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1、第一讲化学反应的方向和限度,成武二中 李亚楠,一、化学反应的方向,1、 放热反应过程使体系的能量降低，具有自发进行的倾向,吸热反应一定不能自发进行,在常温下不能自发进行吸热反应，在高温下也一定不能自发进行,NH4HCO3(固)+CH3COOH,CaCO3的分解,焓变不是决定反应能否自发进行的唯一因素,2、体系有自发地向混乱度增加（熵增）的方向进行的倾向,反应的熵变S=生成物的总熵-反应物的总熵,同一物质的熵： S(g)S(l)S(s),在常温、常压下，熵增的反应一定能自发进行,CaCO3的分解,少数熵减的反应在一定条件下也可以自发进行,NH3+HCl,熵变也不是决定反应能否自发进行的唯一因素,
2、H,3、化学反应方向的判据,在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既与焓变有关又与熵变有关。在恒温、恒压条件下，由H-TS的大小来确定。,H TS0,H TS0,H TS0,反应能自发进行,反应不能自发进行,反应达到平衡状态,二、化学反应的限度,1、可逆反应,（1)概念,在相同条件下同时向正逆两个方向进行的反应,（2）特征,在一定条件下反应物不能全部转化成产物， 只能进行到一定程度,2.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 ，反应物和生成物的浓度不在随时间的延长而发生 的状态。,相等,变化,（2）、化学平衡状态的特征,动：动态平衡（正逆反应仍在进行）,等：
3、正反应速率=逆反应速率0,定：反应混合物中各组分的浓度保持不变，各组分的百分含量一定。,变：条件变化，化学平衡状态将被破坏,直到在新的条件下建立新的平衡。,逆：研究对象可逆反应。,化学平衡状态的判断特征,化学平衡中的常见图像 浓度时间图 速率时间图 某物质的转化率(或百分含量)-时间-温度(或压强)图 某物质的转化率(或百分含量)-温度-压强图,(3)、化学学平衡中的图像题,五看图像 一看面：即明确横纵坐标的意义（有几个变量）； 二看线：了解线的走向和变化趋势； 三看点：即起点、交点、终点、拐点与极值点等； 四看辅助线：如等温线、等压线、平衡线等； 五看量的变化：如浓度、温度、压强的变化等。,
4、分析判断 根据到达平衡的时间长短，结合化学反应速率理论判断温度的高低或压强的大小； 根据图像中量的变化判断平衡移动的方向，结合平衡移动原理，分析可逆反应的特点（是气体分子数增大还是减小的反应；或是吸热还是放热反应); 定一议二：若图像中有三个量，要先固定一个自变量，再讨论另外两个量之间的关系；思维要全面，要注意变换定量与变量，最后下综合结论。,图像题是化学平衡中的常见题型，这类题目是考查自变量（如时间、温度、压强等）与因变量（如物质的量、浓度、百分含量、转化率）之间的定量或定性关系。,1、浓度 - 时间图：,可用于： 1)写出化学反应方程式： 2)求反应物的转化率：,A+2B 3C,A的转化率
5、=33.3% B的转化率=66.7%,例：,练：,5A 3B+2C,A的转化率=62.5%,浓度 - 时间图的关键： 写出反应方程式 A、何为反应物、生成物 B、反应物、生成物计量数关系 C、是否为可逆反应 计算反应物的转化率 计算某物质的化学反应速率,2、速度-时间图：,可用于： 1) 表示反应速率的变化和化学平衡的移动。 2) (已知反应)判断引起平衡移动的因素。,增大反应物浓度,正,引起平衡移动的因素是 ，平衡 将向 方向移动。,减小生成物浓度,正,已知对某一平衡改变温度时有如下图变化，则温度的变化是 (升高或降低)，平衡向 反应方向移动，正反应是 热反应。,升高,正,吸,对于mA(g)
6、+nB(g) pC(g)+qD(g)，改变压强时有如下图变化，则压强变化是 (增大或减小)，平衡向 反应方向移动，m+n (、=)p+q。,增大,逆,对于反应A(g)+3B(g) 2C(g)+D(g)(正反应放热)有如下图所示的变化，请分析引起平衡移动的因素可能是什么？并说明理由。,由于v正、v逆均有不同程 度的增大，引起平衡移动 的因素可能是 a.升高温度 b.增大压强。根据反应方 程式，升高温度平衡向逆反应方向移动，与图示相符；增大压强平衡向正反应方向移动，与图示不相符。故此题中引起平衡移动的因素是升高温度。,对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)有如下图所示的变化，请分析
7、t1时的改变因素可能是什么？并说明理由。,由于v正、v逆相同程 度的增大，t1时的改变因素可能是 a.加入(正)催化剂 b.当m+n=p+q时增大压强。 平衡没有移动。,速率 - 时间图的关键： 看出反应速率的变化 判断化学平衡的移动方向 判断影响化学反应速率和化学平衡的因素,3、某物质的转化率(或百分含量)-时间-温度(或压强)图：,对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),T1T2;,P1P2;,正反应吸热,m+np+q,对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),P1P2,m+n=p+q,对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),P1P2;,T1T
8、2;,m+np+q,正反应吸热,某物质的转化率(或百分含量)-时间-温度(或压强)图的关键： 判断温度（或压强）的大小 学会“定一议二”法。,4、某物质的转化率(或百分含量)-温度压强图：,对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),正反应放热,正反应吸热,m+np+q,m+np+q,3、化学平衡常数,化学平衡常数表示可逆反应进行程度的大小,K是温度函数，与反应物、生成物的浓度无关，只受温度影响,固体和纯液体的浓度为常数，通常不计入平衡常数表达式中。,4.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
9、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。,越大,越大,温度,5、化学平衡常数的应用,（浓度熵）,Qc K时，,Qc = K时，,反应已达平衡,反应正向进行,V正 v逆,V正 = v逆,V正 v逆,Qc K时，,反应逆向进行,6、平衡转化率：,（A）=,A的起始浓度 -A的平衡浓度,A的起始浓度,100,三、影响化学平衡的因素,1.影响因素,（1）温度,（2）浓度,（3）压强,升高，化学平衡向吸热方向移动,降低，化学平衡向放热方向移动,C（反应物）增大或C(生成物）减小，QK，平衡正向移动,C
10、（反应物）减小或C(生成物）增大，QK，平衡逆向移动,若Vg0,增大压强，Qk，平衡逆向移动,减小压强，Qk，平衡正向移动,若Vg0,增大压强，Qk，平衡正向移动,减小压强，Qk，平衡逆向移动,若Vg=0,压强的改变对平衡无影响,2、勒、夏特列原理：,如果改变影响化学平衡的一个因素，平衡将向能够减弱这种改变的方向移动。,当堂训练 1.下列过程属于非自发过程的是 ( ) A.N2和O2混合 B.H2和O2化合生成H2O C.常温、常压下石墨转化为金刚石 D.C+O2 CO2,C,2.下列说法错误的是 ( ) A.NH4NO3溶于水是自发过程 B.同一种物质气态时熵值最大，液态时次 之，而固态时最
11、小 C.借助于外力能自发进行的过程，其体系的 能量趋向于从高能状态转变为低能状态 D.由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组 合而成的复合判据，更适合于所有的过程,C,3.有A、B、C、D 4个反应： 则在任何温度都能自发进行的反应是 ；任何温度都不能自发进行的反应是 ；另两个反应中，在温度高于 时可自发进行的反应是 ，在温度低于 时可自发进行的反应是 。,C,B,77,A,-161.6,D,4. 一定条件下，在密闭容器中，能表示反应X(g)+2Y(g) 2Z(g)一定达到化学平衡状态的是 ( ) X、Y、Z的物质的量之比为122 X、 Y、Z的浓度不再发生变化 容器中的压强不再发生变化 单位时
12、间内生成n mol Z，同时生成2n mol Y A. B. C. D.,C,5. 下列关于平衡常数的说法中，正确的是( ) A.在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓 度表示，生成物浓度用平衡浓度表示 B.化学平衡常数较大的可逆反应，所有反应物 的转化率一定大 C.可以用化学平衡常数来定量描述化学反应的 限度 D.平衡常数的大小与温度、浓度、压强、催化 剂有关,C,6.关于化学平衡常数的叙述不正确的是 ( ) A.温度一定，一个化学反应的平衡常数是一个 常数 B.两种物质反应，不管怎样书写化学方程式， 平衡常数不变 C.温度一定时，对于给定的化学反应，正、逆 反应的平衡常数互为倒数 D.浓度商Qcv逆,B,7.在密闭容器中发生下列反应：aA(g) cC(g)+Dd(g),反应达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.8倍，下列叙述正确的是（ ） A .A的转化率变小 B. 平衡象正反应方向移动 C. D的体积分数变大 D. ac+d,A,