内容正文:
第7章 化学反应的方向、限度与速率
第1讲 化学反应的方向和限度
必备知识·整合
化学
一、化学反应的方向
1.自发过程
等温、等压条件下不借助 就能自动进行的过程称为自发过程。
2.熵和熵变
(1)熵的含义。
对于一个由大量粒子组成的体系,用来描述体系 的物理量,符号为S。熵值越大,体系的 越大。同一条件下,不同物质的熵值不同,同一物质在不同状态下的熵值也不同,一般规律是S(g) S(l) S(s)。
(2)熵变的含义。
ΔS= 。化学反应的ΔS越大,越有利于反应 。
外部力量
无序程度
无序程度
>
>
S(反应产物)-S(反应物)
自发进行
<0
3.判断化学反应进行方向的依据
>
>0
=0
<0
温度对反应方向的影响具体可表示为
[理解·辨析]
判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)在其他外界条件不变的情况下,使用催化剂,可以改变化学反应进行的方向。( )
解析:(1)催化剂只能改变化学反应速率。
(2)凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的。( )
解析:(2)不一定,焓变单独作为化学反应方向的判据不全面。
(3)能自发进行的反应一定能迅速发生。( )
解析:(3)反应自发进行的趋势与反应速率无关,能自发进行的反应速率不一定快。
(4)某吸热反应能自发进行,则该反应是熵增反应。( )
解析:(4)ΔG=ΔH-TΔS<0,ΔH>0,则ΔS>0。
×
×
×
√
二、可逆反应和化学平衡状态
1.可逆反应→正逆同时,不彻底
同一条件下
2.化学平衡状态
(1)概念:在一定条件下可逆反应进行到一定程度时,反应物和生成物的浓度不再随时间的延长而发生变化,正反应速率和逆反应速率 ,这种状态称为化学平衡状态,简称化学平衡。
同一条件
同时
反应物
生成物
小于
相等
定义 在 既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的化学反应
特征 两同 指正、逆反应是在 下, 进行;化学方程式一般用“ ”表示
一小 与 同时存在,即任一组分的转化率 100%
(2)建立。
用v-t图(图1)或c-t图(图2)表示:
(3)特征。
=
[理解·辨析]
判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)2H2+O2 2H2O为可逆反应。( )
解析:(1)不是在同一条件下同时进行。
(2)可逆反应到达平衡时,各组分的浓度相等。( )
解析:(2)可逆反应到达平衡时,各组分的浓度保持不变但不一定相等。
(3)可逆反应到达平衡时,生成物不再变化,反应停止了。( )
解析:(3)可逆反应平衡时,v正=v逆≠0。
(4)到达平衡前的v正一定大于v逆。( )
解析:(4)若反应正向进行达到平衡,平衡前的v正大于v逆,若反应逆向进行达到平衡,平衡前的v逆大于v正。
×
×
×
×
三、化学平衡常数和平衡转化率
1.化学平衡常数
(1)概念。
在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物 与反应物 的比值是一个常数,称为化学平衡常数(简称平衡常数),用符号
表示。
(2)表达式。
浓度幂之积
浓度幂之积
K
.
②平衡常数的换算。
化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数,化学反应方向改变或系数改变,化学平衡常数均发生改变。
a.同一反应的正、逆反应的平衡常数互为 ,即K正= 。
b.反应的系数变为原来的n倍,则平衡常数是原平衡常数的n次方,即K′= 。
倒数
Kn
(3)意义及影响因素。
大
大
意义 K越大
(一般来说,当K>105时,认为反应基本完全) 正反应进行的程度越 .
反应物的转化率越 .
影响因素
可据此判
断可逆反
应反应热 内因 反应物本
身的性质
外因 温度
升高 ΔH<0,K减小
ΔH>0,K增大
温度
降低 ΔH<0,K增大
ΔH>0,K减小
(4)浓度商。
正
>
逆
<
Q=K 体系处于平衡状态
Q<K 反应 向进行(v正 v逆)
Q>K 反应 向进行(v正 v逆)
[理解·辨析]
(1)升高温度,K1、K2、K3如何变化?
提示:放热反应,升高温度K减小,吸热反应,升高温度K增大。因此,升高温度,K1、K3减小,K2增大。
(2)其他条件不变,增大压强,此时K1如何变化?
提示:平衡常数只与温度有关,故增大压强,K1不变。
(3)K1与K2、K3有何数量关系?
提示:由盖斯定律可知,反应①=②+③,则K1=K2·K3。
四