化学反应方向和限度市公开课一等奖百校联赛特等奖课件

第一讲化学反应方向和程度成武二中李亚楠第1页一、化学反应方向1、放热反应过程使体系能量降低，含有自发进行倾向①吸热反应一定不能自发进行②在常温下不能自发进行吸热反应，在高温下也一定不能自发进行NH4HCO3(固)+CH3COOHCaCO3分解焓变不是决定反应能否自发进行唯一原因××第2页2、体系有自发地向混乱度增加（熵增）方向进行倾向反应熵变△S=生成物总熵-反应物总熵同一物质熵：S(g)>S(l)>S(s)①在常温、常压下，熵增反应一定能自发进行CaCO3分解②少数熵减反应在一定条件下也能够自发进行NH3+HCl√×熵变也不是决定反应能否自发进行唯一原因第3页∆H∆H

0∆S

0反应自发进行

∆H

0∆S

0低温下反应自发进行∆H

0∆S

0高温下反应自发进行∆H

0∆S

0反应不能自发进行∆S碳酸钙分解CO分解氢氧化亚铁氧化钠与水反应第4页3、化学反应方向判据在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既与焓变相关又与熵变相关。在恒温、恒压条件下，由△H-T△S大小来确定。△H－

T·△S﹤0△H－

T·△S﹥0△H－

T·△S﹦0反应能自发进行反应不能自发进行反应到达平衡状态第5页二、化学反应程度1、可逆反应（1)概念

在相同条件下同时向正逆两个方向进行反应

（2）特征在一定条件下反应物不能全部转化成产物，只能进行到一定程度2.化学平衡状态

（1）概念一定条件下可逆反应中，正反应速率与逆反应速率

，反应物和生成物浓度不在随时间延长而发生

状态。

相等改变第6页（2）、化学平衡状态特征②动：动态平衡（正逆反应仍在进行）③等：正反应速率=逆反应速率≠0④定：反应混合物中各组分浓度保持不变，各组分百分含量一定。⑤变：条件改变，化学平衡状态将被破坏,直到在新条件下建立新平衡。①逆：研究对象可逆反应。第7页例举反应

mA(g)+nB（g)pC(g)+qD(g)

是否平衡状态

混合物体系中各成分量①各物质物质量或各物质物质量分数一定是

②各物质质量或各物质质量分数一定是

③各气体体积或体积分数一定是

④总体积、总压强、总物质量、总浓度一定不一定

正反应速率与逆反应速率关系①在单位时间内消耗了mmolA，同时生成mmolA，即v正=v逆

是

②在单位时间内消耗了nmolB，同时消耗了pmolC，则v正=v逆

是

③vA∶vB∶vC∶vD=m∶n∶p∶q,v正不一定等于v逆

不一定

④在单位时间内生成nmolB，同时消耗qmolD，均指v逆，v正不一定等于v逆

不一定

化学平衡状态判断特征第8页压强

①若m+n≠p+q，总压强一定（其它条件不变）是②若m+n=p+q，总压强一定（其它条件不变）不一定混合气体相对平均分子质量（M）

①M一定，m+n≠p+q

是②M一定，m+n=p+q

不一定温度

任何化学反应都伴伴随能量改变，当体系温度一定（其它条件不变）是体系密度（ρ)密度一定不一定

第9页化学平衡中常见图像浓度－时间图速率－时间图某物质转化率(或百分含量)-时间-温度(或压强)图某物质转化率(或百分含量)-温度-压强图(3)、化学学平衡中图像题第10页⒈五看图像⑴一看面：即明确横纵坐标意义（有几个变量）；⑵二看线：了解线走向和改变趋势；⑶三看点：即起点、交点、终点、拐点与极值点‘等；⑷四看辅助线：如等温线、等压线、平衡线等；⑸五看量改变：如浓度、温度、压强改变等。⒉分析判断⑴依据抵达平衡时间长短，结合化学反应速率理论判断温度高低或压强大小；⑵依据图像中量改变判断平衡移动方向，结合平衡移动原理，分析可逆反应特点（是气体分子数增大还是减小反应；或是吸热还是放热反应);⑶定一议二：若图像中有三个量，要先固定一个自变量，再讨论另外两个量之间关系；思维要全方面，要注意变换定量与变量，最终下综合结论。图像题是化学平衡中常见题型，这类题目是考查自变量（如时间、温度、压强等）与因变量（如物质量、浓度、百分含量、转化率）之间定量或定性关系。第11页1、浓度-时间图：可用于：1)写出化学反应方程式：2)求反应物转化率：A+2B3CA转化率=33.3%B转化率=66.7%例：练：5A3B+2CA转化率=62.5%tcCAB0ABCtc0.40.30.20.10第12页浓度-时间图关键：①写出反应方程式A、何为反应物、生成物B、反应物、生成物计量数关系C、是否为可逆反应②计算反应物转化率③计算某物质化学反应速率第13页A(g)+2B(g)2C(g)•引发平衡移动原因是

，平衡将向

方向移动。2、速度-时间图：可用于：1)表示反应速率改变和化学平衡移动。2)(已知反应)判断引发平衡移动原因。增大反应物浓度正•引发平衡移动原因是

，平衡将向

方向移动。减小生成物浓度正tvv正v逆t1t20tvv正v逆t1t20第14页已知对某一平衡改变温度时有以下列图改变，则温度改变是

(升高或降低)，平衡向

反应方向移动，正反应是

热反应。升高正吸t1t2tvv正v逆0第15页•对于mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，改变压强时有以下列图改变，则压强改变是

(增大或减小)，平衡向

反应方向移动，m+n

(>、<、=)p+q。增大逆<v逆t1t2tvv正0第16页•对于反应A(g)+3B(g)2C(g)+D(g)(正反应放热)有以下列图所表示改变，请分析引发平衡移动原因可能是什么？并说明理由。

因为v正、v逆都有不一样程度增大，引发平衡移动原因可能是

a.升高温度

b.增大压强。依据反应方程式，升高温度平衡向逆反应方向移动，与图示相符；增大压强平衡向正反应方向移动，与图示不相符。故此题中引发平衡移动原因是升高温度。v逆t1t2tvv正0第17页•对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)有以下列图所表示改变，请分析t1时改变原因可能是什么？并说明理由。

因为v正、v逆相同程度增大，t1时改变原因可能是

a.加入(正)催化剂

b.当m+n=p+q时增大压强。平衡没有移动。v逆t1

tvv正0第18页速率-时间图关键：①看出反应速率改变②判断化学平衡移动方向③判断影响化学反应速率和化学平衡原因第19页3、某物质转化率(或百分含量)-时间-温度(或压强)图：•对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)T1>T2;tA转化率T1T20P1<P2;tB转化率P1P20正反应吸热m+n<p+q第20页•对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)P1>P2C%tP1P20m+n=p+q第21页•对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)P1<P2;T1>T2;tB%T2P2T1P2T1P10m+n<p+q正反应吸热第22页某物质转化率(或百分含量)-时间-温度(或压强)图关键：①判断温度（或压强）大小②学会“定一议二”法。第23页4、某物质转化率(或百分含量)-温度－压强图：•对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)•正反应放热•正反应吸热TA转化率1.01*107Pa1.01*106Pa1.01*105Pa0PC浓度500℃200℃0m+n>p+qm+n>p+q第24页3、化学平衡常数对于普通可逆反应：aA（g）+bB(g)

cC(g)+dD(g)在一定温度下建立平衡体系：K=[C]C[D]d[A]a[B]b化学平衡常数表示可逆反应进行程度大小K是温度函数，与反应物、生成物浓度无关，只受温度影响,固体和纯液体浓度为常数，通常不计入平衡常数表示式中。第25页4.意义（1）K值越大，反应物转化率

，正反应进行程度

。（2）K只受

影响,与反应物或生成物浓度改变无关。（3）化学平衡常数是指某一详细反应平衡常数。若反应方向改变,则平衡常数改变。若方程式中各物质系数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。越大越大温度第26页5、化学平衡常数应用可逆反应：aA（g）+bB(g)

cC(g)+dD(g)在一定温度下任意时刻：cc(C)

cd(D)QC=ca(A)

cb(B)（浓度熵）Qc<K时，Qc=K时，反应已达平衡反应正向进行V正

>

v逆V正

=

v逆V正

<

v逆Qc>K时，反应逆向进行第27页6、平衡转化率：可逆反应：aA（g）+bB(g)

cC(g)+dD(g)在一定温度到达化学平衡：α（A）=A起始浓度-A平衡浓度A起始浓度×100％=C(A)C(A)–

[A]×100％第28页三、影响化学平衡原因1.影响原因（1）温度（2）浓度（3）压强｛升高，化学平衡向吸热方向移动降低，化学平衡向放热方向移动｛C（反应物）增大或C(生成物）减小，Q<K，平衡正向移动C（反应物）减小或C(生成物）增大，Q>K，平衡逆向移动｛若△Vg>0｛增大压强，Q>k，平衡逆向移动减小压强，Q<k，平衡正向移动若△Vg<0｛增大压强，Q<k，平衡正向移动减小压强，Q>k，平衡逆向移动若△Vg=0压强改变对平衡无影响第29页2、勒、夏特列原理：假如改变影响化学平衡一个原因，平衡将向能够减弱这种改变方向移动。第30页当堂训练1.以下过程属于非自发过程是()A.N2和O2混合B.H2和O2化合生成H2OC.常温、常压下石墨转化为金刚石D.C+O2CO2C第31页2.以下说法错误是()A.NH4NO3溶于水是自发过程B.同一个物质气态时熵值最大，液态时次之，而固态时最小C.借助于外力能自发进行过程，其体系能量趋向于从高能状态转变为低能状态D.由能量判据（以焓变为基础）和熵判据组合而成复合判据，更适合于全部过程C第32页3.有A、B、C、D4个反应：则在任何温度都能自发进行反应是

；任何温度都不能自发进行反应是

；另两个反应中，在温度高于

时可自发进行反应是

，在温度低于

时可自发进行反应是

。反应ABCDΔH/kJ/mol10.51.80-126-11.7ΔS/J/(mol·K)30.0-11384.0-105.0CB77℃A-161.6℃D第33页4.一定条件下，在密闭容器中，能表示反应X(g)+2Y(g)2Z(g)一定到达化学平衡状态是()