2014高考化学一轮复习专题六 第二单元 化学反应的方向和限度.ppt

化学反应的方向和限度,1了解化学反应的可逆性。能用焓变和熵变说明常见简单化学反应的方向。2理解化学平衡和化学平衡常数的含义，能用化学平衡常数进行简单的计算。,1化学平衡状态的判断。2化学平衡常数在化学平衡判断和化学平衡计算中的应用。,一、化学反应的方向1自发反应：在一定温度和压强下无需外界帮助就能自动进行的反应。2判断化学反应方向的依据(1)焓判据许多自发反应趋向于从_转变为_状态。,高能量,低能量,(2)熵判据大多数自发进行反应的体系趋向于_转变为_，导致体系的熵_。熵是_的物理量。(3)复合判据体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向。研究表明，在温度、压强一定的条件下，化学反应的方向是反应焓变和熵变共同影响的结果。若_反应一定能自发进行若H0，S0反应能否自发进行与反应的_有关。若_反应一定不能自发进行。,有序,无序,增大,衡量体系混乱度大小,H0,温度,H0，S0,“放热过程都可以自发进行，但吸热过程都不能自发进行。”这句话对吗？应如何理解？提示不对。放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，如碳的燃烧等；吸热过程没有自发进行的倾向性，但并不一定不能自发进行，如水的蒸发等。,二、化学反应的限度1可逆反应(1)概念：在_条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的化学反应。,相同,2化学平衡状态(1)定义：如果外界条件不发生变化，当化学反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率_，反应混合物中各组分的浓度_的状态，简称化学平衡。,相等,保持不变,(2)特征,提示(1)第一种情况不是平衡状态。因为对于同一反应用不同反应物表示反应速率时，反应速率与化学方程式中的各物质的化学计量数成正比，v正(N2)v逆(NH3)时，正、逆反应速率并不相等，而是正反应速率大于逆反应速率，平衡时应为2v正(N2)v逆(NH3)。(2)第二种情况也不是平衡状态。因为N2和H2都是反应物，表示的都是正反应速率，在反应的任何时段都会有3v正(N2)v正(H2)。若是3v正(N2)v逆(H2)或3v逆(N2)v正(H2)，则是平衡状态。,三、化学平衡常数1概念在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，_的乘积与_的乘积的比值是一个常数，用符号K表示，简称平衡常数。2表达式,生成物,浓度化学计量数次方,反应物浓度化学计量数次方,3意义,4影响因素：只与温度有关，与反应物和生成物的浓度无关。5平衡转化率,化学反应方向的判断,一条规律,平衡常数的使用方法,一种方法,化学平衡状态的判断(1)直接判断法正反应速率逆反应速率0。同一物质的消耗速率与生成速率相等。各组分的物质的量(或浓度)保持不变。(2)间接判断法各组分的百分含量保持不变。各气体的体积分数不随时间的改变而改变。反应物的转化率不随时间的改变而改变。,一种技巧,(3)特例判断法对反应前后气体物质的分子总数不相等的可逆反应来说，混合气体的总压强、总体积、总物质的量、平均摩尔质量不随时间的改变而改变时，反应即达到化学平衡状态。对反应前后气体物质的分子总数相等的可逆反应来说，混合气体的总压强、总体积、总物质的量、平均摩尔质量不随时间的改变而改变时，不能判断该反应是否已达到化学平衡状态。反应体系中存在有颜色的气体，当体系的颜色不再变化时，标志化学反应已达到平衡状态。,化学反应的方向判断比较简单，只需要掌握简单焓判据、熵判据、复合判据就行。在做化学平衡状态判断题时，一是关注反应物的状态，一些反应物是固态或液体，要标出来，二是注意反应前后气体物质是否是等体积变化，一定要注意各成分浓度成比例是不能作为到达平衡的标志。平衡常数的考查注意对于一个给定的反应，仅是温度的函数。,我的体会,改变条件，平衡向正反应方向移动，原料的转化率一定提高吗？提示不一定提高，不能把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同起来，当反应物总量不变时，平衡向正反应方向移动，反应物转化率提高；当增大一种反应物的浓度，使平衡向正反应方向移动时，只会使其他的反应物的转化率提高。,问题征解,1根据平衡特征直接判断,必考点47化学平衡状态的判断,2.根据外界条件或性质间接判断,(1)单位时间内生成了2molC2的同时也生成了1molA(2)一个CC键的断裂的同时有一个CC键的生成(3)反应速率v(B2)v(C2)2v(D2)(4)c(B2)c(C2)c(D2)221(5)温度、体积一定时，B2、C2、D2浓度不再变化(6)温度、体积一定时，容器内的压强不再变化(7)条件一定时，混合气体的平均相对分子质量不再变化,【典例1】,(8)温度、体积一定时，混合气体的密度不再变化(9)百分组成B2%C2%D2%思维引入抓住化学平衡状态的两个特征：v(正)v(逆)、各成分的浓度保持不变。并且注意反应是不是反应前后气体体积相等的可逆反应，如不是等体积的可逆反应，压强、相对分子质量、密度等都可作为化学平衡状态的根本标志。解析(1)表示了不同方向的反应，且物质的量变化量之比等于化学计量数之比，即v(正)v(逆)，说明已达平衡状态；(2)表示v(正)v(逆)，说明已达平衡状态；(3)没有指明正、逆反应速率，若同为正反应速率时，该反应速率比值等于化学计量数之比，并不能说明v(正)v(逆)，不能说明已达平衡状态；,(4)浓度之比等于化学计量数之比不能说明达到平衡状态；(5)浓度不变，说明已经达到平衡状态；(6)此反应中，A为固体，反应后气体分子总数改变，温度、体积一定时，容器内的压强不变说明达到平衡状态；(7)该反应中，反应前后气体物质的量增加，气体质量也增加，若混合气体的平均相对分子质量不变，说明一定达到平衡状态；(8)温度、体积一定时，混合气体的密度不再变化时，也说明达到平衡状态；(9)反应体系中各组分的百分含量相同，化学反应不一定达到平衡状态。答案(1)(2)(5)(6)(7)(8),首先分析化学反应方程式的特点，如反应前后化学计量数关系，反应物或生成物是否有颜色，是否有固体或液体等，然后分析反应体系所处的状况，即温度、体积一定还是温度、压强一定，再根据题意分析转化，看是否符合化学平衡状态的根本标志，最后再做出正确判断。,解答化学平衡状态判断题的一般思路,A容器体积不再改变B混合气体的颜色不再改变C混合气体的密度不再改变DNO与O2的物质的量的比值不再改变,【应用1】,答案D,1化学平衡常数的应用(1)判断、比较可逆反应进行的程度。一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应：,必考点48化学平衡常数的应用与计算,(2)判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向。,(3)判断可逆反应的反应热。升高温度，若K值增大，则正反应为吸热反应；若K值减小，则正反应为放热反应。,特别提醒：(1)平衡常数数值的大小，只能大致告诉我们一个可逆反应的正向反应所进行的最大程度，并不能预示反应达到平衡所需要的时间。(2)一般K105时，认为该反应基本进行完全，K105一般认为该反应很难进行；而K在105105之间的反应被认为是典型的可逆反应。,2化学平衡的计算解决此类题的基本思路是写出平衡式，列出相关量，确定关系，列出等式进行计算，这个方法叫做“三段思维法”。,起始(mol)ab00变化(mol)mxnxpxqx平衡(mol)amxbnxpxqx,【典例2】,下列说法不正确的是()。A上述生成Ni(CO)4的反应为放热反应,C在80时，测得某时刻，Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5molL1，则此时v(正)v(逆)D80达到平衡时，测得n(CO)0.3mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为2molL1思维引入首先写出化学平衡常数表达式，结合温度对平衡常数的影响判断是吸热还是放热。结合浓度商Qc判断平衡建立。,答案C,(1)应用达到平衡时的浓度进行计算。(2)反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看作常数“1”，故不代入公式。,计算化学平衡常数时的注意事项,A3.2103B1.6103C8.0102D4.0102,【应用2】,答案A,错误例析,试卷采样,失分原因分析,当场指导,(2)速率的单位不规范(3)由于开始时，反应物和生成物都存在，故开始时v正、v逆均不等于零，即开始时正、逆反应同时进行(4)化学方程式未配平，H2的化学计量数应为6没有答温度对反应速率的影响；另外，应是平衡向正反应方向移动，而不是反应正向移动。应按要求填“”(5)a.没有按有效数字代入；b.计算结果不正确,规范答案,(2)0.067mol/(Lmin)或molL1min1或mol(Lmin)1(3)正、逆反应同时2(1)6H2(2)升高温度，反应速率加快，平衡向正反应方向移动(3)依题意,本单元主要考查化学反应进行的方向与反应热的关系，化学平衡常数、转化率等的简单计算。预测2014年高考，结合化工生产综合考查化学平衡的判断及化学平衡常数的计算会有所体现。,Hold住考向,名师揭秘,1(2012上海，33)用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：,化学平衡状态的判断,A3v逆(N2)v正(H2)Bv正(HCl)4v正(SiCl4)C混合气体密度保持不变Dc(N2)c(H2)c(HCl)136,解析判断反应达到平衡状态的根本标志是v正v逆，化学反应方程式中N2与H2的化学计量数之比为13，3v逆(N2)v逆(H2)，即v逆(H2)v正(H2)，A正确；B项反应方向一致，无法判断反应是否达到平衡；该反应的正反应是一个气体密度减小的反应，因此，当混合气体密度保持不变时，可以判断反应达到平衡状态；c(N2)c(H2)c(HCl)136，与化学反应是否达到平衡无关。答案AC,A压强不随时间改变B气体的密度不随时间改变Cc(A)不随时间改变D单位时间里生成C和D的物质的量相等解析由于该反应是反应前后气体分子数不变的反应，容器中压强、气体的密度不变，A、B错误；c(A)随反应的进行而改变，C可以作为达到平衡状态的依据；不论是否达平衡，单位时间里生成C和D的物质的量均相等，D错误。答案C,解析B项，一定温度下，对于一个特定反应，H固定不变，不能作为判断是否达到平衡状态的依据；C项，随着反应进行，N2O4分解速率逐渐降低。答案AD,若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是()。A平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变B平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率加快C平衡时，其他条件不变，升高温度可提高SO2的转化率D其他条件不变，使用不同催化剂，该反应的平衡常数不变,化学平衡常数的应用与计算,解析A项，因为反应前后气体的物质的量不相等，故反应过程中密闭容器内压强会发生变化；B项，硫单质为液体，其量的多少对反应速率没有影响；C项，正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动；D项，平衡常数只与温度有关，与催化剂无关。答案D,2(2011江苏化学，15)700时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O，发生反应：,反应过程中测定的部分数据见下表(表中t2t1)：,下列说法正确的是()。,B保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60molCO和1.20molH2O，达到平衡时n(CO2)0.40molC保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20molH2O，与原平衡相比，达到新平衡时CO转化率增大，H2O的体积分数增大D温度升高至800，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应,答案BC,回答下列问