化學(xué)反應(yīng)的方向和限度【考試說明要求】1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性。能用焓變和熵變說明常見化學(xué)反應(yīng)的方向。2. 理解化學(xué)平衡常數(shù)的含義。能用化學(xué)平衡常數(shù)計算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。3. 理解化學(xué)平衡狀態(tài),學(xué)會判斷平衡狀態(tài)的建立。【基礎(chǔ)知識梳理】一、化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的方向的判斷1.能量判據(jù)(ΔH<0):多數(shù)自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)2.熵判據(jù)(ΔS>0):熵增有利于自發(fā),同一物質(zhì)熵值:S(固) S(液) S(氣)3.復(fù)合判據(jù)(△G = △H - T△S 0)【思考】請?zhí)顚懴铝斜砀瘢ㄓ米园l(fā)反應(yīng),非自發(fā)反應(yīng),不一定)ΔS >0ΔS <0ΔH >0 ΔH <0 【例1】下列變化過程中,ΔS<0的是( ) A.氯化鈉溶于水中 B.NH3和HCl反應(yīng)生成NH4Cl(固)C.干冰的升華 D.碳酸鈣分解為CaO和C02【例2】以下自發(fā)反應(yīng)可用能量判據(jù)解釋的是( )A.硝酸銨自發(fā)地溶于水; B.2N2O5(g) = 4NO2(g)+ O2(g) △H=+56.7kJ/mol;C.(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol; D.2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol。二、化學(xué)平衡狀態(tài)1.可逆反應(yīng):在 條下,既能向 又能向 方向進(jìn)行的反應(yīng)。2.化學(xué)平衡狀態(tài)⑴概念: 。⑵特征: ⑶可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志:【例3】哈伯因發(fā)明了由氮氣和氫氣合成氨氣的方法而獲得1918年諾貝爾化學(xué)獎,F(xiàn)向一密閉容器中充人1mol N2和3mol H2,在一定條下使該反應(yīng)發(fā)生。下列有關(guān)說法正確的是 ( ) A 達(dá)到化學(xué)平衡時,N2將完全轉(zhuǎn)化為NH3B 達(dá)到化學(xué)平衡時,N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度一定相等C 達(dá)到化學(xué)平衡時,N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度不再變化D 達(dá)到化學(xué)平衡時,正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率都為零【例4】下列方法中可以證明2HI H2 + I2(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是 ①單位時間內(nèi)生成了nmolH2的同時生成了nmolHI②一個H—H鍵斷裂的同時有兩個H—I斷裂 ③百分組成HI%=I2% ④反應(yīng)速率υH2=υI2=1/2υHI時 ⑤溫度和體積一定時,某一生成物濃度不變的狀態(tài)⑥c(HI)∶c(H2)∶c(I2)=2∶1∶1 ⑦溫度和體積一定時,容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化的狀態(tài)⑧條一定時,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化⑨溫度和體積一定時,混合氣體的顏色不再變化⑩溫度和壓強(qiáng)一定時,混合氣體密度不再變化[思考]在上述⑦—⑩的說法中,能說明2NO2 N2O4達(dá)到平衡狀態(tài)的是____ _____。3.速率與平衡的關(guān)系⑴υ正>υ逆,平衡向_____ 移動 ⑵υ正=υ逆,平衡_________移動⑶υ正<υ逆, 平衡向_______移動【例5】在一定條下,可逆反應(yīng):N2 + 3H2 2NH3;△H<0,達(dá)到平衡,當(dāng)單獨改變下列條后,有關(guān)敘述錯誤的是( )A.加催化劑,正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率都發(fā)生變化,且變化倍數(shù)相等。B.加壓,正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率都增大,且正反應(yīng)速率增大倍數(shù)大于逆反應(yīng)速率增大的倍數(shù)C.降溫,正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率都減小,且正反應(yīng)速率減小倍數(shù)大于逆反應(yīng)速率減小的倍數(shù)D.恒容下充入Ar氣,正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率都增大,且正反應(yīng)速率增大的倍數(shù)大于逆反應(yīng)三、化學(xué)平衡常數(shù)() 1.表達(dá)式:aA +bB c cC+dD = 2. 意義:的大小說明反應(yīng)進(jìn)行的程度(限度),越大反應(yīng)越 3.影響:只與 有關(guān),【例6】)將1.00molSO2(g)和1.00molO2(g)放入容積為1L的密閉容器中,在1000達(dá)到平衡:2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g),測得c(SO3)=0.925mol/L。計算該條下反應(yīng)的平衡常數(shù)和SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(寫出計算過程)。
【例7】在某一容積為2L的密閉容器內(nèi),加入0.8mol的H2和0.6mol的I2,在一定的條下發(fā)生如下反應(yīng): H2(g)+I(xiàn)2(g) 2HI(g),△H<0反應(yīng)中各物質(zhì)的濃度隨時間變化情況如圖1:(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為 ;(2)根據(jù)圖1數(shù)據(jù),反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時,平均速率v(HI)為 ;(3)反應(yīng)達(dá)到平衡后,第8分鐘時:①若升高溫度,化學(xué)平衡常數(shù) (填寫增大、減小或不變)HI濃度的變化正確 ;(用圖2中a~c的編號回答)②若加入I2,H2濃度的變化正確的是 。(用圖2中d~f的編號回答)(4)反應(yīng)達(dá)到平衡后,第8分鐘時,若反容器的容積擴(kuò)大一倍,請在圖3中畫出8分鐘后HI濃度的變化情況。
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