高三一轮复习化学反应方向和化学平衡教学内容

1、化学反应方向(fngxing)和化学平衡第一页，共94页。化学反应(huxu fnyng)的方向 1. 自发过程:在一定温度和压强下，不需借助光、电等外部(wib)力量就能自动进行的过程.2. 自发反应:在一定温度和压强下，无需外界(wiji)帮助就能自动进行的反应.（1）铁器暴露在潮湿的空气中会生锈（2）可燃物的燃烧（3）酸碱中和反应一、自发过程、自发反应 第二页，共94页。反应(fnyng)放热有利于反应(fnyng)的自发进行.二、化学反应方向(fngxing)的判据 说明：反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素(yn s)，但不是唯一因素(yn s) 1. 化学反应方向和反应焓变2

2、. 化学反应方向和反应熵变熵：() 概念：描述体系混乱度的物理量 单位：J.mol-1 .k-1 符号：S化学反应的方向第三页，共94页。（2）影响(yngxing)熵的因素： 同一条件下，不同物质熵不同 同一物质，聚集状态不同熵不同S(g)S(l)S(s)（3）反应(fnyng)的熵变:S = S（生成物）- S（反应(fnyng)物）（4）熵增加过程：固体溶解、物质(wzh)的汽化、墨水的扩散、气体的扩散 熵增加的反应：产生气体的反应，气体的物质的量增加的反应S0说明：熵变是与反应能否自发进行有关的又一因素，但 也不是唯一因素。（5）熵增加有利于反应的自发进行.化学反应的方向第四页，共94

3、页。化学反应(huxu fnyng)的方向3. 反应方向判据：H-TS0 反应不能自发进行 即:在温度、压强(yqing)一定的条件下，自发反应总是向 H-TS0的方向进行，直至达到平衡状态。判据的应用：H0 所有温度下反应(fnyng)都自发进行H0 S0 S0 高温下自发进行H0 S k,未达平衡，反应逆向进行。Q = k, 反应达平衡。Q k, 未达平衡，反应正向进行。)()()()(BcAcDcCcQnmqp=浓度商Q：第十五页，共94页。高炉炼铁中发生的反应有:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) H 、V(逆)，正反应占优，平衡正向移动。V(正)V(逆)，逆反应占优，

4、平衡逆向移动。V(正)、V(逆)改变倍数相等，平衡不移动。Q = k, 平衡未破坏，平衡不移动。Q k, 平衡逆向移动若条件改变后第三十一页，共94页。平衡移动原理（只改变一个(y )条件）化学平衡(huxupnghng)状 态正=逆外界条件改变引起速率(sl)变化正逆正=逆正逆正逆向右移动不 移 动向左移动原因方向结果过程分析结果分析2从正、逆反应速度是否相等判断：第三十二页，共94页。化学反应(huxu fnyng)的限度（3）平衡移动(ydng)原理（勒夏特列原理）如果改变影响平衡的一个(y )条件（如浓度、压强或温度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。适用范围：所有的动态平衡封闭

5、体系（电离平衡，水解平衡，溶解平衡等），只改变其中一个条件（如、等）时，平衡移动原理才适用。优缺点：该原理可用来判断平衡移动的方向，但不能判断建立新平衡所需要的时间，以及在平衡建立过程中各物质间的数量关系等。减弱不是消除。第三十三页，共94页。【例】现有反应：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g); H0。在850时，K1。(1)若升高温度到950时，达到平衡时K 1(填“大于”“小于”或“等于”)。(2) 850时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 mol CO，3.0 mol H2O，1.0 mol CO2和x mol H2，则：当x5.0时，上述平衡向 方向移动。若要使上

6、述反应开始(kish)时向正反应方向进行，则x应满足的条件是 。(3)在850时，若设x5.0和x6.0，其他物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，测得H2的体积分数分别为a、b，则a b(填“大于”“小于”或“等于”)。小于 逆反应 0 x3.0 小于 第三十四页，共94页。化学反应(huxu fnyng)的限度2. 四大因素(yn s)对化学平衡的影响 浓度(nngd)对化学平衡的影响 (1)结论：其它条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动；减小反应物的浓度或增大生成物的浓度，平衡向逆反应方向移动；第三十五页，共94页。(2) 浓度引起平衡移动的相关(x

7、inggun)图象增大(zn d)反应物浓度减小生成物浓度(nngd)增大生成物浓度0Vtt1V(逆)V(正)减小反应物浓度V(逆)V(正)0Vtt1V(正)V(逆)化学反应的限度第三十六页，共94页。结论：在其他条件不变，增大反应物浓度(nngd)，平衡朝正反应方向移动；减小反应物浓度(nngd)，平衡朝逆反应方向移动。 在其他条件不变，减小生成物浓度，平衡朝正反应方向(fngxing)移动；增大生成物浓度，平衡朝逆反应方向(fngxing)移动。影响化学平衡移动的浓度，而不是质量、物质的量或体积；浓度的改变不一定会引起化学平衡的移动；对于溶液中进行的离子反应，改变不参加反应的离子浓度，化学

8、平衡一般不移动；如：FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl，增加c (K+)或c (Cl-)，不会影响化学平衡。 如:对气体分子数不变的反应,同等程度地增大或减小各物质的浓度,化学平衡不移动。第三十七页，共94页。温度一定时，增大反应物浓度或减少(jinsho)生成物的浓度，则QK，平衡逆向移动。原因：浓度变化(binhu)导致正、逆反应速率变化(binhu)不一致。 浓度(nngd)变化导致Q变化，Q不等于K化学反应的限度第三十八页，共94页。【应用(yngyng)】化工生产中，常通过增大某一廉价、易得反应物的浓度来提高另一贵重的反应物的转化率。生产过程(guchng)中常将产物

9、及时从体系中移走，使化学平衡不断向右移动。例如在硫酸工业里，常用过量的空气(kngq)使二氧化硫充分氧化，以生成更多的三氧化硫。例如合成氨工业里，及时从平衡体系中移走氨，从而使平衡不断向右移动。化学反应的限度第三十九页，共94页。注意：增加固体或纯液体的量不能改变其浓度，也不能改变速率(sl)，所以V(正)仍等于V(逆)，平衡不移动。例：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)起始时各加入1mol的CO(g)和H2O(g)，平衡(pnghng)时，四种物质的物质的量相等，求平衡(pnghng)常数 K 和CO(g)、H2O(g) 的转化率若再加入2mol H2O(g)，求平衡(pnghn

10、g)后CO(g)、H2O(g) 的转化率。第四十页，共94页。化学反应(huxu fnyng)的限度 压强对化学平衡(huxupnghng)的影响(1)结 论：(2)说 明:（1）平衡混合物中只涉及固体或液体的反应，改变(gibin)压强，平衡不会移动。（反应中有气体参加。）（2）对于反应前后气体总体积不变（ Vg=0 ）的可逆反应，只改变压强，平衡不移动。在其他条件不变情况下，增大压强，平衡向气体分子数减少的方向移动；减少压强，平衡向气体分子数增大的方向移动。第四十一页，共94页。化学反应(huxu fnyng)的限度(3) 压强引起平衡(pnghng)移动的相关图象当 m + n p +

11、q时：V(正)V(逆)V(正)V(逆)Vt0V(正)V(逆)V(逆)V(正)增大(zn d)压强减小压强反应 m A (g) + n B (g) p C (g) + q D (g)改变压强， v缩变化程度大第四十二页，共94页。化学反应(huxu fnyng)的限度Vt0V(正)V(逆)V(逆)V(正)增大压强减小压强Vt0V(正)V(逆)V(正)V(逆)反应(fnyng) m A (g) + n B (g) p C (g) + q D (g)说明(shumng)：压强对化学平衡的影响实质上是浓度对平衡的影响。第四十三页，共94页。化学反应(huxu fnyng)的限度（4） 惰性气体对化学平

12、衡(huxupnghng)的影响 恒温(hngwn)、恒压时，充入惰性气体体积增大浓度减小 相当于增大容积减小压强 恒温、恒容时，充入惰性气体体积不变浓度不变反应速率不变，平衡不移动对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，充入惰性气体，不论什么情况，平衡都不会移动第四十四页，共94页。化学反应(huxu fnyng)的限度 温度对化学平衡(huxupnghng)的影响(1) 结 论：在其他(qt)条件不变时，温度升高，会使化学平衡向吸热反应的方向移动，温度降低会使化学平衡向放热的方向移动。当 H 0 时：Vt0V(正)V(逆)V(正)V(逆) 升高温度 降低温度Vt0V(正)V(逆)V(正)V(

13、逆)改变温度(wnd)，v吸变化更大说明(shumng)：温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数K来实现的。第四十六页，共94页。化学反应(huxu fnyng)的限度加正催化剂正逆正逆加负催化剂 催化剂对化学平衡(huxupnghng)的影响催化剂能同等(tngdng)程度地改变正、逆反应速率，因此对平衡无影响。催化剂的使用对K和Q无影响，Q与K仍相等，平衡没有被破坏，因此对平衡无影响。第四十七页，共94页。化学反应(huxu fnyng)的限度1在已处于化学平衡状态的体系中，如果下列(xili)量发生变化，其中一定能表明平衡移动的是A 反应混合物的浓度 B反应物的转化率C 正、逆反应速率

14、D反应混合物的压强B第四十八页，共94页。化学反应(huxu fnyng)的限度2.可逆反应A（g）+B C（g）+D，A和C均为无色气体，当反应达到平衡时，下列叙述错误的是A增大A的浓度，平衡体系颜色加深(jishn)，则说明D是有颜色的气体B若升高温度，C的百分含量减少，则说明正反应为放热反应C若增大压强，平衡不移动，则说明B和D一定都是气体D如果B是气体，则增大A的浓度会使B的转化率增大C第四十九页，共94页。化学反应(huxu fnyng)的限度3. 在密闭容器中进行下列反应CO2(g) +C(s ) 2CO(g ) H0达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何(rh)变化

15、：(1)增加，平衡，c(CO) ;(2)减小密闭容器体积，保持温度不变，则平衡移动， c(CO2) ；(3)通入N2，保持密闭容器体积和温度不变，则平衡， c(CO2) ；(4)保持密闭容器体积不变，升高温度，则平衡移动， c(CO) 。不移动(ydng)不变逆向增大不移动不变正向增大第五十页，共94页。化学反应(huxu fnyng)的限度4. 在密闭容器中有可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g) (正反应为吸热反应)处于平衡状态，已知m+np，则下列说法正确的是升高温度， 的比值变小 降温(jing wn)后，体系内混合气体的平均相对分子质量变小 加入A，B的转化率增大；A的转化率减小

16、 加入催化剂，气体总物质的量不变 增大压强，使容器体积减小，A或B的浓度一定降低 若A的化学反应速率为v(A)，则 v(B)=v(A)c(C)c(B)nmA. B. C. D.D第五十一页，共94页。化学反应(huxu fnyng)的限度5. 在一定温度下，将一定量的混合气体充入密闭容器中，mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，达到(d do)平衡时测得B的浓度为0.6mol/L；在恒温下将密闭容器的体积扩大一倍，重新达到(d do)平衡时，测得B的浓度为0.4mol/L，下列正确的是A. m+nm+n p+q0化学反应速率和化学平衡(huxupnghng)图像第七十五页，共94页。

17、0T2 P1T1 P2T1 P1C%t正反应(fnyng)是 热反应(fnyng).mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)m+n p+q化学反应速率和化学平衡(huxupnghng)图像第七十六页，共94页。如图所示，图中a曲线表示X(g) +Y(g) 2Z(g)+ W(s)（正反应是放热反应）的反应过程，若使a曲线变为b曲线，可采取(ciq)的措施是（ ）0Z%tabA. 加入(jir)催化剂B. 增大Y的浓度C. 降低温度D. 增大体系压强AD化学反应速率和化学平衡(huxupnghng)图像第七十七页，共94页。0下图是在其它条件一定时，反应2NO+O2 2NO2（正反应是放热反

18、应）)中NO 的最大转化率与温度(wnd)的关系曲线。图中坐标有A、B、C、D、E 5点，其中表示未达平衡状态且V正V逆的点 。ABCEDC点TNO转化率化学反应速率(sl)和化学平衡图像第七十八页，共94页。m A(固） + n B（气） p C （气）H pB. n pC. x点的状态时混合体系(tx)中 v正 v逆D. x 点的状态比 y点的状态 混合体系(tx)中的反应速率快 x y压强(yqing)B%C化学反应速率和化学平衡图像第七十九页，共94页。(2009江苏化学)I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)I(aq) I3 (aq)，某I2、KI混合溶液中，I3 的物质的量浓度

19、(nngd)c(I3-)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是 A.反应I2 (aq)I(aq) I3 (aq)的H0B.若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1K2C.若反应进行到状态D时，一定有v正v逆D.状态A与状态B相比，状态A的c(I2)大BC化学反应(huxu fnyng)速率和化学平衡图像第八十页，共94页。化学平衡(huxupnghng)图象题1. (2009广东化学)取五等份NO2，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应：2NO2(g) N2O4(g)H0反应相同时间(shjin)后，分别测定体系中NO2的百分

20、含量(NO2%)，并作出其随反应温度(T)变化的关系图。下列示意图中，可能与实验结果相符的是 BD第八十一页，共94页。2反应N2O4(g) 2NO2(g)；H57 kJmol1，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数(fnsh)随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是AA、C两点的反应速率：ACBA、C两点气体的颜色：A深，C浅C由状态B到状态A，可以用加热的方法DA、C两点气体的平均相对分子质量：AC化学平衡(huxupnghng)图象题第八十二页，共94页。3在一密闭容器(rngq)中有如下反应：L（s）+aG（g） bR（g）,温度和压强对该反应的影响如右图所示，其中压强P1

21、bCG的转化率随温度升高而减小D增大压强，容器(rngq)内气体质量不变化学平衡(huxupnghng)图象题第八十三页，共94页。4. 在一定条件下，将X和Y两种物质按不同的比例放入密闭(mb)容器中反应，达到平衡后，测得X，Y的转化率与起始时两物质的物质的量之比nx：ny的关系如图所示，则X和Y的反应方程式可表示为A 3X+Y Z B 2X+Y Z C X+3Y Z D 3X+Y 2Z 3化学平衡(huxupnghng)图象题第八十四页，共94页。5.等质量的铁与过量的盐酸在不同的试验条件下进行反应(fnyng)，测定在不同时间t产生氢气体积V的数据，根据数据绘制得到图1，则曲线a、b、c

22、、d所对应的试验组别可能是A4321B1234C3421D1243组别c(HCl)(molL1)温度（）状态12.025块状22.530块状32.550块状42.530粉末状第八十五页，共94页。1 (反应A(g)+B(g) C(g) +D(g)过程中的能量变化如图所示，回答下列(xili)问题。(1)该反应是_反应(填“吸热”“放热”)； (2)当反应达到(d do)平衡时，升高温度，A的转化率_(填“增大”“减小”“不变”)，原因是_；(3)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响_，原因是_。(4)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化是：E1_，E2_(填“增大”“减小”

23、“不变”)。第八十六页，共94页。n t2 abcdeNH3H20t1tA点a的正反应速率比点b的大B点 c处反应达到平衡 C点d (t1时刻(shk) 和点 e (t2时刻(shk) 处n(N2)不一样D其他条件不变，773K下反应至t1时刻(shk)，n(H2)比上图中d点的值大6.合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，673K，30MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如下图所示。下列叙述正确的是化学平衡(huxupnghng)图象题 第八十七页，共94页。化学反应(huxu fnyng)条件的优化工业合成氨分析(fnx)：合成氨的反应特点N2+3H2 2NH3_反应(fnyng)正反应为_反应正反应为气体体积_的反应反应特点请根据正反应的焓变和熵变分析在298K下合成氨反应能否自发进行？可逆放热减小能自发进行第八十八页，共94页。一. 合成氨的反应(fnyng)限度请同学们根据合成氨反应(fnyng)的特点，利用影响化学平衡移动的因素，分析什么条件有利于氨生成的多？