化学反应的方向限度

1、化学反应的方向限度第1页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一化学反应的方向 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2页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一反应放热有利于反应的自发进行.二、化学反应方向的判据 说明：反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是唯一因素 1. 化学反应方向和反应焓变2. 化学反应方向和反应熵变熵：() 概念：描述体系

2、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3页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一（2）影响熵的因素： 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）反应的熵变:S = S（反应产物）- S（反应物）（4）熵增加过程：固体溶解、物质的汽化、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4页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一化学反应的方

3、向3. 反应方向判据：H-TS0 反应不能自发进行 即:在温度、压强一定的条件下，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15页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一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，平衡逆向移动。V(正)、

4、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19页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一化学反应的限度（3）平衡移动原理（勒夏特列原理）如果改变影响平衡的一个条件（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20页，共52页，2022年，5月20日，

5、22点46分，星期一化学反应的限度2. 四大因素对化学平衡的影响 浓度对化学平衡的影响 (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21页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一(2) 浓度引起平衡移动的相关图象增大反应物浓度0Vtt1V(正)V(逆)V(正)V(逆)减小生成物浓度0Vtt1V(正)V(逆)V(正)V(逆)增大生成物浓度V(逆)0Vtt1V(正)V(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22页，共52页，202

6、2年，5月20日，22点46分，星期一温度一定时，增大反应物浓度或减少生成物的浓度，则QK，平衡逆向移动。原因：浓度变化导致正、逆反应速率变化不一致。 浓度变化导致Q变化，Q不等于K化学反应的限度第23页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一【应用】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。生产过程中常将产物及时从体系中移走，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24页，共52页，2022年，5月2

7、0日，22点46分，星期一化学反应的限度 压强对化学平衡的影响(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25页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一化学反应的限度(3) 压强引起平衡移动的相关图象当 m + n p + q时：Vt0V(正)V(逆)V(正)V(逆)Vt0V(正)V(逆)V(逆)V(正)增大压强减小压

8、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26页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一化学反应的限度当 m + n p + q 时：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 m A (g) + n B (g) p C (g) + q D (g)说明：压强对化学平衡的影响实质上是浓度对平衡的影响。第27页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一化学反应的限度（4） 惰性气体对化学平衡的影响 恒温、恒压时，充入惰性气体体积增大浓度减小相当于增大容

9、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28页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一化学反应的限度 温度对化学平衡的影响(1) 结 论：在其他条件不变时，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(逆)改变温度，v吸变化更大说明：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30页，共52页，2022年，5月

10、20日，22点46分，星期一化学反应的限度加正催化剂正逆正逆加负催化剂 催化剂对化学平衡的影响催化剂能同等程度地改变正、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31页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一化学反应的限度1在已处于化学平衡状态的体系中，如果下列量发生变化，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 D反应混合物的压强B第32页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一化学反应的限度2. 在密闭容器中进行下列反应CO2(g) +C(s ) 2C

11、O(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变化：(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) 。第33页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一化学反应的限度3. 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，重新达到平衡时，测得B的浓度为0.

12、4mol/L，下列正确的是A. m+np+q B. 平衡左移 C. A的转化率增大 D. D的体积分数增大B第34页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一4. 某温度下，反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)(正反应为放热反应)，在带有活塞的密闭容器中达到平衡，下列说法中正确的是A. 体积不变，升高温度，正反应速率减小 B. 温度、压强均不变，充入HI气体，开始时逆反应速率增大，正反应速率也增大 C.温度不变，压缩气体的体积，平衡不移动，颜色加深 D. 体积、温度不变，充入氮气后，正反应速率增大化学反应的限度C第35页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一

13、5恒温条件下，把NO2装入带活塞的密闭容器中，当反应2NO2 N2O4达到平衡后，慢慢压缩，下列叙述正确的是A 体积减半，则压强为原来的两倍B 平衡向右移动，混合气体的颜色一定会变浅C 体积减半，压强增大，但小于原来的2倍D 平衡向右移动，混合气体密度增大化学反应的方向和限度CD第36页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一6在体积可变的密闭容器中，反应mA（g）+nB（s） pC（g）达到平衡后，压缩容器的体积，发现A的转化率随之降低。下列说法中，正确的是A（m+n）必定小于pB（m+n）必定大于pCm必定小于pDn必定小于p化学反应的限度C第37页，共52页，2022年，

14、5月20日，22点46分，星期一化学平衡计算1.（08年宁夏理综12）将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：NH4I(s) NH3(g)HI(g)；2HI(g) H2(g)I2(g)达到平衡时，c(H2)=0.5 molL-1，c(HI)=4 molL-1，则此温度下反应的平衡常数为（ ）A9 B16C20D25D第38页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一 化学平衡状态与平衡建立的途径无关,只与条件有关; 只要条件一定，建立的平衡状态就相同.即不论平衡是从正反应开始,还是从逆反应开始,还是从中间状态开始,不论是一次投料,还是分多次投料,只要条件一定(恒温

15、恒压或恒温恒容),起始时投料量相当,建立的平衡状态就相同.等效平衡第39页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一等效平衡2mol SO2 1mol O2开始2mol SO3开始SO2 a%O2 b%SO3 c%平衡状态2SO2+ O2 2SO3 1mol SO3恒温恒压或恒温恒容1mol SO2 0.5mol O2开始1mol SO2 0.5mol O2 1mol SO3开始先后第40页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一等效平衡 等效平衡:同一可逆反应在相同的反应条件（恒温恒容或恒温恒压）下，只要起始时加入物质的物质的量不同,而达到化学平衡时, 任何相同

16、的组分的百分含量均对应相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。第41页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一等效平衡等效平衡状态的分类与判断： 等效平衡状态一般包括恒温恒容下的等效平衡和恒温恒压下的等效平衡两种情况：1.恒温恒容下的等效平衡（1）恒温恒容下，对于反应前后气体分子数改变的可逆反应,如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同(投料相当) ,则达平衡后与原平衡等效.注:不仅是等效平衡,而且是同一平衡状态(平衡时各种量分别完全相同)第42页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一等效平衡（2）恒温恒容下，对于反应前后气体分子数不

17、变的可逆反应, 如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量比与原平衡相同(投料等比 ),两平衡等效。注:不一定是同一平衡状态,只有投料相当时,才是同一平衡状态.如不是同一平衡状态,平衡量之比等于起始量之比.第43页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一1mol H2 1mol I2平衡11mol H2 1mol I2平衡11mol H2 1mol I2平衡1 1mol H2 1mol I2平衡12mol H2 2mol I2平衡2将容器容积由2V压缩为VT VT VT 2VT V增大压强时,平衡不移动平衡1和平衡2等效可逆反应H2+I2=2HI在温度为T、容积

18、为V的密闭容器中从下列两种途径达平衡 (1)1mol H2 和1mol I2 (2)2mol H2 和2mol I2等效平衡第44页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一 恒温恒压下，不论是反应前后气体分子数不变还是改变的反应，如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同（投料等比 ）,则达平衡后与原平衡等效.2.恒温恒压下的等效平衡注:不一定是同一平衡状态,平衡时,同种物质的浓度，百分含量相同，但同种物质的物质的量之比等于起始量之比等效平衡第45页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一等效平衡1mol H2 1mol N2平衡

19、11molH2 1mol N2平衡11mol H2 1mol N2平衡11mol H2 1mol N2平衡12mol H2 2mol N2平衡2T PT PT PT P平衡1和平衡2等效可逆反应3H2+N2 2NH3在温度为T压强为P的密闭容器中从下列两种途径达平衡 (1)1mol N2 和1mol H2 (2)2mol N2 和2mol H2第46页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一等效平衡1. 在一个固定体积的密闭容器中，加入2molA和2molB，发生如下反应：2A（g）+ 2B（g） 3C（g）+ D（g），达到平衡时，C的浓度为Wmol/L,若维持容器体积和温度

20、不变,按下列配比作为起始物质达到平衡后,C的浓度仍为Wmol/L的是（ ） A. 2mol A + 2mol B + 3mol C + 1mol D B. 3mol C + 1mol D + 1mol B C. 3mol C + 1mol D D. 1mol A + 0.5mol B + 1.5mol C + 0.5mol D AC第47页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一等效平衡2.在一固定容积的密闭容器中,保持一定温度,在一定条件下进行以下反应:A(g)+2B(g) 3C(g).已知加入1molA和3molB且达到平衡后,生成了amolC. 1)达到平衡时,C在混合气

21、体中的百分含量_ 2)相同条件下,若加入2molA和6molB,达到平衡后,C的物质的量为_,此时C在混合气体中的百分含量_ 3)相同条件下,加入2molA和8molB,若要求达到平衡后C在混合气体中的百分含量不变,则还应加入C _ mol a/42aa/46第48页，共52页，2022年，5月20日，22点46分，星期一3. 恒温恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应： A(g) + B(g) C(g)(1)若开始时放入1molA和1molB，达到平衡后，生成amolC，这时A的物质的量为 mol。(2)若开始时放入3molA和3molB，到达平衡后，生成C的物质的量为 mol(3)若开始时放入xmolA、2molB和1molC，到达平衡后