化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向

化學(xué)反應(yīng)原理新課標(biāo)人教版選修四第二章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第四節(jié)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向一課時(shí)一、化學(xué)反應(yīng)原理的重要組成部分∶

反應(yīng)的快慢程度化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)反應(yīng)的限度反應(yīng)進(jìn)行的方向如何判斷反應(yīng)能否發(fā)生？化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向是一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題，如果反應(yīng)已經(jīng)發(fā)生了，方向其實(shí)也已確定；但如果反應(yīng)還沒(méi)有發(fā)生，我們則要通過(guò)互相關(guān)聯(lián)的能量（△H）判據(jù)（力圖使自身能量趨于最低）和熵判據(jù)（由有序變?yōu)闊o(wú)序的現(xiàn)象）。?自發(fā)過(guò)程：在一定條件下，不借助外部力量就能自動(dòng)進(jìn)行的過(guò)程高山流水自由落體能量趨于最低酸堿中和二、反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向△日常生活中長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)而總結(jié)得到一條經(jīng)驗(yàn)規(guī)律→能量判據(jù)∶體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)（這時(shí)體系會(huì)對(duì)外做功或者釋放熱量～△H﹤0）。多數(shù)能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)，如常溫、常壓下，氫氧化亞鐵被氧化為氫氧化鐵的反應(yīng)是自發(fā)的，反應(yīng)放熱∶

4Fe（OH）2（s）+2H2O（l）+O2（g）=4Fe（OH）3（s）；△H=－444.3KJ/mol

但是，有不少吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行，

如∶

NH4HCO3（s）+CH3COOH（aq）=CO2（g）+CH3COONH4（aq）+H2O（l）；△H（298K）=＋37.3KJ/mol

還有一些吸熱反應(yīng)在室溫條件下不能自發(fā)進(jìn)行，但在較高溫度下則能自發(fā)進(jìn)行，如在室溫下吸熱反應(yīng)的碳酸鈣分解反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，但同樣是這個(gè)吸熱反應(yīng)在較高溫度（1200K）下則能自發(fā)進(jìn)行。

放熱反應(yīng)過(guò)程中體系能量降低,因此具有自發(fā)進(jìn)行的傾向,-------

焓（△H）判據(jù)由此可見(jiàn)運(yùn)用焓判據(jù)主要依據(jù)反應(yīng)焓變，而焓變（△H）的確是一個(gè)與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的因素，但不是決定反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行的唯一因素?；鸩癜羯⒙淠?dāng)U散由有序變?yōu)闊o(wú)序同一種物質(zhì)，其氣態(tài)時(shí)會(huì)通過(guò)分子的擴(kuò)散自發(fā)形成均勻的混合物硝酸銨溶于水要吸熱，但它能自發(fā)向水中擴(kuò)散三、反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向?yàn)榱私忉屵@樣一類與能量狀態(tài)的高低無(wú)關(guān)的過(guò)程的自發(fā)性，提出了在自然界還存在著另一種能夠推動(dòng)體系變化的因素→1、在密閉條件下，體系由有序自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序的傾向～稱為熵。由大量粒子組成的體系中，用熵來(lái)描述體系的混亂度，2、符號(hào)用S表示。3、熵值越大，體系混亂度越大。同一物質(zhì)，S（g）﹥S（l）﹥S（s）。4、熵變和熵增原理（1）熵變（△S）∶化學(xué)反應(yīng)中要發(fā)生物質(zhì)的變化或物質(zhì)狀態(tài)的變化，因此存在著熵變。

△S=S反應(yīng)產(chǎn)物－S反應(yīng)物

產(chǎn)生氣體的反應(yīng)、氣體物質(zhì)的物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，熵變通常都是正值（△S＞0），為熵增加反應(yīng)。許多熵增反應(yīng)在常溫常壓下能自發(fā)進(jìn)行，有些在室溫條件下不能自發(fā)進(jìn)行，但在較高溫度下則能自發(fā)進(jìn)行。（2）在與外界隔離的體系中，自發(fā)過(guò)程將導(dǎo)致體系的熵增大，這個(gè)原理叫做熵增原理。該原理是用來(lái)判斷過(guò)程的方向的又一個(gè)因素，又稱為熵判據(jù)。-10℃的液態(tài)水能自動(dòng)結(jié)冰成為固態(tài)鋁熱反應(yīng)是熵減反應(yīng)，它在一定條件下也可自發(fā)進(jìn)行。因此熵判據(jù)判斷過(guò)程的方向也是不全面的討論：課本P37學(xué)與問(wèn)四、焓變與熵變對(duì)反應(yīng)方向的共同影響∶（復(fù)合判據(jù)----自由能△Ｇ）在一定條件下，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行，既可能與反應(yīng)焓變（△H）有關(guān)，又可能與反應(yīng)熵變（△S）有關(guān)。在溫度、壓強(qiáng)一定的條件下，我們要判別化學(xué)反應(yīng)的方向要考慮△H、△S共同影響的結(jié)果。

反應(yīng)焓變（能量判據(jù)）反應(yīng)方向反應(yīng)熵變（熵判據(jù)）△Ｇ＝△H－T△S﹤0，則反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，△Ｇ＝０反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)，△Ｇ＞０反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行。（T為絕對(duì)溫度）復(fù)合判據(jù)▲焓判據(jù)和熵判據(jù)的應(yīng)用1、由焓判據(jù)知∶放熱過(guò)程（△H﹤0）常常是容易自發(fā)進(jìn)行；2、由熵判據(jù)知∶若干熵增加（△S﹥0）的過(guò)程是自發(fā)的；3、很多情況下，簡(jiǎn)單地只用其中一個(gè)判據(jù)去判斷同一個(gè)反應(yīng)，可能會(huì)出現(xiàn)相反的判斷結(jié)果，所以我們應(yīng)兩個(gè)判據(jù)兼顧。由能量判據(jù)（以焓變?yōu)榛A(chǔ)）和熵判據(jù)組合成的復(fù)合判據(jù)－自由能將更適合于所有的反應(yīng)過(guò)程。4、過(guò)程的自發(fā)性只能用于判斷過(guò)程的方向，不能確定過(guò)程是否一定會(huì)發(fā)生和過(guò)程發(fā)生的速率。如鋼制器件腐蝕、裝在不同地方的氣體等例子。

5、在討論過(guò)程的方向時(shí)，我們指的是沒(méi)有外界干擾時(shí)體系的性質(zhì)。如果允許外界對(duì)體系施加某種作用，就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果。例如水、石灰石分解、石墨轉(zhuǎn)化為金剛石。

6、反應(yīng)的自發(fā)性也受外界條件的影響。如石灰石分解，常溫下是非自發(fā)的，但在1273K時(shí)是自發(fā)的反應(yīng)。典例剖析∶例1下列過(guò)程是非自發(fā)的是∶（）A、水由高處向低處流；B、天然氣的燃燒；C、鐵在潮濕空氣中生銹；D、室溫下水結(jié)成冰例2碳酸銨〔（NH4）2CO3〕在室溫下就能自發(fā)地分解產(chǎn)生氨氣，對(duì)其說(shuō)法中正確的是∶A、其分解是因?yàn)樯闪艘讚]發(fā)的氣體，使體系的熵增大；B、其分解是因?yàn)橥饨缃o予了能量；C、其分解是吸熱反應(yīng)，據(jù)能量判據(jù)不能自發(fā)分解；D、碳酸鹽都不穩(wěn)定，都能自發(fā)分解。DA練習(xí)與探究1、下列說(shuō)法正確的是∶（）A、凡是放熱反應(yīng)都是自發(fā)的，由于吸熱反應(yīng)都是非自發(fā)的；B、自發(fā)反應(yīng)一定是熵增大，非自發(fā)反應(yīng)一定是熵減少或不變；C、自發(fā)反應(yīng)在恰當(dāng)條件下才能實(shí)現(xiàn)；D、自發(fā)反應(yīng)在任何條件下都能實(shí)現(xiàn)。2、自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定是∶（）A、吸熱反應(yīng)；B、放熱反應(yīng)；C、熵增加反應(yīng)；D、熵增加或者放熱反應(yīng)。CD3、下列說(shuō)法正確的是∶（）A、放熱反應(yīng)一定是自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)；B、吸熱反應(yīng)一定是非自發(fā)進(jìn)行的；C、自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定容易發(fā)生；D、有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行。4、250C和1.01×105Pa時(shí)，反應(yīng)2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）；△H=＋56.76kJ/mol，自發(fā)進(jìn)行的原因是∶A、是吸熱反應(yīng)；B、是放熱反應(yīng)；C、是熵減少的反應(yīng)；D、熵增大效應(yīng)大于能量效應(yīng)。DD再見(jiàn)！作業(yè)的問(wèn)題1、提前做好作業(yè)紙，及時(shí)刪改，保證質(zhì)量。2、作業(yè)布置量適中（30---40分鐘）3、及時(shí)、認(rèn)真批改并作出相關(guān)統(tǒng)計(jì)。4、及時(shí)針對(duì)性的評(píng)講。1、把每一次作業(yè)當(dāng)作測(cè)試。2、認(rèn)真書(shū)寫、及時(shí)、獨(dú)立完成。3、及時(shí)訂正。4、定期整理、裝訂。讓我們真正做到教學(xué)相長(zhǎng)……7、已知：T℃、Pkpa時(shí)，容積為V的密閉容器中充有1molA和2molB，保持恒溫恒壓使反應(yīng)達(dá)平衡：A（g）+B（g）C（g），平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)為40℅①欲保持溫度、壓強(qiáng)在上述條件下不變，在密閉容器中充入2molA和4molB，則平衡時(shí)體系容積為

，C的體積分?jǐn)?shù)為

，②另選一容積固定不變的密閉容器，仍控制溫度為T℃，加入1molB和1molC，要使平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)仍為40℅，則該密閉容器體積為10V/740℅5V/7D

[例1]反應(yīng)X(g)+Y(g)2Z(g)(正反應(yīng)放熱)，從正反應(yīng)開(kāi)始經(jīng)t1時(shí)間達(dá)到平衡狀態(tài)，在t2末由于條件變化，平衡受到破壞，在t3時(shí)達(dá)到新的平衡，下圖表示上述反應(yīng)過(guò)程中物質(zhì)的濃度與反應(yīng)時(shí)間的變化關(guān)系，試問(wèn)圖中的曲線變化是由哪種條件的改變引起的？（）A、增大X或Y的濃度B、增大壓強(qiáng)C、增大Z濃度D、降低溫度〖例題精選〗B

[例2]

下圖表示可逆反應(yīng)：A(g)+B(g)C(g)，當(dāng)增大壓強(qiáng)時(shí)，平衡由a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)，正確的曲線是（）。D

[例3]

對(duì)于可逆反應(yīng)：A(g)+2B(g)2C(g)；△H＞0，下列圖像中正確的是（）。

[例4]

已建立化學(xué)平衡的某可逆反應(yīng)，當(dāng)改變條件使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)時(shí),下列有關(guān)敘述正確的是()①生成物的百分含量一定增加②

生成物的產(chǎn)量一定增加③

反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率一定增大④

反應(yīng)物濃度一定降低⑤

正反應(yīng)速率一定大于逆反應(yīng)速率⑥

使用了合適的催化劑A①②(B)②⑤(C)③⑤(D)④⑥B

[例5]有兩只密閉容器A和B，A容器有一個(gè)可移動(dòng)的活塞能使容器內(nèi)保持恒壓，B容器能保持恒容。起始時(shí)間這兩只容器中分別充入等量的體積比為2∶1的SO2和O2的混合氣體，并使A和B容積相等，如右圖。在保持400℃的條件下使之發(fā)生如下反應(yīng)：2SO2+O22SO3請(qǐng)?zhí)羁障铝锌瞻祝孩胚_(dá)到平衡時(shí)所需的時(shí)間A容器比B容器

(多、少)A容器中SO2的轉(zhuǎn)化率比B容器中

(大、小)。⑵達(dá)到⑴所述平衡后，若向兩容器中通入數(shù)量不多的等量的H2，A容器中化學(xué)平衡

移動(dòng)。B容器中化學(xué)平衡

移動(dòng)。(向左、向右不移動(dòng))。⑶達(dá)到⑴所述平衡后，若向兩容器中再通入等量的原反應(yīng)氣體，達(dá)到平衡時(shí)，A容器中SO3的百分含量

。B容器中SO3的百分含量

。(增大、減小、不變。)少大向左不不變?cè)龃?/p>

[例6]

對(duì)于平衡體系：

mA(氣)+nB(氣)pC(氣)+qD(氣)；△H＜0，下列判斷正確的是()(A)若溫度不變，將容器的體積增大1倍，此時(shí)A的濃度變?yōu)樵瓉?lái)的0.48倍,則m+n>p+q

(B)若平衡時(shí)，A、B的轉(zhuǎn)化率相等，說(shuō)明反應(yīng)開(kāi)始時(shí)A、B的物質(zhì)的量之比為m:n

(C)若平衡體系共有氣體amol，再向其中加入b

molB物質(zhì)，當(dāng)重新達(dá)到平衡時(shí)，氣體的總物質(zhì)的量等于（a+b)mol，則m+n=q+p

(D)溫度不變時(shí)，若壓強(qiáng)增大為原來(lái)的2倍，達(dá)到新平衡時(shí)，總體積一定比原體積的1/2要小BCB[例7]對(duì)于平衡：①C2H2+H2

C2H4；△Ha和平衡：②2CH4

C2H4+2H2；△Hb在其他條件不變時(shí)，溫度降低①式向右移動(dòng)②

式相左移動(dòng)。則熱化學(xué)方程式：

C(固)+2H2(氣)=CH4(氣)；△H1=-Q1KJ/mol2C(固)+H2(氣)=C2H2(氣)；△H2=-2Q2KJ/mol2C(固)+2H2(氣)=C2H4(氣)；△H3=-2Q3KJ/mol中Q1、Q2、Q3值的大小比較是()(A)Q1>Q2>Q3(B)Q1>Q3>Q2

(C)Q2>Q1>Q3(D)Q3>Q2>Q1△Ha=2Q2-2Q3<0△Hb=2Q1-2Q3>0DB

[例8]在一個(gè)固定體積的密閉的容器中，放入3升X(氣)和2升Y(氣)，在一定條件下發(fā)生下列反應(yīng):4X(氣)+3Y(氣)2Q(氣)+nR(氣)。達(dá)到平衡后，容器內(nèi)溫度不變，混合氣體的壓強(qiáng)比原來(lái)增加5%，X的濃度減小1/3，則該反應(yīng)方程式中的n值是()(A)3(B)4(C)5(D)6

[例9]在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)N2+3H22NH3；△H＜0，一定溫度下達(dá)到平衡，若將平衡體系中各物質(zhì)濃度都增加到原來(lái)的2倍，則產(chǎn)生結(jié)果是①平衡不移動(dòng)②平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)③NH3的百分含量增加④H2的轉(zhuǎn)化率增大⑤達(dá)到新平衡后容器的壓強(qiáng)等于原平衡的壓強(qiáng)的2倍⑥C(N2)減?、逤(NH3)新>2C(NH3)原()

(A)①②③④(B)②③④⑦(C)③④⑤⑥(D)④⑤⑥⑦鏈接高考11（06重慶卷）已知反應(yīng)mX(g)+nY(g)qZ(g)的△H<0,m+n>q,在恒容密閉容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A.通入稀有氣體使壓強(qiáng)增大，平衡將正向移動(dòng)B.X的正反應(yīng)速率是Y的逆反應(yīng)速率的m/n倍C.降低溫度，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量變小D.增加X(jué)的物質(zhì)的量，Y的轉(zhuǎn)化率降低6（全國(guó)）反應(yīng)2A（g）+B（g）2C（g）；△H>0。下列反應(yīng)有利于生成C的是A.低溫、低壓B.低溫、高壓C.高溫、高壓D.高溫、低壓BC（06上海25）（3)t℃(高于850℃)時(shí)，在相同容器中發(fā)生上述反應(yīng)，容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度變化如上表。①表中3min—4min之間反應(yīng)處于_________狀態(tài)；C1數(shù)值_________0.08mol／L(填大于、小于或等于)。平衡

>②反應(yīng)在4min—5min問(wèn)，平衡向逆方向移動(dòng)，可能的原因是________(單選)，表中5min—6min之間數(shù)值發(fā)生變化，可能的原因是__________(單選)。

a．增加水蒸氣b