專題2化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第二單元化學(xué)反應(yīng)的方向和限度知識(shí)點(diǎn)歸納

1、專題2化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第二單元 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度知識(shí)點(diǎn)歸納專題2化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡第二單元 化學(xué)反應(yīng)的方向和限度知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)一、化學(xué)反應(yīng)方向（一）自發(fā)過(guò)程和自發(fā)反應(yīng)畬一.在蟀定條件下可以白發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)韓辯 具有方向性Q即反應(yīng)的某個(gè)方向在自發(fā)展應(yīng)一何11定下是自叟的.而其逆方尚在該條件下是背定非自發(fā)的一啰-肯發(fā)反應(yīng)可穗用最先成有厘功*非自發(fā)反應(yīng)要煙發(fā)生.宓殖對(duì)它骨功自發(fā)過(guò)程具有的特點(diǎn)：能量角度體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（體系對(duì)外部做功或者釋放熱量 ）?；靵y度角度體系趨向于從有序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序狀態(tài)。（二）化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與燎變、嫡變的關(guān)系1 .自發(fā)反應(yīng)與始變的關(guān)系多數(shù)自發(fā)進(jìn)行

2、的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)，但也有很多吸熱反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，因此，反應(yīng)始變是與反應(yīng)進(jìn)行的方向有關(guān)的始判據(jù)放熱反應(yīng)過(guò)程中體系能量降低，具有自發(fā)進(jìn)行的傾向次含變與反應(yīng)自發(fā)性的關(guān)系若該反應(yīng)為放熱反應(yīng),即 AH三0, 一般能自發(fā)進(jìn)行；若該反應(yīng)為吸_ 數(shù)反應(yīng)，即 AH二0, 一不能自發(fā)進(jìn)行局限性有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行，所以烙變是與反應(yīng)進(jìn)行的方向有美的 因素之一，但不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素因素之一，但不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素。2 .化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與嫡變的關(guān)系(1)嫡的概念自發(fā)過(guò)程的體系趨向于由有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序，體系的混亂度增大。體系的混亂度常用嫡來(lái)描述，嫡的概念是表示體系的混亂或無(wú)序程度的

3、物理量，其符號(hào)為So嫡值越大，體系的混亂度越大。(2)影響嫡大小的因素同一條件下，不同的物質(zhì)嫡值不同。同一物質(zhì)的嫡與其聚集狀態(tài)及外界條件有關(guān)，如同一種物質(zhì)不同狀態(tài)時(shí)嫡值大小為S(g)>S(l)>S(s)。氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量越大，分子數(shù)越多，嫡值越大。(3)嫡判據(jù)在與外界隔離的體系中，自發(fā)過(guò)程將導(dǎo)致體系的嫡增大，即嫡變(符號(hào)AS成于零，這個(gè)原理叫做嫡增原理。在用嫡變來(lái)判斷過(guò)程的方向時(shí)，就稱為嫡判據(jù)。當(dāng)AS>0時(shí)，反應(yīng)為嫡增反應(yīng)，在一定條件下能自發(fā)進(jìn)行。 如2H 2O2(aq)=2H 20(1) + 02(g) 在常溫下能自發(fā)進(jìn)行。當(dāng)AS<0時(shí)，反應(yīng)為嫡減反應(yīng)，在一定條件下

4、不能自發(fā)進(jìn)行。但如 NH3(g)+HC1(g)=NH 4C1(s)也能自發(fā)進(jìn)行。(4)反應(yīng)嫡變是與反應(yīng)進(jìn)行的方向有關(guān)的因素之一，但不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素。如：2A1(s) + Fe2O3(s)=A1 2O3(s)+ 2Fe(s) A S= 39.35 J mol 1 K 1,上述反應(yīng)為嫡減少的反應(yīng)，但在一定條件下，該反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行。說(shuō)明 髓判據(jù)”也具有一定的局限性?！咀⒁狻繌氖甲?能量)角度：刖<0,有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。(2)從嫡變角度：AS>0,有利于反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。在實(shí)際的化學(xué)反應(yīng)中，若AH與AS符號(hào)相同時(shí)，對(duì)化學(xué)反應(yīng)的方向的影響作用出現(xiàn)矛盾， 因此，在分析一個(gè)具體

5、化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向時(shí)，不能孤立地使用始判據(jù)或嫡判據(jù)來(lái)分析，否則，可能會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論。例如，有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行，如2N2O5(g)=4NO 2(g)+ O2(g) AH >0,能自發(fā)進(jìn)行。(三)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向與自由能變化的關(guān)系1 .用始變和嫡變的復(fù)合判據(jù)判斷反應(yīng)的方向(1)由始判據(jù)知放熱反應(yīng)是易自發(fā)進(jìn)行的；由嫡判據(jù)知嫡值增加是自發(fā)的。很多情況下用不 同的判據(jù)判定同一個(gè)反應(yīng)，可能會(huì)出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果。(2)體系的自由能變化(符號(hào)為AG,單位為kJ mo1)綜合考慮了始變和嫡變對(duì)體系的影響, 可用于化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向的判斷，AG= AH TAS。2 .自由能的運(yùn)用(1)復(fù)合

6、判據(jù)判斷反應(yīng)方向的有關(guān)規(guī)律當(dāng)AH<0, AS>0,則AG<0,反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行。當(dāng)AH>0, AS<0,則AG>0,反應(yīng)一定不能自發(fā)進(jìn)行。當(dāng)AH>0, AS>0或AH<0, AS<0時(shí)，反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行與溫度有關(guān)，一般低溫時(shí)烙變影 響為主，高溫時(shí)嫡變影響為主。(2)反應(yīng)發(fā)生的條件有多種，AG= AH TAS這個(gè)判據(jù)只能用于溫度、 壓強(qiáng)一定條件下的反應(yīng), 不能用于其他條件(如溫度、體積一定)下的反應(yīng)。(3)反應(yīng)的自發(fā)性只能判斷方向性，反應(yīng)能否實(shí)現(xiàn)，還要看具體的反應(yīng)條件?；瘜W(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判斷方法AH-TASV 0反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行；H-T

7、AS= 0反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)； AH-TAS> 0反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。溫度與反應(yīng)方向關(guān)系:A 5A«<0所仃溫度下反南都能自疫進(jìn)行A "V。0低溫下反應(yīng)能自發(fā)發(fā)行A5>0施湘下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行a7)所有溫度下反悔都不能自發(fā)進(jìn)行、化學(xué)平衡狀態(tài)(一)化學(xué)平衡狀態(tài)研克對(duì)奧建立寸程化學(xué)平演L棋本特征：藉應(yīng) 七民體表現(xiàn)春紐介液度 一(或旗星)保持不變1.可逆反應(yīng)(1)含義：在相同條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。(2)表示方法：如高溫、高壓并有催化劑作用的條件下,N2和H2反應(yīng)生成 NH3的可逆反應(yīng)可表不為一高溫高壓N2+3H2催化劑2NH3。

8、(3)特征正、逆反應(yīng)發(fā)生的條件相同。反應(yīng)不能進(jìn)行到底,反應(yīng)體系中，與化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的各種物質(zhì)共存。3 .不可逆反應(yīng)有些反應(yīng)因逆反應(yīng)進(jìn)行程度太小而可忽略，正反應(yīng)幾乎完全進(jìn)行到底， 一般認(rèn)為這些反 應(yīng)不可逆。例如，H2的燃燒、酸堿中和等。4 .可逆反應(yīng)的特點(diǎn) (1)三性”指U逆反隨分為方向相反的兩個(gè)反應(yīng)1正胸曳和辿辰圓指反痛物的轉(zhuǎn)化率一】0整.反閑物與生成物共存指iE.逆反應(yīng)是在相同條杷3同時(shí)遂行5 .化學(xué)平衡狀態(tài)的建立建立過(guò)程(以為N2+ 3H2?2NH3為例)(3)化學(xué)平衡狀態(tài)的概念可逆反應(yīng)在一定條件下進(jìn)行到一定程度時(shí),正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)物和生成物的濃度不再發(fā)生變化，反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平

9、衡狀態(tài)。(4)化學(xué)平衡狀態(tài)五大特征“逆"一可逆反應(yīng)動(dòng)"一平衡府反龍雙有停I匕是一種動(dòng)態(tài)平衡杰"等"一 £iE反曲-b (逆反應(yīng))征 “定”反成物利成物的濃度保持不變一必變”一條件改奘平街狀態(tài)可能改變，新條件下 建電新的平衡狀態(tài)五大特征(1)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后，反應(yīng)并沒(méi)有停止，而是反應(yīng)在該條件下進(jìn)行的最大限度。(2)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后，各組分的濃度保持不變，并不是各組分的濃度相等。X物質(zhì)濃度反應(yīng)速率反應(yīng)物生成物正反應(yīng)逆反應(yīng)開(kāi)始時(shí)取大0取大0進(jìn)行中減小增大減小增大平衡時(shí)小艾小艾v(正反應(yīng))=v(逆反應(yīng))(2)濃度一時(shí)間圖像和速率一時(shí)間圖像分別為

10、（二）化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)與方法1 .可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)的特征之一是v正三v逆WQ2 .可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)的另一特征是反應(yīng)混合物中各組分的百分含量保持不變。判斷可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的方法1 .從化學(xué)反應(yīng)速率的角度判斷 （即v=v逆W0）有兩層含義：對(duì)于同一物質(zhì)，該物質(zhì)的生成速率等于其消耗速率；對(duì)于不同的物質(zhì)，速率之比等于化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，但必須是不同方向的速率。2 .利用變量”與不變量”判斷確定反應(yīng)中的 變量”，即隨反應(yīng)的進(jìn)行而變化的量，當(dāng)變量不再變化時(shí)，表明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)。而當(dāng) 不變量”不變時(shí)，不能判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)。（2）常見(jiàn)的變量有：氣體的顏色；

11、對(duì)于氣體體積有變化的反應(yīng)來(lái)說(shuō)，恒壓反應(yīng)時(shí)的體積、恒容反應(yīng)時(shí)的壓強(qiáng)；對(duì)于反應(yīng)體系中全部為氣體，且氣體物質(zhì)的量有變化的反應(yīng)來(lái)說(shuō)，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量；對(duì)于反應(yīng)體系中不全部為氣體的反應(yīng)來(lái)說(shuō)，恒容時(shí)混合氣體的密度等。應(yīng)當(dāng)注意，在利用 標(biāo)、p、n（總）、p（總）判斷時(shí)要注意反應(yīng)特點(diǎn)和容器的體積變化問(wèn)題。（三）等效平衡1 .概念在一定條件下（恒溫、恒容或，值溫、恒壓），對(duì)同一可逆反應(yīng)體系，起始時(shí)加入物質(zhì)的物 質(zhì)的量不同，而達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的百分含量相同，這樣的平衡稱為等效平衡。2 .分類根據(jù)反應(yīng)條件（恒溫、恒壓或，值溫、恒容）以及可逆反應(yīng)的特點(diǎn)（反應(yīng)前后氣體分子數(shù)是否相等），可將等效平衡問(wèn)題

12、分成三類：I .恒溫、恒容條件下，反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不相等的可逆反應(yīng)：如果按方程式中的化學(xué)計(jì)量關(guān)系轉(zhuǎn)化為同一半邊的物質(zhì)，其物質(zhì)的量與對(duì)應(yīng)組分的起始加入量相同，則建立的化學(xué)平衡狀態(tài)是等效的（即投料相同，此法又稱一邊倒法 ）。舉例：2A(g) + B(g) ? 3c(g) + D(g)ABCD等效說(shuō)明2 mol1 mol00互為等效平 衡，表現(xiàn)在物質(zhì)的量、 質(zhì)重、體積、物質(zhì)的 量濃度、組分百分含 量（摩爾分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分4 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1 mol003 mol1 mol數(shù)、體積分?jǐn)?shù)）相同n.恒溫、恒容條件下，反應(yīng)前后氣體

13、分子數(shù)相等的可逆反應(yīng):如果按方程式的化學(xué)計(jì)量關(guān)系轉(zhuǎn)化為同一半邊的物質(zhì)，其物質(zhì)的量之比與對(duì)應(yīng)組分的起始加入量之比相同，則建立的化學(xué)平衡是等效的（即投料比相同）。舉例：2A(g) + B(g)? 3c(g)+D(s)ABCD等效說(shuō)明2 mol1 mol00互為等效平 衡，表現(xiàn)在組分百分含量（摩爾分?jǐn)?shù)、質(zhì)量 分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)）相同4 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1 mol003 mol1 mol出.恒溫、恒壓條件下，反應(yīng)前后氣體分子數(shù)任意型的可逆反應(yīng):如果按方程式的化學(xué)計(jì)量關(guān)系轉(zhuǎn)化為同一半邊的物質(zhì)，其物質(zhì)的量的比值與對(duì)應(yīng)組分的起始加入量

14、的比值相同，則建立的化學(xué)平衡狀態(tài)是等效的（即投料比相同）。舉例：2A(g) + B(g) ? 3C(g) + D(g)ABCD等效說(shuō)明2 mol1 mol00互為等效平 衡，表現(xiàn)在物質(zhì)的量 濃度、組分百分含量 （摩爾分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)）相同4 mol2 mol001 mol0.5 mol1.5 mol0.5 mol01 mol3 mol1 mol003 mol1 mol3.建立（1）外界條件相同：通?？梢允?恒溫、恒容，恒溫、恒壓。（2）平衡狀態(tài)只與始態(tài)有關(guān)，而與途徑無(wú)關(guān)。即：無(wú)論反應(yīng)從正反應(yīng)方向開(kāi)始， 還是從逆反應(yīng)方向開(kāi)始； 投料是一次還是分成幾 次；反應(yīng)容器經(jīng)過(guò)擴(kuò)大-縮小或縮小-擴(kuò)大的過(guò)程，只要起始濃度相當(dāng)， 就達(dá)到相同的平衡狀態(tài)。4.三類等效平衡的比較為更好理解等效平衡這一重難點(diǎn)，下面再對(duì)上述三類等效平衡情況進(jìn)行列表分析比較。等效類型Inm條件恒溫、恒容恒溫、恒容恒溫、恒壓起始投料量”換算為同一半邊時(shí)，