《化学反应的方向和限度》 知识清单

《化学反应的方向和限度》知识清单
一、化学反应的方向
1、自发反应与非自发反应
在一定条件下，无需外界帮助就能自动进行的反应称为自发反应；
反之，不能自动进行，必须借助某种外力才能进行的反应则为非自发
反应。

2、焓变（ΔH）与反应方向
多数能自发进行的化学反应是放热反应，即ΔH ＜ 0。

但也有一些
吸热反应（ΔH ＞ 0）在一定条件下也能自发进行，因此焓变不是决定
反应能否自发进行的唯一因素。

3、熵变（ΔS）与反应方向
熵是用来描述体系混乱度的物理量。

在与外界隔离的体系中，自发
过程将导致体系的熵增加，即ΔS ＞ 0。

但熵变也不是判断反应自发进
行的唯一因素。

4、综合判断反应方向
判断化学反应能否自发进行，需要综合考虑焓变和熵变。

在恒温、
恒压条件下，化学反应的方向可以用吉布斯自由能变化（ΔG）来判断。

ΔG ＝ΔH TΔS。

当ΔG ＜ 0 时，反应能自发进行；
当ΔG ＝ 0 时，反应处于平衡状态；
当ΔG ＞ 0 时，反应不能自发进行。

二、化学反应的限度
1、化学平衡状态的建立
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。

2、化学平衡状态的特征
（1）逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。

（2）等：正反应速率等于逆反应速率。

（3）动：化学平衡是一种动态平衡，反应仍在进行，只是正、逆反应速率相等。

（4）定：平衡混合物中各组分的浓度保持不变。

（5）变：当外界条件改变时，平衡可能发生移动。

3、平衡常数（K）
对于一个可逆反应，如 aA ＋ bB ⇌ cC ＋ dD，在一定温度下，其平衡常数表达式为 K ＝ C^cD^d ／ A^aB^b。

平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度。

K 值越大，说明
反应进行得越完全。

4、影响化学平衡的因素
（1）浓度：增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方
向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动。

（2）压强：对于有气体参加的反应，增大压强，平衡向气体体积
减小的方向移动；减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动。

（3）温度：升高温度，平衡向吸热反应方向移动；降低温度，平
衡向放热反应方向移动。

5、勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就
向能够减弱这种改变的方向移动。

三、化学平衡的有关计算
1、起始量、变化量、平衡量的关系
以 aA ＋ bB ⇌ cC ＋ dD 为例：
起始量（mol）：m n 0 0
变化量（mol）：ax bx cx dx
平衡量（mol）：m ax n bx cx dx
2、转化率的计算
某反应物的转化率＝（该反应物的起始量该反应物的平衡量）／该反应物的起始量 × 100%
3、平衡常数的计算
根据平衡常数的表达式，代入平衡时各物质的浓度进行计算。

四、化学反应方向和限度的实际应用
1、化工生产中的条件选择
通过控制反应条件，使反应尽可能向有利于生成目标产物的方向进行，提高原料的利用率和产物的产率。

2、环境保护
了解化学反应的方向和限度，有助于合理处理废弃物，减少污染物的排放，保护环境。

总之，理解化学反应的方向和限度对于深入研究化学反应的本质、优化化工生产过程以及解决实际问题都具有重要意义。

在学习和应用过程中，要注意综合考虑各种因素，灵活运用所学知识。

通过对这些知识的掌握，我们能够更好地解释和预测化学反应的行为，为实际应用提供有力的理论支持。