH32NH3N2+3H2N2+H2NH31232练习1：根据平衡常数的定义，请大家写出以下可逆反响的平衡常数表达式。25整理ppt5.化学平衡常数的应用①利用K值可判断是否处于平衡状态及如何建立平衡Qc＜

K

：Qc＝

K：Qc＞K

：)()()()(B.cAcD.cCcQcbadc=aA+bBcC+dD浓度商平衡时：未知状态时：反响处于平衡状态，即v正＝v逆反响向逆方向进行，即v正＜v逆反响向正方向进行，即v正＞v逆26整理ppt②利用K判断反响的热效应升高温度，K增大，正反响吸热升高温度，K减小，正反响放热化学平衡常数27整理ppt五、平衡转化率(

)×100%

=该反响物的起始浓度－该反响物的平衡浓度该反响物的起始浓度1、定义：2、表达式：3、理解注意：(1)、转化率是对反响物而言的；(2)、在一定温度下可逆反响中，K值越大，反响物的转化率就越高；(3)、对于一给定可逆反响，K值只与温度有关，而a不仅与温度有关也与反响物起始浓度有关。28整理ppt六、化学平衡的相关计算⑴根本模式——“三部曲解法〞转化浓度：mxnxpxqx平衡浓度：a-mxb-nxpxqx⑵根本关系②生成物：平衡浓度＝起始浓度＋转化浓度①反响物：平衡浓度＝起始浓度－转化浓度例：mA+nBpC+qD起始浓度：ab00(mol/L)(mol/L)(mol/L)29整理pptＡＤ练习2、在某温度下，可逆反响：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的平衡常数为Ｋ，以下说法正确的选项是〔〕Ａ.Ｋ越大，到达平衡时，反响进行的程度越大．Ｂ.Ｋ越小，到达平衡时，反响物的转化率越大．Ｃ.Ｋ随反响物浓度改变而改变．Ｄ.Ｋ随温度改变而改变．30整理ppt例1：某温度下，向10L真空容器中注入1.00molH2(g)和1.00molI2(g)，反响平衡后I2(g)的浓度为0.0200mol·L-1试求该温度下H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数。解：据题意可知，起始时c(H2)=c(I2)=0.100mol·L-1，平衡时c(H2)=c(I2)=0.0200mol·L-1，生成的c(HI)=0.160mol·L-1H2(g)+I2(g)2HI(g)起始时各物质的浓度/mol·L-10.1000.1000变化的各物质的浓度/mol·L-1平衡时各物质的浓度/mol·L-10.08000.08000.1600.02000.02000.160K=(0.160)2(0.0200)2=64.0

c2(HI)c(H2)·c(I2)=答：平衡常数为64.0。31整理pptc(CO)·c(H2O)【例2】在一密闭容器中，CO与H2O混合加热到800℃达到下列平衡：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)K=1.00，若反应开始时CO和H2O的浓度均为0.200mol·L-1，求达到平衡时CO转化为CO2转化率是多少？c(平)/mol·L-10.200－x0.200－xxx

解得:x=0.1解：设平衡时CO2和H2的浓度为xmol·L-1K=x2(0.200－x)(0.200－x)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)c(始)/mol·L-10.2000.20000c(变)/mol·L-1

xxxx=1.00c(CO2)·c(H2)=

=×100%=50.0%0.1000.20032整理ppt练习1、850K时，在一密闭容器中充入一定量的SO2和O2，当反响到达平衡后测得：SO2、O2和SO3的浓度分别为6.0×10-3mol·L-1、8.0×10-3mol·L-1和4.4×10-2mol·L-1。计算：〔1〕该温度下反响的平衡常数。〔2〕达平衡状态时SO2的转化率。2SO2+O22SO3练习2：X、Y、Z为3种气体，把amolX和bmolY充入一密闭容器中，发生反响X+2Y2Z