化学反应方向与限度(教学设计)-2017届高三化学一轮复习

第七章化学反应速率与化学平衡
〖课题〗第二课时化学反应方向与限度
〖复习目标〗
（1）了解可逆反应的定义。

（2）理解化学平衡的定义，掌握判断达到化学平衡状态的标志。

（3）掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据，能够利用化学反应的焓变和熵变判断化学反应的方向。

〖教学重点〗化学平衡的含义以及判断达到化学平衡状态的标志
〖教学难点〗判断达到化学平衡状态的标志
〖教学过程〗
【知识精讲】
1、化学反应进行的方向
（1）自发过程与自发反应
①含义
在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。

②特点
A、体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。

B、在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。

③自发反应
在一定条件下无需外界帮助就能自发进行的反应称为自发反应。

（2）焓判据
①多数能自发进行的化学反应是放热反应。

如氢氧化亚铁的水溶液在空气中被氧化为氢氧化铁的反应
是自发的，其△H（298K）=－444.3kJ·mol—1
②部分吸热反应也能自发进行。

如NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)，其△H（298K）= +37.30kJ·mol—1。

③有一些吸热反应在常温下不能自发进行，在较高温度下则能自发进行。

如碳酸钙的分解。

y
x
—、＋
—、— ＋、＋
＋、—
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ 变对反应方向的共同影响，可以从热力学的角度快速判断化学反应的方向。

反应放热和熵增加都有利于反应自发进行。

该判据指出的是化学反应自发进行的趋势。

2、化学平衡状态 （1）可逆反应： ①定义
在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应称为可逆反应。

②特点
A 、二同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。

B 、一小：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于100%。

③表示
可逆反应化学方程式中用“”表示。

（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，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。

②特征：
A 、逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。

B 、等：V （正）==V （逆）≠0
C 、动：化学平衡是动态平衡。

虽然V （正）==V （逆），但
正、逆反应仍在进行。

D 、定：反应物和生成物的浓度保持一定。

E 、变：外界条件改变，平衡也随之改变。

（3）化学平衡状态的判断（标志） ①本质标志
△S ＜0 △H ＞0
所有温度下反应均不能自发进行
△S ＞0
△H ＜0
所有温度下均可自发进行 △S ＞0 △H ＞0
高温下反应自发进行 △S ＜0 △H ＜0
低温下反应自发进行
v(正)＝v(逆)≠0。

对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。

②等价标志
A 、全是气体参加的体积可变反应，体系的压强不随时间而变化。

例如：N2＋3H22NH3。

B、体系中各组分的物质的量浓度或体积分数、物质的量分数保持不变。

C、全是气体参加的体积可变反应，体系的平均相对分子质量不随时间变化。

例如：
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)。

D、对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。

E、对于有颜色物质参加或生成的可逆反应，体系的颜色不再随时间而变化，如
2NO2(g) N2O4(g)。

F、体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。

【方法精讲】
化学平衡状态的判断-“两审”突破化学平衡状态标志的判断
（1）“两审”
一审题干条件，是恒温恒容还是恒温恒压；
二审反应特点：
①全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应；
②有固体参与的等体积反应还是非等体积反应。

（2）不能作为“标志”的四种情况
①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。

②恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，
如2HI(g) H2(g)＋I2(g)。

③全是气体参加体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，
如2HI(g) H2(g)＋I2(g)。

④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变
【典例精讲】
【例1】下列有关化学反应方向及其判据的说法中正确的是（）A．非自发反应就是不可能发生的反应，自发反应就是能较快进行的反应
B．高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应
C．由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的化学变化
D．反应NH3（g）＋HCl（g）＝NH4Cl（s）在低温下能自发进行，说明该反应的△H＞0
【答案】C
【解析】A、非自发反应提供一定条件有可能发生反应，自发反应只是提供能发生反应的可能性，故错误；
B、自发反应不需要借助外力就能自发进行，题目中石墨转化成金刚石条件是高温高压，因此此反应不
是自发进行，故错误；C、根据△G=△H－T△S，判断反应能否自发进行，更适合于所有的化学变化，故正确；D、根据△G=△H－T△S，能自发进行，说明△G<0，根据反应方程式，△S<0，低温能够自发进行，说明△H<0，故错误。

【例2】在恒温恒容的密闭体系中，可逆反应：A(s)＋2B(g) 2C(g)；ΔH<0，不能作为该反应达到化学平衡的标志的是（）
①v正(B)＝v逆(C)②n(B)∶n(C)＝1∶1③容器内压强不再改变④容器内气体的密度不再改变⑤
容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变
A．②③④⑤B．②③C．①③④D．全部
【答案】B
【解析】①二者化学计量数相同，说明正逆反应速率相等，可做标志；②物质的量相等不能说明反应到平衡；③反应前后气体体积不变，所以压强不能做标志；④气体的总质量随着反应而改变，所以密度不变可做标志；⑤平均相对分子质量=气体总质量/气体总物质的量，由于气体总物质的量不变，而气体的总质量随时改变，所以平均相对分子质量不变可做标志。

所以选B。

【考题精练】
1．下列说法正确的是（）
A．反应NH4HCO3（s）=NH3（g）＋H2O（g）＋CO2（g）ΔH＝185.57 kJ·mol－1能自发进行，是因为体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向
B．能自发进行的反应一定能迅速发生
C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独做为判断反应能否自发进行的判据
D．CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）△ H>0, △ S>0,不论在何种条件下都可能自发
【答案】A
【解析】焓变大于0，根据焓判据反应不能自发进行，所以能自发进行，是因为熵增，故A正确；能自发进行的反应不一定能迅速发生，故B错误；焓变或熵变均不可以单独做为判断反应能否自发进行的判据，故C错误；CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）△ H>0, △ S>0,高温条件下能自发，故D错误。

2．下列叙述中一定能判断某化学平衡发生移动的是（）A．混合物中各组分的浓度改变B．正、逆反应速率改变
C．混合物中各组分的含量改变D．混合体系的压强发生改变
【答案】C
【解析】A、如果混合物中各组分的浓度变化而保持各组分的含量不变时，平衡不移动，错误，不选A；B、使用合适的催化剂，正逆反应速率都改变，但平衡不移动，不选B；C、混合物中各组分的含量一定是化学平衡状态的标志，如果各组分改变，一定发生平衡移动，正确，选C；D、如果反应前后气体总物质的量不变，则压强对平衡无影响，错误，不选D。