专题2化学反应速率和化学平衡 第二单元 化学反应的方向和限度知识点归纳

1、专题 2 化学反应速率和化学平衡 第二单元 化学反应的方向和限度知识点归纳专题 2 化学反应速率与化学平衡第二单元 化学反应的方向和限度知识点复习 一、化学反应方向（一）自发过程和自发反应自发过程具有的特点：能量角度体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。 混乱度角度体系趋向于从有序状态转变为无序状态。（二）化学反应进行的方向与焓变、熵变的关系1.自发反应与焓变的关系多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有很多吸热反应能自发进行，因此，反应焓变是 与反应进行的方向有关的焓判据焓变与反应自发性 的关系局限性放热反应过程中体系能量降低，具有自发进行的倾向若该反应为放热反应

2、，即 h0，一般能自发进行；若该反应为吸热反应，即 h0，一般不能自发进行有些吸热反应也能自发进行，所以焓变是与反应进行的方向有关的 因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。2.化学反应进行的方向与熵变的关系1 / 72 22234 2 32 32 522专题 2 化学反应速率和化学平衡 第二单元 化学反应的方向和限度知识点归纳(1)熵的概念自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，体系的混乱度增大。体系的混乱度常用熵来描述，熵的概念是表示体系的混乱或无序程度的物理量，其符号为 s。熵值越大，体系的混乱度越 大。(2)影响熵大小的因素1 同一条

3、件下，不同的物质熵值不同。2 同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，如同一种物质不同状态时熵值大小为 s(g)s(l)s(s)。3 气态物质的物质的量越大，分子数越多，熵值越大。(3)熵判据在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，即熵变(符号 s)大于零，这个原 理叫做熵增原理。在用熵变来判断过程的方向时，就称为熵判据。1 当 s0 时，反应为熵增反应，在一定条件下能自发进行。如 2h o (aq)=2h o(l)o (g) 在常温下能自发进行。2 当 s0 时，反应为熵减反应，在一定条件下不能自发进行。但如 nh (g)hcl(g)=nh cl(s)也能自发进行。(4)反应熵变是

4、与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。如：2al(s)fe o (s)=al o (s)2fe(s) s39.35 jmol 1k1，上述反应为熵减少的反应，但在一定条件下，该反应也能自发进行。说明“熵判据”也具有一定的局限性。 【注意】(1) 从焓变(能量)角度：h0，有利于反应自发进行。(3) 在实际的化学反应中，若 h 与 s 符号相同时，对化学反应的方向的影响作用出现矛盾， 因此，在分析一个具体化学反应自发进行的方向时，不能孤立地使用焓判据或熵判据来分析， 否则，可能会得出错误的结论。例如，有些吸热反应也能自发进行，如 2n o (g)=4no (g)

5、o (g) h0，能自发进行。（三）化学反应进行的方向与自由能变化的关系1.用焓变和熵变的复合判据判断反应的方向(1)由焓判据知放热反应是易自发进行的；由熵判据知熵值增加是自发的。很多情况下用不 同的判据判定同一个反应，可能会出现相反的判断结果。2 / 72 232 23专题 2 化学反应速率和化学平衡 第二单元 化学反应的方向和限度知识点归纳(2)体系的自由能变化(符号为 g，单位为 kjmol1)综合考虑了焓变和熵变对体系的影响， 可用于化学反应自发进行的方向的判断，ghts。2.自由能的运用(1)复合判据判断反应方向的有关规律1 当 h0，则 g0，s0，反应一定不能自发进行。3 当 h

6、0，s0 或 h0，s0 时，反应能否自发进行与温度有关，一般低温时焓变影 响为主，高温时熵变影响为主。(2) 反应发生的条件有多种，ghts 这个判据只能用于温度、压强一定条件下的反应， 不能用于其他条件(如温度、体积一定)下的反应。(3) 反应的自发性只能判断方向性，反应能否实现，还要看具体的反应条件。化学反应进行方向的判断方法hts0 反应能自发进行；hts0 反应达到平衡状态；hts0 反应不能自发 进行。温度与反应方向关系：二、化学平衡状态（一）化学平衡状态1.可逆反应(1)含义：在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。 (2)表示方法：如高温、高压并有催

7、化剂作用的条件下，n 和 h 反应生成 nh 的可逆反应可表示为 n 3h高温高压催化剂2nh 。(3)特征1 正、逆反应发生的条件相同。2 反应不能进行到底，反应体系中，与化学反应有关的各种物质共存。 2不可逆反应3 / 722 23专题 2 化学反应速率和化学平衡 第二单元 化学反应的方向和限度知识点归纳有些反应因逆反应进行程度太小而可忽略，正反应几乎完全进行到底，一般认为这些反 应不可逆。例如，h 的燃烧、酸碱中和等。3可逆反应的特点(1)“三性”4化学平衡状态的建立(1)建立过程(以为 n 3h 2nh 为例)物质浓度反应速率开始时进行中平衡时反应物最大减小不变生成物0增大不变正反应最

8、大减小v(正反应)v(逆反应)逆反应0增大(2)浓度时间图像和速率时间图像分别为(3)化学平衡状态的概念可逆反应在一定条件下进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物和生成物 的浓度不再发生变化，反应达到化学平衡状态。(4)化学平衡状态五大特征【注意】(1)可逆反应达到平衡状态后，反应并没有停止，而是反应在该条件下进行的最大限度。 (2)可逆反应达到平衡后，各组分的浓度保持不变，并不是各组分的浓度相等。4 / 7专题 2 化学反应速率和化学平衡 第二单元 化学反应的方向和限度知识点归纳（二）化学平衡状态的判断依据与方法1.可逆反应达到化学平衡状态时的特征之一是 v v 0。正 逆2.

9、可逆反应达到化学平衡状态时的另一特征是反应混合物中各组分的百分含量保持不变。判断可逆反应达到平衡状态的方法1.从化学反应速率的角度判断(即 v v 0)正 逆有两层含义：对于同一物质，该物质的生成速率等于其消耗速率；对于不同的物质，速率之 比等于化学方程式中物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。2.利用“变量”与“不变量”判断(1) 确定反应中的“变量”，即随反应的进行而变化的量，当变量不再变化时，表明反应已达平 衡状态。而当“不变量”不变时，不能判断反应是否处于平衡状态。(2) 常见的变量有：气体的颜色；对于气体体积有变化的反应来说，恒压反应时的体积、恒容 反应时的压强；对于反应体系

10、中全部为气体，且气体物质的量有变化的反应来说，混合气体 的平均相对分子质量；对于反应体系中不全部为气体的反应来说，恒容时混合气体的密度等。应当注意，在利用 m 、n(总)、p(总)判断时要注意反应特点和容器的体积变化问题。（三）等效平衡1概念在一定条件下(恒温、恒容或恒温、恒压)，对同一可逆反应体系，起始时加入物质的物 质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量相同，这样的平衡称为等效平衡。2分类根据反应条件(恒温、恒压或恒温、恒容)以及可逆反应的特点(反应前后气体分子数是否相等)，可将等效平衡问题分成三类：.恒温、恒容条件下，反应前后气体分子数不相等的可逆反应：如果按方程式中的化学计量

11、关系转化为同一半边的物质，其物质的量与对应组分的起始 加入量相同，则建立的化学平衡状态是等效的(即投料相同，此法又称一边倒法)。举例：2a(g)b(g) 3c(g)d(g)12345a2 mol4 mol1 mol00b1 mol2 mol0.5 mol1 mol0c001.5 mol3 mol3 mold000.5 mol1 mol1 mol等效说明 互为等效平 衡，表现在物质的量、 质量、体积、物质的 量浓度、组分百分含 量(摩尔分数、质量分5 / 7专题 2 化学反应速率和化学平衡 第二单元 化学反应的方向和限度知识点归纳数、体积分数)相同.恒温、恒容条件下，反应前后气体分子数相等的可逆

12、反应：如果按方程式的化学计量关系转化为同一半边的物质，其物质的量之比与对应组分的起 始加入量之比相同，则建立的化学平衡是等效的(即投料比相同)。举例：2a(g)b(g)3c(g)d(s)12345a2 mol4 mol1 mol00b1 mol2 mol0.5 mol1 mol0c001.5 mol3 mol3 mold000.5 mol1 mol1 mol等效说明互为等效平 衡，表现在组分百分 含量(摩尔分数、质量 分数、体积分数)相同.恒温、恒压条件下，反应前后气体分子数任意型的可逆反应：如果按方程式的化学计量关系转化为同一半边的物质，其物质的量的比值与对应组分的 起始加入量的比值相同，则

13、建立的化学平衡状态是等效的(即投料比相同)。举例：2a(g)b(g)3c(g)d(g)12345a2 mol4 mol1 mol00b1 mol2 mol0.5 mol1 mol0c001.5 mol3 mol3 mold000.5 mol1 mol1 mol等效说明 互为等效平 衡，表现在物质的量 浓度、组分百分含量 (摩尔分数、质量分 数、体积分数)相同3.建立(1) 外界条件相同：通常可以是恒温、恒容，恒温、恒压。(2) 平衡状态只与始态有关，而与途径无关。即：无论反应从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始；投料是一次还是分成几 次；反应容器经过扩大缩小或缩小扩大的过程，只要起始浓度相当，就达到相同的平 衡状态。4三类等效平衡的比较为更好理解等效平衡这一重难点，下面再对上述三类等效平衡情况进行列表分析比较。等效类型条件起始投料“量”对反应的要恒温、恒容换算为同一半边时，投 料相同任何可逆反应恒温、恒容换算为同一半边时，投 料比相同反应前后气体体积相等恒温、恒压换算为同一半边时，投 料比相同 任何