2.2 化学反应的方向与限度（图文版知识清单，不可编辑）化学苏教版选择性必修1

课题2化学反应的方向和限度 考点1化学反应的方向 1.自发过程和自发反应 (1) 自发过程：自发过程是在一定条件下，不借助外力而自发进行的过程。 能量较高 密闭条件 能量较低 (体系对外部做功或者释放热量) 有序 无序 (2）自发反应：在一定条件下能自动进行的反应。自发反 温度/催化剂 应具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发 的，而其逆方向在该条件下是肯定不能自发进行的。一 定条件指温度、光照、催化剂、压强等条件。 2.焓变与反应的自发性的关系 明 (1)实验探究自发反应的可能原因 ①实验操作：向干燥的锥形瓶中加 入约20gNH,CI晶体。在一小木板上洒 少量水，将锥形瓶放在木板上。再向 其中加入约40g氢氧化钡晶体 [Ba(OH)28HhO],用玻璃棒 09 ②实验现象：锥形瓶和木板 将固体充分混合均匀，静置。 水结冰粘在了一起。 片刻后拿起锥形瓶，观察 ③实验结论：该反应能自发 实验现象。 进行，且为吸热反应。 (2）焓变与化学反应的方向 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因素之一，但不是决定反应能否自发进 行的唯一因素。 放热 吸热 (多数) 自发反应 (很多) 焓变（△H)不是唯一决定因素 3.熵变与反应的自发性的关系 尽缈 (1)熵 ①定义：衡量一个体系混乱度的物理量，符号为S。 ②特点：混乱度越大，体系越无序，体系的熵值就越大。 ③影响因素 a.同-物质：S(高温)>s(低温；S(g)>S0>Ss)O0 b.相同条件下的不同物质：分子结构越复杂，熵值越大。 c.S(混合物)>S(纯净物)图 (2)熵变(Entropy Change) ①定义：反应前后体系熵值的变化，符号：△S。 ②摘增或熵减的判断 a.物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，△S>0,是熵增 大的过程。 b.气态物质物质的量增大的反应，通常△S>0,是熵增大的反应。 c.气态物质物质的量减小的反应，通常△S<0,是熵减小的反应。 (3)熵变与化学反应的方向 反应熵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。 4.焓变、熵变对反应方向的共同影响 (1)复合判据（△H-T△S) 体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向。判断反应的自发性 必须综合考虑反应的焓变和熵变。 ①△H-T△S<0反应能自发进行 ②△H-T△S=0反应达到平衡状态 ③△H-T△S>0反应不能自发进行 (2）用复合判据判断反应方向的有关规律 焓变△H 熵变△S △H-TAS 反应能否自发进行 ↓<0↓ ↑>0↑ <0 一定自发 ↑>0↑ ↓<0↓ >0 一定非自发 ↓<0↓ ↓<0↓ 低温时<0 低温自发 ↑>0↑ 个>0个 高温时<0 高温自发 化学平衡状态：可逆反应 考点2 化学平衡状态 1.可逆反应 (1)概念 ●一相同条件 正反应 可逆反应是指在相同条件下，既能向正反应方向 A+B C+D 进行，又能向逆反应方向同时进行的化学反应。 逆反应 (2)特征 ①同时发生、同时存在 ②不能进行到底 最大转化率<100% 同一条件下，正 反应不能进行到 反应和逆反应同 底，反应物不能 1001 时发生、同时存 实现完全转化。 38 在。 0 ③同存于同一体系 ④仍在进行，没有停止 反应体系中，与 速 反应达到限度 化学反应有关的 时，反应仍在 V正 v(正)=（逆）≠0 各种物质同存于 进行，没有停 同一反应体系。 反应物 生成物 止。 反应体系 时问 (3)证明一个反应是否可逆反应的方法 ①反应物用量控制 ②检验共存 如果有两种以上的反应物，其中一 分别检验不过量的反应物和其中一种 种反应物必须过量，一般容易检验 生成物是否存在，如果都存在，说明 的反应物不足，另一种反应物过量。 该反应是可逆反应。 结论： 反应物A 反应物B 该反应是 (易控雏，不足) (G过量) ② 可逆反应 检验反应物A检险生成物C (存在！) (存在！) 化学平衡状态的建立与特征-知识清单 2.化学平衡状态的建立 生成物和 在反应物转化为生成物的一瞬间，逆反应开始 进行。 反应物浓 ■反应开始时，反应物的浓度最大，正反应速率 生成物度随时间 最大，由于生成物浓度很小，逆反应速率很小。 的变化 反应物 随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，正反 应速率随着反应物浓度的下降逐渐变小：生成物 时间 浓度逐渐增大，逆反应速率随着生成物浓度的 上升不断增大。 ■ 当正反应速率与逆反应速率相等时，达到一种 反应速 正反应 平衡状态，反应物的浓度和生成物的浓度不 率随时 再改变，正反应和逆反应都没有停止。 间的变 化 逆反应 时间 3. 化学平衡状态 (1)概念 在一定条件下的可逆反应里，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应体系中 所有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定的状态。也就是在给定条件下，反应 达到了最大“限度”，这种状态称为化学平衡状态，简称为化学平衡。 (2)特征 ①研究的对象是可逆反应。 ②化学平衡的条件是V正和v举相等。 【特别提醒】 ③化学平衡是一种动态平衡，此时反应并未 化学平衡是动态平衡， 停止。 虽然宏观上各组分的浓 度不再改变，但微观上 ④当可逆反应达到平衡时，各组分的质量（或 浓度)为恒定值。 正、逆反应仍在进行，并 未停止(V正=V逆≠0)。 ⑤若外界条件改变，平衡可能发生改变，并 在新条件下建立新的平衡。 A+B C+D 理解平衡，掌握化学变化的规律！ 4.化学平衡状态的判断方法 1. 判断依据(Core Principles) (1)正反应与逆反应速率相等：V正=V逆 V正 V逆 ①对同一物质，该物质的生成速率等于它的消耗速率。 ②对不同物质，速率之比等于方程式中的化学计量数之比， 但必须是不同方向的违率。 (2)反应混合物中各组分的质量或浓度保持不变。 【特别提示】可逆 【特别提示】可逆反应具备这两个依据之一（同时另一条 反应具备法两个伏 件肯定也满足)，则就达到了化学平衡状态，否则就没达到。 据之一同达到了化 学平衡状态，否则 2. 判断方法 就没达割。 (1)V正=V逆 反应N2+3H2三2NH3 Q 0-0 在一定条件下，若符合下列条件之一，则反应达到平衡状态。 N2 H2 V逆 NHs ①同一物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率，如有m molN2消耗同时生成m mol N2o ②不同的物质：不同物质的速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，但必须是不 同方向的速率，即必须是一个V正一个是V送，且两者之比等于化学计量数之比，如有 m mol N≡N断裂就有3 m mol H-H键生成。 (2)对于体系中的各组成成分 反应mA(g)tnB(g)≥pC(g)+qD(g) 在一定条件下，若符合下列条件之一，则反应一定达到平衡状态。 ①质量或质量分数不变。 ②物质的量、物质的量浓度、物质的量分数或体积分数不变。 (3)对于体系中的混合物 反应mA(g)tnB(g)三pC(g)+qD(g) ①若m+n≠p+q:恒温恒容下气 ②若m+n=p+q:不管是否达到平衡状态， 体的总物质的量不变、总压强 气体总体积、总压强、总物质的量始终保持 不变、平均相对分子质量不斐和 不变，从而平均摩尔质量（相对分子质量）、 温恒压下气体的密度不变都可以 气体密度总是保持不变(M,=m/n, 说明反应达到了平衡状态。 p=mN),因此这五项都不能作为判断反应 应是否达到平衡状态的依据。 (4)对于有国体或液体物质参与的反应 aA(s)+bB(g)cC(g)+dD(g) a.气体质量不变，达到平衡状态； b.若bC+d,则气体的总物质的量、气体的平均相对分子质量、总 压强、气体的平均密度不变均说明已达到平衡状态； c.若b=c+d,则气体的总物质的量、总压强不变不能判断是否达到 平衡状态，气体的平均相对分子质量、气体的平均密度不变能说明已达到平衡。 化学知识卡片：化学平衡常数与平衡转化率 考点3化学平衡常数和平衡转化率 1.化学平衡常数的定义 对于可逆反应：aA(g+bB(g)≥cC(g+dD(g), 在温度一定时，无论起始浓度如何， 健【特别提醒】 反应达到平衡后，各物质的物质的量浓 K与起始浓度无关， 度量满足以下关系式： 但对于给定的化 学反应，K是温度 K= [C][D] 的函数，温度一定 [A][B] ,K为定值；温度 该结果是一个常数，此常数称为化学平衡常数。固体、 改变，K值可能改 变。 纯液体、水溶液中水的浓度可视为定值，其浓度不列入 平衡常数表达式。 2.化学平衡常数的意义 (1)K值的大小反映了化学反应的进行程度（即反应限度）。K值越大，说明 正反应可以进行得越完全；K值越小，说明正反应可以进行得越不完全。 K值小，正反应不完全 K值大，正反应完全 (2) K只受温度的影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 温度T影响K 浓度C不影响K 3.平衡常数的表达式的书写 (1)纯液体和固体的浓度为常数，不写入平衡常数表达式。例如： 9为+0g三cog+Hgl,K=Ic01L [H2O] 化学平衡常数、转化率与计算方法 知识清单 (2)书写形式与化学方程式的书写有关 N2g)+3H,(g)=2NH,(g)的平衡常数为K= [NH3]2 N2][H2]3 K1=K22 N,g+Hg一NH,g)的平衡常数为K,-NH距 [NH3] K2K3=1 NH,g)广，g+g)的平衡常数为K=2]2H]2 1 [NH3] 4.平衡转化率 (1)某一反应的平衡转化率α等于该物质在反应中的已转化量（如物质的量、物 质的量浓度等)与该物质起始总量的比值，可表示为： 该反应物的起始总量-该反应物的平衡量 = ×100% 该反应物的起始总量 (2）反应的平衡转化率表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。 1温度 凸起始 化学平衡的有关计算 【特别提示】 一般反应 aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) c(初)molL-) X y 0 0 △c(molL) am bm cm dm c(平)(moL) X-am y-bm cm dm ●解题思路 ①设未知数：具体题目 ②确定三个量：根据反应 ③解题设问题：明确了 要具体分析，一般设某 物、生成物及变化量三者 “始”、“变”、“平”三个量 物质的转化量或转化率 之间的关系，代入未知数 的具体数值，再根据相应 为X。 确定平衡体系中各物质的 关系求平衡时某成分的 起始量、变化量、平衡量 浓度、反应物转化率等 求出题目答案。 00Q0 勤加练习，熟能生巧！您