化學(xué)平衡常數(shù)化學(xué)反應(yīng)進行的方向

1、化學(xué)平衡常數(shù) 化學(xué)反應(yīng)進行的方向1、概念：、概念：一、化學(xué)平衡常數(shù)一、化學(xué)平衡常數(shù)2、表達式：、表達式：在一定溫度下達到平衡時：在一定溫度下達到平衡時：（視反應(yīng)確定其單位）（視反應(yīng)確定其單位）一、化學(xué)平衡常數(shù)一、化學(xué)平衡常數(shù)1概念概念在一定溫度下，一個可逆反應(yīng)達到在一定溫度下，一個可逆反應(yīng)達到 時，時，生成物生成物 與反應(yīng)物與反應(yīng)物 的比值是一個的比值是一個常數(shù)，用符號常數(shù)，用符號 表示表示化學(xué)平衡狀態(tài)化學(xué)平衡狀態(tài)濃度冪之積濃度冪之積濃度冪之積濃度冪之積K2表達式表達式對于一般的可逆反應(yīng)對于一般的可逆反應(yīng)mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，在一定溫度下達到平衡時，在一定溫度下達到平衡時

2、，K .3意義意義(1)K值越大，正反應(yīng)進行的程度值越大，正反應(yīng)進行的程度 ，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 ；K值越小，正反應(yīng)進行的程度值越小，正反應(yīng)進行的程度 ，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 (2)化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)方程式的平衡常數(shù)化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)方程式的平衡常數(shù)若反應(yīng)方向改變，則平衡常數(shù)改變?nèi)舴磻?yīng)方向改變，則平衡常數(shù)改變?nèi)舴匠淌街懈魑镔|(zhì)的計量數(shù)改變，則平衡常數(shù)改變?nèi)舴匠淌街懈魑镔|(zhì)的計量數(shù)改變，則平衡常數(shù)改變越大越大越大越大越小越小越小越小4影響因素影響因素K只受只受 影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān)無關(guān)溫度溫度1是否存在：是否存

3、在：“溫度改變，化學(xué)平衡常數(shù)不改變的可溫度改變，化學(xué)平衡常數(shù)不改變的可逆反應(yīng)逆反應(yīng)”？為什么？為什么？提示：提示：不存在凡是化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化，不存在凡是化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化，不是吸熱，就是放熱，不存在既不吸熱也不放熱不是吸熱，就是放熱，不存在既不吸熱也不放熱的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)三化學(xué)平衡常數(shù) 1化學(xué)平衡常數(shù)概念：在一定_下，一個可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，生成物_與反應(yīng)物_的比值是一個常數(shù)，即為化學(xué)平衡常數(shù)。 2化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)學(xué)表達式對于一般可逆反應(yīng)：mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)K_ 注意：化學(xué)平衡常數(shù)表達式中的濃度指的是_。 化學(xué)平衡常數(shù)表達式中的物質(zhì)不包括固體或純液

4、體。固體或純液體的濃度可看作是1而不出現(xiàn)在化學(xué)平衡常數(shù)表達式中。溫度 濃度冪之積 濃度冪之積 平衡時的濃度 3化學(xué)平衡常數(shù)表示的意義及應(yīng)用 (1)化學(xué)平衡常數(shù)只與_有關(guān)，而與反應(yīng)物或生成物濃度無關(guān)。 (2)化學(xué)平衡常數(shù)K數(shù)值的大小可以反映可逆反應(yīng)進行的_大小，平衡常數(shù)K值越大，表示正反應(yīng)進行的程度_，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率_。 (3)化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)方程式的平衡常數(shù)。若反應(yīng)方向改變，則化學(xué)平衡常數(shù)變?yōu)開；若方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)改變，則平衡常數(shù)改變。此外，如兩個方程式相加得出新的方程式，則新的方程式的K等于兩方程式平衡常數(shù)相乘，反之相除。溫度 程度 越大 原平衡常數(shù)的倒數(shù)越大 3、使用

5、平衡常數(shù)應(yīng)注意的幾個問題、使用平衡常數(shù)應(yīng)注意的幾個問題(1)(2)CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g) CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(l)K=c(CO2)例如：例如： 的正反應(yīng)的平衡的正反應(yīng)的平衡常數(shù)為常數(shù)為K1值值,逆反應(yīng)的為逆反應(yīng)的為K2 。4、利用值判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)利用值判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)T ,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。 T ,，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。正反應(yīng)為放熱反應(yīng)?！疽c深化】2判斷可逆反應(yīng)的反應(yīng)溫度化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān)。根據(jù)平衡狀態(tài)中各組分的物質(zhì)的量濃度，可以計算出該溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)，從而判斷反應(yīng)溫度。 3判斷反應(yīng)的

6、熱效應(yīng)，若升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；反之，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。 4用于計算平衡濃度、物質(zhì)的量分數(shù)、轉(zhuǎn)化率等。二二 轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率答：吸熱反應(yīng)。2一定溫度下平衡常數(shù)越大，反應(yīng)向正方向進行的程度就越大，反之則越??；反應(yīng)體系中有固體或純液體，其濃度看作常數(shù)“1”不寫入表達式。轉(zhuǎn)化率的變化與平衡移動以及引起平衡移動的因素密切相關(guān)。1平衡常數(shù)只和溫度有關(guān)，對于某反應(yīng)，當(dāng)升高溫度時平衡常數(shù)增大，則正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？3可逆的兩個反應(yīng)平衡常數(shù)是什么關(guān)系？同一可逆反應(yīng)的計量數(shù)相應(yīng)的擴大或縮小倍數(shù)，平衡常數(shù)發(fā)生怎樣變化？如：SO21/2 O2SO3 平衡常數(shù)為 K1,2SO2O2

7、2SO3 平衡常數(shù)為 K2 ，二者關(guān)系怎樣？答：互為倒數(shù)；指數(shù)變化；K2K21。二、化學(xué)反應(yīng)進行的方向二、化學(xué)反應(yīng)進行的方向1自發(fā)過程自發(fā)過程(1)含義：在一定條件下，不需要借助外力作用就能自發(fā)進含義：在一定條件下，不需要借助外力作用就能自發(fā)進行的過程行的過程(2)特點特點體系趨向于從體系趨向于從 狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?狀態(tài)狀態(tài)(體系對外體系對外部部 或或 熱量熱量)在密閉條件下，體系有從在密閉條件下，體系有從 轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)?的傾向性的傾向性(無序體系更加穩(wěn)定無序體系更加穩(wěn)定)高能量高能量低能量低能量做功做功放出放出有序有序無序無序2化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)(1)焓判據(jù)焓判據(jù)放熱過

8、程中體系能量放熱過程中體系能量 ，H 0，具有自發(fā)進行的，具有自發(fā)進行的傾向，但有些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進行，故只用焓變傾向，但有些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進行，故只用焓變判斷反應(yīng)方向不全面判斷反應(yīng)方向不全面降低降低(2)熵判據(jù)熵判據(jù)熵：量度體系熵：量度體系 程度的物理量，符號為程度的物理量，符號為 .熵的大?。和N物質(zhì)，三種狀態(tài)下，熵值由大到熵的大?。和N物質(zhì)，三種狀態(tài)下，熵值由大到小的順序為小的順序為 熵判據(jù)熵判據(jù)體系的混亂度體系的混亂度 ，S 0，反應(yīng)有自發(fā)進行的傾，反應(yīng)有自發(fā)進行的傾向但有些熵減的過程也能自發(fā)進行，故只用熵變向但有些熵減的過程也能自發(fā)進行，故只用熵變來判斷反應(yīng)方向也不全面來判斷

9、反應(yīng)方向也不全面混亂混亂S(g)S(l)S(s)增大增大S(3)復(fù)合判據(jù)復(fù)合判據(jù)自由能變化自由能變化符號：符號： ，單位：，單位：公式：公式：G應(yīng)用應(yīng)用恒溫、恒壓下，判斷化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)，不僅與恒溫、恒壓下，判斷化學(xué)反應(yīng)自發(fā)性的判據(jù)，不僅與焓變和熵變有關(guān)，還與溫度有關(guān)，可推出下列關(guān)系式：焓變和熵變有關(guān)，還與溫度有關(guān)，可推出下列關(guān)系式：a當(dāng)當(dāng)H0，S0時，時，G 0，反應(yīng)一定自發(fā)進行，反應(yīng)一定自發(fā)進行b當(dāng)當(dāng)H0，S0時，時，G 0，反應(yīng)不可自發(fā)進行，反應(yīng)不可自發(fā)進行c當(dāng)當(dāng)H0，S0或或H0，S0時，反應(yīng)是否時，反應(yīng)是否能自發(fā)進行與能自發(fā)進行與 有關(guān)有關(guān)GkJmol1HTS溫度溫度2能自發(fā)進行

10、的反應(yīng)一定能實際發(fā)生嗎？能自發(fā)進行的反應(yīng)一定能實際發(fā)生嗎？提示：提示：不一定化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)指出的僅僅不一定化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù)指出的僅僅是在一定條件下化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進行的趨勢，并不是在一定條件下化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進行的趨勢，并不能說明在該條件下反應(yīng)是否實際發(fā)生，還要考慮能說明在該條件下反應(yīng)是否實際發(fā)生，還要考慮化學(xué)反應(yīng)的快慢問題化學(xué)反應(yīng)的快慢問題.第一講化學(xué)反應(yīng)方向與化學(xué)反應(yīng)速率第一講化學(xué)反應(yīng)方向與化學(xué)反應(yīng)速率一、化學(xué)反應(yīng)進行的方向一、化學(xué)反應(yīng)進行的方向1放熱反應(yīng)具有自發(fā)進行的傾向，但有些吸熱反應(yīng)也放熱反應(yīng)具有自發(fā)進行的傾向，但有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進行，故用焓判據(jù)判斷反應(yīng)自發(fā)進行的方向不能自發(fā)進行，

11、故用焓判據(jù)判斷反應(yīng)自發(fā)進行的方向不全面全面-焓減焓減2反應(yīng)體系熵值的增大，反應(yīng)有自發(fā)進行的傾向，但有反應(yīng)體系熵值的增大，反應(yīng)有自發(fā)進行的傾向，但有些熵減的反應(yīng)也能自發(fā)進行，故用熵判據(jù)判斷反應(yīng)自發(fā)進些熵減的反應(yīng)也能自發(fā)進行，故用熵判據(jù)判斷反應(yīng)自發(fā)進行的方向也不全面行的方向也不全面-熵增熵增）化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進行的方向焓變（H）與熵值（S）綜合考慮）化學(xué)反應(yīng)方向的判斷H0、S0，一定能自發(fā)進行H0、S0，一定不能自發(fā)進行H0、S0，低溫下能自發(fā)進行H0、S0，高溫下能自發(fā)進行3復(fù)合判據(jù)-自由能變化：G=H-TS，是最全面的判斷據(jù)：G=HTS0，不能自發(fā)進行； G=HTS0，能自發(fā)進行； G=HTS=0

12、，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。三、化學(xué)反應(yīng)進行的方向三、化學(xué)反應(yīng)進行的方向2、焓判據(jù)、焓判據(jù)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H= - 802.3 kJ/mol3Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H= - 824 kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l ); H= - 571.6 kJ/mol（1）自發(fā)進行的放熱反應(yīng)）自發(fā)進行的放熱反應(yīng)（2）在通常情況下能自發(fā)進行的吸熱反應(yīng)）在通常情況下能自發(fā)進行的吸熱反應(yīng)2N2O5 (g)=4NO2(g)+O2(g); H= + 56.7 kJ/mol(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) H=

13、+74.9 kJ/mol（2 2）熵判據(jù)）熵判據(jù)熵變熵變熵增：氣體生成，反應(yīng)前后氣體增大反應(yīng)，熵增：氣體生成，反應(yīng)前后氣體增大反應(yīng)，熵減：反應(yīng)前后氣體減小反應(yīng)，鋁熱反應(yīng)熵減：反應(yīng)前后氣體減小反應(yīng)，鋁熱反應(yīng)熵?zé)o明顯變化：金剛石熵?zé)o明顯變化：金剛石 石墨石墨參看：選修參看：選修 三維設(shè)計三維設(shè)計 P36（3）復(fù)合判據(jù)）復(fù)合判據(jù)自由能變自由能變G = H - TSG 0 正反應(yīng)不自發(fā)進行，但逆反應(yīng)自發(fā)進行，正反應(yīng)不自發(fā)進行，但逆反應(yīng)自發(fā)進行，G0 正反應(yīng)自發(fā)進行，而逆反應(yīng)不自發(fā)進行。正反應(yīng)自發(fā)進行，而逆反應(yīng)不自發(fā)進行。G = 0 反應(yīng)體系處于平衡狀態(tài)。反應(yīng)體系處于平衡狀態(tài)。 探究點四化學(xué)反應(yīng)進行的方

14、向第24講 要點探究【知識梳理知識梳理】 1熵增原理 (1)熵是用來度量體系_程度的物理量。熵值越大，_程度越大。 (2)熵值大小的比較：同一種物質(zhì)不同狀態(tài)時熵值大小為S(g)_S(l)_S(s)。 (3)熵增原理：在與外界隔絕的體系中，自發(fā)過程將導(dǎo)致體系的熵增加，即熵變(符號S)_0。 (4)常見的熵增過程 氣體的擴散、固體的溶解； 同物質(zhì)：氣態(tài)_液態(tài)_固態(tài)；混亂混亂 第24講 要點探究無 反應(yīng)前_氣體，反應(yīng)后_氣體； 反應(yīng)前后都有氣體，但是氣體物質(zhì)的量_。 2自發(fā)反應(yīng)：在一定的條件下(如一定的溫度、壓強條件下)，反應(yīng)依靠體系自身的力量而不借助于外力，而能夠自動進行的反應(yīng)叫自發(fā)反應(yīng)。 3反應(yīng)

15、自發(fā)性判據(jù) (1)能量判據(jù)：大多數(shù)_熱反應(yīng)(H_0)，可以自發(fā)進行。 (2)熵(混亂度)判據(jù)：大多數(shù)熵_(S_0)的反應(yīng)可以自發(fā)進行。 4反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向，不能確定過程是否一定會發(fā)生和過程的速率。產(chǎn)生 增大 放 增加 第24講 要點探究 1焓變與反應(yīng)方向 焓變是一個與反應(yīng)能否進行有關(guān)的因素。放熱反應(yīng)有利于反應(yīng)的自發(fā)進行，有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進行。由此可見，焓變不是反應(yīng)能否自發(fā)進行的唯一因素。 2熵變與反應(yīng)方向熵增加有利于反應(yīng)自發(fā)進行，熵減小的反應(yīng)有些也能自發(fā)進行。由此可見，熵變(S)是與反應(yīng)自發(fā)進行有關(guān)的因素，但也不是唯一因素?！疽c深化】1特點特點(1)化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度

16、有關(guān)，與反應(yīng)物或生成物的濃度化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物或生成物的濃度無關(guān)無關(guān)(2)反應(yīng)物或生成物中有固體和純液體存在時，由于其濃度反應(yīng)物或生成物中有固體和純液體存在時，由于其濃度可看做可看做“1”而不代入公式而不代入公式(3)化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)方程式的平衡常數(shù)若化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)方程式的平衡常數(shù)若反應(yīng)方向改變，則平衡常數(shù)改變?nèi)舴匠淌街懈魑镔|(zhì)的反應(yīng)方向改變，則平衡常數(shù)改變?nèi)舴匠淌街懈魑镔|(zhì)的系數(shù)等倍擴大或縮小，盡管是同一反應(yīng)，平衡常數(shù)也會系數(shù)等倍擴大或縮小，盡管是同一反應(yīng)，平衡常數(shù)也會改變，但意義不變改變，但意義不變2應(yīng)用應(yīng)用(1)利用利用K可以推測可逆反應(yīng)進行的程度可

17、以推測可逆反應(yīng)進行的程度K的大小表示可逆反應(yīng)進行的程度，的大小表示可逆反應(yīng)進行的程度，K大說明反應(yīng)進行大說明反應(yīng)進行的程度大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率大的程度大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率大K小說明反應(yīng)進行的小說明反應(yīng)進行的程度小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小程度小，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小(3)利用利用K可判斷反應(yīng)熱效應(yīng)；可判斷反應(yīng)熱效應(yīng)；若升高溫度，若升高溫度，K值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；值增大，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；若升高溫度，若升高溫度，K值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)值減小，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng) 進行化學(xué)平衡常數(shù)的有關(guān)計算時要注意：濃度是指進行化學(xué)平衡常數(shù)的有關(guān)計算時要注意：濃度是指平衡狀態(tài)時的各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度，不是物質(zhì)的量，平衡狀態(tài)時的各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度，不是物質(zhì)的量，也不是某一時刻也不是某一時刻(未達平衡未達平衡)時的濃度時的濃度H SHTS反應(yīng)情況反應(yīng)情況永遠是負值永遠是負值在任何溫度下過程均自發(fā)在任何溫度下過程均自發(fā)進行進行永遠是正值永遠是正值在任何溫度下過程均非自在任何溫度下過程均非自發(fā)進行發(fā)進行低溫為正高溫為負低溫為正高溫為負低溫時非自發(fā)高溫時自發(fā)低溫時非自發(fā)高溫時自發(fā)低溫為負高溫為正低溫為負高溫為正低溫時自發(fā)高溫時非自發(fā)低溫時自發(fā)高溫時非自發(fā) 過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，不能確定過過程的自發(fā)性只能用于判斷過程的方向，不能確定過程是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率在討論過程的方向程是否一定會發(fā)