化學(xué)反應(yīng)的方向限度

1、化學(xué)反應(yīng)的方向限度第1頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一化學(xué)反應(yīng)的方向 1. 自發(fā)過程:在一定溫度和壓強下，不需借助光、電等外部力量就能自動進行的過程.2. 自發(fā)反應(yīng):在一定溫度和壓強下，無需外界幫助就能自動進行的反應(yīng).（1）鐵器暴露在潮濕的空氣中會生銹（2）可燃物的燃燒（3）酸堿中和反應(yīng)一、自發(fā)過程、自發(fā)反應(yīng) 第2頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一反應(yīng)放熱有利于反應(yīng)的自發(fā)進行.二、化學(xué)反應(yīng)方向的判據(jù) 說明：反應(yīng)焓變是與反應(yīng)能否自發(fā)進行有關(guān)的一個因素，但不是唯一因素 1. 化學(xué)反應(yīng)方向和反應(yīng)焓變2. 化學(xué)反應(yīng)方向和反應(yīng)熵變熵：() 概念：描述體系

2、混亂度的物理量 單位：J.mol-1 .k-1 符號：S化學(xué)反應(yīng)的方向第3頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一（2）影響熵的因素： 同一條件下，不同物質(zhì)熵不同 同一物質(zhì)，聚集狀態(tài)不同熵不同S(g)S(l)S(s)（3）反應(yīng)的熵變:S = S（反應(yīng)產(chǎn)物）- S（反應(yīng)物）（4）熵增加過程：固體溶解、物質(zhì)的汽化、墨水的擴散、氣體的擴散 熵增加的反應(yīng)：產(chǎn)生氣體的反應(yīng)，氣體的物質(zhì)的量增加的反應(yīng)S0說明：熵變是與反應(yīng)能否自發(fā)進行有關(guān)的又一因素，但 也不是唯一因素。（5）熵增加有利于反應(yīng)的自發(fā)進行.化學(xué)反應(yīng)的方向第4頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一化學(xué)反應(yīng)的方

3、向3. 反應(yīng)方向判據(jù)：H-TS0 反應(yīng)不能自發(fā)進行 即:在溫度、壓強一定的條件下，自發(fā)反應(yīng)總是向 H-TS0的方向進行，直至達(dá)到平衡狀態(tài)。判據(jù)的應(yīng)用：H0 所有溫度下反應(yīng)都自發(fā)進行H0 S0 S0 高溫下自發(fā)進行H0 S k,未達(dá)平衡，反應(yīng)逆向進行。Q = k, 反應(yīng)達(dá)平衡。Q k, 未達(dá)平衡，反應(yīng)正向進行。)()()()(BcAcDcCcQnmqp=濃度商Q：第15頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一高爐煉鐵中發(fā)生的反應(yīng)有:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) H 、V(逆)，正反應(yīng)占優(yōu)，平衡正向移動。V(正)V(逆)，逆反應(yīng)占優(yōu)，平衡逆向移動。V(正)、

4、V(逆)改變倍數(shù)相等，平衡不移動。Q = k, 平衡未破壞，平衡不移動。Q k, 平衡逆向移動若條件改變后第19頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一化學(xué)反應(yīng)的限度（3）平衡移動原理（勒夏特列原理）如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、壓強或溫度等），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。適用范圍：所有的動態(tài)平衡封閉體系（電離平衡，水解平衡，溶解平衡等），只改變其中一個條件（如、等）時，平衡移動原理才適用。優(yōu)缺點：該原理可用來判斷平衡移動的方向，但不能判斷建立新平衡所需要的時間，以及在平衡建立過程中各物質(zhì)間的數(shù)量關(guān)系等。減弱不是消除。第20頁，共52頁，2022年，5月20日，

5、22點46分，星期一化學(xué)反應(yīng)的限度2. 四大因素對化學(xué)平衡的影響 濃度對化學(xué)平衡的影響 (1)結(jié)論：其它條件不變的情況下，增大反應(yīng)物的濃度或減小生成物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動；減小反應(yīng)物的濃度或增大生成物的濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動；第21頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一(2) 濃度引起平衡移動的相關(guān)圖象增大反應(yīng)物濃度0Vtt1V(正)V(逆)V(正)V(逆)減小生成物濃度0Vtt1V(正)V(逆)V(正)V(逆)增大生成物濃度V(逆)0Vtt1V(正)V(逆)V(正)減小反應(yīng)物濃度V(逆)V(正)0Vtt1V(正)V(逆)化學(xué)反應(yīng)的限度第22頁，共52頁，202

6、2年，5月20日，22點46分，星期一溫度一定時，增大反應(yīng)物濃度或減少生成物的濃度，則QK，平衡逆向移動。原因：濃度變化導(dǎo)致正、逆反應(yīng)速率變化不一致。 濃度變化導(dǎo)致Q變化，Q不等于K化學(xué)反應(yīng)的限度第23頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一【應(yīng)用】化工生產(chǎn)中，常通過增大某一廉價、易得反應(yīng)物的濃度來提高另一貴重的反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。生產(chǎn)過程中常將產(chǎn)物及時從體系中移走，使化學(xué)平衡不斷向右移動。例如在硫酸工業(yè)里，常用過量的空氣使二氧化硫充分氧化，以生成更多的三氧化硫。例如合成氨工業(yè)里，及時從平衡體系中移走氨，從而使平衡不斷向右移動?；瘜W(xué)反應(yīng)的限度第24頁，共52頁，2022年，5月2

7、0日，22點46分，星期一化學(xué)反應(yīng)的限度 壓強對化學(xué)平衡的影響(1)結(jié) 論：(2)說 明:（1）平衡混合物中只涉及固體或液體的反應(yīng)，改變壓強，平衡不會移動。（反應(yīng)中有氣體參加。）（2）對于反應(yīng)前后氣體總體積不變（ Vg=0 ）的可逆反應(yīng)，只改變壓強，平衡不移動。在其他條件不變情況下，增大壓強，平衡向氣體分子數(shù)減少的方向移動；減少壓強，平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動。第25頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一化學(xué)反應(yīng)的限度(3) 壓強引起平衡移動的相關(guān)圖象當(dāng) m + n p + q時：Vt0V(正)V(逆)V(正)V(逆)Vt0V(正)V(逆)V(逆)V(正)增大壓強減小壓

8、強反應(yīng) m A (g) + n B (g) p C (g) + q D (g)改變壓強， v縮變化程度大第26頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一化學(xué)反應(yīng)的限度當(dāng) m + n p + q 時：Vt0V(正)V(逆)V(逆)V(正)增大壓強減小壓強Vt0V(正)V(逆)V(正)V(逆)反應(yīng) m A (g) + n B (g) p C (g) + q D (g)說明：壓強對化學(xué)平衡的影響實質(zhì)上是濃度對平衡的影響。第27頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一化學(xué)反應(yīng)的限度（4） 惰性氣體對化學(xué)平衡的影響 恒溫、恒壓時，充入惰性氣體體積增大濃度減小相當(dāng)于增大容

9、積減小壓強 恒溫、恒容時，充入惰性氣體體積不變濃度不變反應(yīng)速率不變，平衡不移動對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，充入惰性氣體，不論什么情況，平衡都不會移動第28頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一化學(xué)反應(yīng)的限度 溫度對化學(xué)平衡的影響(1) 結(jié) 論：在其他條件不變時，溫度升高，會使化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動，溫度降低會使化學(xué)平衡向放熱的方向移動。當(dāng) H 0 時：Vt0V(正)V(逆)V(正)V(逆) 升高溫度 降低溫度Vt0V(正)V(逆)V(正)V(逆)改變溫度，v吸變化更大說明：溫度對化學(xué)平衡的影響是通過改變平衡常數(shù)K來實現(xiàn)的。第30頁，共52頁，2022年，5月

10、20日，22點46分，星期一化學(xué)反應(yīng)的限度加正催化劑正逆正逆加負(fù)催化劑 催化劑對化學(xué)平衡的影響催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率，因此對平衡無影響。催化劑的使用對K和Q無影響，Q與K仍相等，平衡沒有被破壞，因此對平衡無影響。第31頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一化學(xué)反應(yīng)的限度1在已處于化學(xué)平衡狀態(tài)的體系中，如果下列量發(fā)生變化，其中一定能表明平衡移動的是A 反應(yīng)混合物的濃度 B反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率C 正、逆反應(yīng)速率 D反應(yīng)混合物的壓強B第32頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一化學(xué)反應(yīng)的限度2. 在密閉容器中進行下列反應(yīng)CO2(g) +C(s ) 2C

11、O(g ) H0達(dá)到平衡后，改變下列條件，則指定物質(zhì)的濃度及平衡如何變化：(1)增加，平衡，c(CO) ;(2)減小密閉容器體積，保持溫度不變，則平衡移動， c(CO2) ；(3)通入N2，保持密閉容器體積和溫度不變，則平衡， c(CO2) ；(4)保持密閉容器體積不變，升高溫度，則平衡移動， c(CO) 。第33頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一化學(xué)反應(yīng)的限度3. 在一定溫度下，將一定量的混合氣體充入密閉容器中，mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，達(dá)到平衡時測得B的濃度為0.6mol/L；在恒溫下將密閉容器的體積擴大一倍，重新達(dá)到平衡時，測得B的濃度為0.

12、4mol/L，下列正確的是A. m+np+q B. 平衡左移 C. A的轉(zhuǎn)化率增大 D. D的體積分?jǐn)?shù)增大B第34頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一4. 某溫度下，反應(yīng)H2(g)+I2(g) 2HI(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))，在帶有活塞的密閉容器中達(dá)到平衡，下列說法中正確的是A. 體積不變，升高溫度，正反應(yīng)速率減小 B. 溫度、壓強均不變，充入HI氣體，開始時逆反應(yīng)速率增大，正反應(yīng)速率也增大 C.溫度不變，壓縮氣體的體積，平衡不移動，顏色加深 D. 體積、溫度不變，充入氮氣后，正反應(yīng)速率增大化學(xué)反應(yīng)的限度C第35頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一

13、5恒溫條件下，把NO2裝入帶活塞的密閉容器中，當(dāng)反應(yīng)2NO2 N2O4達(dá)到平衡后，慢慢壓縮，下列敘述正確的是A 體積減半，則壓強為原來的兩倍B 平衡向右移動，混合氣體的顏色一定會變淺C 體積減半，壓強增大，但小于原來的2倍D 平衡向右移動，混合氣體密度增大化學(xué)反應(yīng)的方向和限度CD第36頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一6在體積可變的密閉容器中，反應(yīng)mA（g）+nB（s） pC（g）達(dá)到平衡后，壓縮容器的體積，發(fā)現(xiàn)A的轉(zhuǎn)化率隨之降低。下列說法中，正確的是A（m+n）必定小于pB（m+n）必定大于pCm必定小于pDn必定小于p化學(xué)反應(yīng)的限度C第37頁，共52頁，2022年，

14、5月20日，22點46分，星期一化學(xué)平衡計算1.（08年寧夏理綜12）將固體NH4I置于密閉容器中，在一定溫度下發(fā)生下列反應(yīng)：NH4I(s) NH3(g)HI(g)；2HI(g) H2(g)I2(g)達(dá)到平衡時，c(H2)=0.5 molL-1，c(HI)=4 molL-1，則此溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為（ ）A9 B16C20D25D第38頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一 化學(xué)平衡狀態(tài)與平衡建立的途徑無關(guān),只與條件有關(guān); 只要條件一定，建立的平衡狀態(tài)就相同.即不論平衡是從正反應(yīng)開始,還是從逆反應(yīng)開始,還是從中間狀態(tài)開始,不論是一次投料,還是分多次投料,只要條件一定(恒溫

15、恒壓或恒溫恒容),起始時投料量相當(dāng),建立的平衡狀態(tài)就相同.等效平衡第39頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一等效平衡2mol SO2 1mol O2開始2mol SO3開始SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡狀態(tài)2SO2+ O2 2SO3 1mol SO3恒溫恒壓或恒溫恒容1mol SO2 0.5mol O2開始1mol SO2 0.5mol O2 1mol SO3開始先后第40頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一等效平衡 等效平衡:同一可逆反應(yīng)在相同的反應(yīng)條件（恒溫恒容或恒溫恒壓）下，只要起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同,而達(dá)到化學(xué)平衡時, 任何相同

16、的組分的百分含量均對應(yīng)相同，這樣的化學(xué)平衡互稱為等效平衡。第41頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一等效平衡等效平衡狀態(tài)的分類與判斷： 等效平衡狀態(tài)一般包括恒溫恒容下的等效平衡和恒溫恒壓下的等效平衡兩種情況：1.恒溫恒容下的等效平衡（1）恒溫恒容下，對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變的可逆反應(yīng),如通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)比換算成同一半邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡相同(投料相當(dāng)) ,則達(dá)平衡后與原平衡等效.注:不僅是等效平衡,而且是同一平衡狀態(tài)(平衡時各種量分別完全相同)第42頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一等效平衡（2）恒溫恒容下，對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不

17、變的可逆反應(yīng), 如通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)比換算成同一半邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量比與原平衡相同(投料等比 ),兩平衡等效。注:不一定是同一平衡狀態(tài),只有投料相當(dāng)時,才是同一平衡狀態(tài).如不是同一平衡狀態(tài),平衡量之比等于起始量之比.第43頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一1mol H2 1mol I2平衡11mol H2 1mol I2平衡11mol H2 1mol I2平衡1 1mol H2 1mol I2平衡12mol H2 2mol I2平衡2將容器容積由2V壓縮為VT VT VT 2VT V增大壓強時,平衡不移動平衡1和平衡2等效可逆反應(yīng)H2+I2=2HI在溫度為T、容積

18、為V的密閉容器中從下列兩種途徑達(dá)平衡 (1)1mol H2 和1mol I2 (2)2mol H2 和2mol I2等效平衡第44頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一 恒溫恒壓下，不論是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變還是改變的反應(yīng)，如通過可逆反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)比換算成同一半邊的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡相同（投料等比 ）,則達(dá)平衡后與原平衡等效.2.恒溫恒壓下的等效平衡注:不一定是同一平衡狀態(tài),平衡時,同種物質(zhì)的濃度，百分含量相同，但同種物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于起始量之比等效平衡第45頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一等效平衡1mol H2 1mol N2平衡

19、11molH2 1mol N2平衡11mol H2 1mol N2平衡11mol H2 1mol N2平衡12mol H2 2mol N2平衡2T PT PT PT P平衡1和平衡2等效可逆反應(yīng)3H2+N2 2NH3在溫度為T壓強為P的密閉容器中從下列兩種途徑達(dá)平衡 (1)1mol N2 和1mol H2 (2)2mol N2 和2mol H2第46頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一等效平衡1. 在一個固定體積的密閉容器中，加入2molA和2molB，發(fā)生如下反應(yīng)：2A（g）+ 2B（g） 3C（g）+ D（g），達(dá)到平衡時，C的濃度為Wmol/L,若維持容器體積和溫度

20、不變,按下列配比作為起始物質(zhì)達(dá)到平衡后,C的濃度仍為Wmol/L的是（ ） A. 2mol A + 2mol B + 3mol C + 1mol D B. 3mol C + 1mol D + 1mol B C. 3mol C + 1mol D D. 1mol A + 0.5mol B + 1.5mol C + 0.5mol D AC第47頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一等效平衡2.在一固定容積的密閉容器中,保持一定溫度,在一定條件下進行以下反應(yīng):A(g)+2B(g) 3C(g).已知加入1molA和3molB且達(dá)到平衡后,生成了amolC. 1)達(dá)到平衡時,C在混合氣

21、體中的百分含量_ 2)相同條件下,若加入2molA和6molB,達(dá)到平衡后,C的物質(zhì)的量為_,此時C在混合氣體中的百分含量_ 3)相同條件下,加入2molA和8molB,若要求達(dá)到平衡后C在混合氣體中的百分含量不變,則還應(yīng)加入C _ mol a/42aa/46第48頁，共52頁，2022年，5月20日，22點46分，星期一3. 恒溫恒壓下，在一個可變?nèi)莘e的容器中發(fā)生如下反應(yīng)： A(g) + B(g) C(g)(1)若開始時放入1molA和1molB，達(dá)到平衡后，生成amolC，這時A的物質(zhì)的量為 mol。(2)若開始時放入3molA和3molB，到達(dá)平衡后，生成C的物質(zhì)的量為 mol(3)若開始時放入xmolA、2molB和1molC，到達(dá)平衡后