高中化学反应方向苏教版选修4.ppt

化学反应的方向 第二单元 化学反应的方向和限度 生活中常见的自然而然发生的现象 q 气体 液体 扩散 t2 t1p2 p1h2 h1墨滴 这些生活中的现象将向何方发展 方向性 我们很清楚 因为它们有明显的自发性 一 化学反应的方向性 2 特征 有方向性 且不能自动恢复原状 若要恢复必须借助外力 1 自发反应 注 一定条件指 一定的温度t和压强p 外界帮助指 通电 光照等 自发反应在恰当条件下才能实现 1 定义在一定条件下 无需外界帮助就能自动进行的反应 二 判断化学反应方向的依据 1 绝大多数的放热反应 h 0 能自发进行 2 吸热反应也能自发进行 1 焓变 h与反应方向 那么还有什么因素致使反应自发呢 除了化学反应 一些吸热的物理变化也能进行如 硝酸铵溶于水 冰融化 可见 焓变 h只是判断反应自发与否的一个因素 却不是唯一因素 有序 混乱 2 熵变 s 与反应方向 a 体系混乱度 微粒间无规则排列程度 越大 则熵s越大 1 熵 衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵 符号s 注意 b 对于同一物质 s g s l s s 2 熵变 a 熵变定义 反应前后体系熵的变化符号 s b 表达式 s s 生成物总熵 s 反应物总熵 c 熵判据 变化后混乱度增加 则体系熵变 s 0 s越大 越有利于反应自发进行 3 化学反应方向的判据 正确判断一个化学反应是否能够自发进行 必须综合考虑反应的 焓变 h和 熵变 s 恒温恒压时判断反应是否能够自发进行 h 0 s 0 h 0 s 0 h 0 s 0 h 0 s 0 一定自发 一定不能自发 在低温是自发反应 在高温是非自发 低温非自发反应 在高温是自发反应 研究表明 在温度 压强一定的条件下 化学反应自发进行方向的判据是 g h t s g叫作吉布斯自由能 g h t s 0反应能自发进行 g h t s 0反应不能自发进行 g h t s 0反应达到平衡状态 1 化学平衡的特征 a 逆 研究对象 前提 可逆反应 e 变 当浓度 压强 温度等外界条件改变时 原化学平衡被破坏 正 逆 b 等 同一种物质 正 b 逆 b c 动 动态平衡即v 0 d 定 平衡状态时 反应混合物中各组分的浓度或其百分含量保持一定 不变 6 化学平衡的相关计算 基本模式 三行式解法 转化浓度 mxnxpxqx 平衡浓度 a mxb nxpxqx 基本关系 生成物 平衡浓度 起始浓度 转化浓度 反应物 平衡浓度 起始浓度 转化浓度 例 ma nbpc qd起始浓度 ab00 mol l mol l mol l 转化率 气体的平均分子量 几点定律 恒温恒压下 气体的体积比等于物质的量之比 即气体的密度比等于摩尔质量之比 即恒温恒容下 气体的压强比等于物质的量之比 即 1体积so2和3体积空气混合后在450 以上通过v2o5催化剂发生反应 若同温同压下测得反应前和反应后混合气体的密度比为0 9 则so2的转化率为 例1 a 90 b 80 c 45 d 10 差量法 例2 在一定条件下 可逆反应a2 g b2 g 2c g 达平衡时 各物质的平衡浓度分别为c a2 0 5mol l c b2 0 1mol l c c 1 6mol l若用a b c分别表示a2 b2 c的起始浓度 则 a b的取值范围 0 4mol l a 1 3mol l0mol l b 0 9mol l 极端假设法 4 化学平衡常数 k44页 问题解决 1 定义 在一定温度下 当一个可逆反应达到化学平衡时 生成物浓度以系数为指数的幂的乘积与反应物浓度以系数为指数的幂的乘积的比值是一个常数 这个常数是该反应的化学平衡常数 符号k 2 表达式 aa bbcc dd平衡常数 平衡常数的书写规则 固 純液体浓度 为常数 不必写出 例 a caco3 s cao s co2 g k co2 b co2 g c s 2co g k co 2 co2 c cr2o72 h2o2cro42 2h k cro42 2 h 2 cr2o72 上两浓度平衡常数的单位分别是 第1个化学平衡常数kc的单位是 l mol 第2个化学平衡常数kc的单位是 mol l kc的单位与反应的化学方程式有关 由化学方程式决定 无固定的单位 常数k为比值 数值 无单位 3 意义 k 45 k值的大小说明反应进行的限度 程度 a k值越大反应进行的越完全 反应物的转化率越大 反应的平衡常数k 105 认为正反应进行得较完全 b k值越小反应进行越不完全 反应物转化率越小 k 10 5则认为这个反应的正反应很难进行注意 平衡常数表示反应进行的程度 不表示反应的快慢 即速率大 k值不一定大 4 平衡常数k影响因素 a 与浓度c 压强p和催化剂均无关k44页 交流与探讨 b 只与温度t有关 a 吸热反应 温度t与k正比 升高温度 平衡向吸热反应方向移动 b 放热反应 温度t与k反比 降低温度 平衡向放热反应方向移动 5 平衡常数k计算规律 n2 3h22nh