化学反应的方向、限度和速率
化学反应的方向、限度与速率
2NH3(g) K1
1/2N2(g)+3/2H2(g) NH3(g) K2
则K1和K2的关系为（ B ）
A. K1=K2 C. K12=K2
B. K1=K22 D. 无法确定
6. 对于可逆反应C(s)+CO2(g) 2CO(g)， 在一定温度下其平衡常数为K，下列变化
中能使K发生变化的是（ C）
A. 将C(s)表面积增大 C. 升高体系温度
【说明】
⑴书写：平衡常数等于生成物浓度次方之积与 反应物浓度次方之积的比值。
⑵本性：K只受温度影响。 ⑶注意：①对于纯固体或溶剂参加的反应，他们
的浓度不列入平衡常数的表达式中。 ②其书写形式与化学方程式密切相关。 ③其单位由其表达式最终决定。 ④一个反应的正逆平衡常数互为倒数。 ⑷意义：对于同类型的反应，平衡常数的大小 反映了化学反应可能进行的程度（即反 应限度）；平衡常数的数值越大，说明 反应可以进行的越完全。
2NH3(g)
初始浓度 5mol·L-1 15mol·L-1 0
变化的浓度 2mol·L-1 6mol·L-1 4mol·L-1
平衡浓度 3mol·L-1 9mol·L-1 4mol·L-1
交流研讨 反应H2(g)+CO2(g)
H2O(g)+CO(g)
在1200℃下不同反应物浓度及相应的平衡转化率
【质疑】如何定量地描述化学反应的限度呢？
交流研讨： 反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)在698.6K时各物 质的初始浓度和平衡浓度的测量结果如下表。【P42页】
H2、I2、HI的 平衡浓度一样吗？I
H2、I2、HI的
[HI]2 [H2][I2]
初始浓度一样吗？I
化学反应的方向速率和限度
等温等压的封闭体系内，不作非体积功的前提下，
任何自发过程总是朝着吉布斯自由能（ G=H-
TS衡），减小的方向进行，rGm
=0 时，反应达平
体系的 G 降低到最小值，此式为著名的吉布斯最
小自由能原理。
（五）热化学反应方向的判断
1 、标准状态下，反应方向的判断
标准态下，rG吉m 布斯r公H m式变T 为
0K 时，任何纯净的完整晶态物质的熵值 规定为 0 ，即 So=0.
若一纯晶体从 过程的熵变S量
0K→TK ：
其熵值为
ST
，则此
S =ST-S0=ST-0=ST—— 即该纯物质在 TK 时的熵。
在 TK ，标准态下，某单位物质的量纯物质的熵值，
称为标准摩尔熵 Sm ，单位为“ J·mol-1·K-1” 。
1878 年美国著名物理化学家吉布斯提出摩尔吉布斯自 由能变量（简称自由能量）rGm ：
在等温、等压条件下， rGm= r Hm -T r Sm —— 吉布斯公式 + +( 吸热 ) -( 熵减 ) 自发过程，反应正向进
行
-
进行
-( 放热 ) +( 熵增 ) 非自发过程，反应逆向
0
平衡状态
分析 NH4Cl （ s ）常温下的溶解， CaCO 3 （ s ）在 850℃ 下的分解均有体系混乱程 度增大的过程发生，及可能还有温度的影 响。
（三）化学反应的熵变
熵——描述物质或体系混乱程 度（粒子运动）大小的物理量（热力学中）。 符号为“ S” ，它也是体系自身的属性，所以 熵也是状态函数，物质（或体系）的混乱度 越大，熵值越大。
/ （ J·mol-1·K-1 ） 92.6
39.75 213.7
化学反应的方向限度和速率
化学反应的方向、限度和速率(一)1. 在恒温下的密闭容器中，有可逆反应：2NQ一NbQ下列不能说明反应达到了平衡状态的是(C )A. 2O生成速率与N2O分解速率相等时B. 混合气体平均相对分子质量保持不变时C. NO的分子数与N2O4分子数比为2 : 1时D. 体系颜色不再发生改变时解析:v正(N2O4)=v逆(20)说明反应达到了平衡，故A能说明；由帀二，m总为定值,n总为变量，当n总一定时,反应达平衡，即此时［不再变化,B 能说明反应达平衡；NQ有颜色,反应达平衡时其浓度不再变化，体系的颜色不再变化，故D能说明反应达平衡。
2. 在一恒温、恒容的密闭容器中发生反应A(s)+2B(g) —C(g)+D(g), 当下列物理量不再变化时，能够表明该反应已达平衡状态的是(B )A. 混合气体的压强B. 混合气体的平均相对分子质量C. A的物质的量浓度D. 气体的总物质的量解析:因反应前后气体分子数不变，故无论反应是否平衡，混合气体的压强和气体的总物质的量都不改变；A为固态,其物质的量浓度为常数;若反应正向移动，混合气体的质量增加，则混合气体的平均相对分子质量变大，反之变小，故混合气体的平均相对分子质量不变时表明反应达到平衡状态。
3. 利用反应：2NO(g)+2CO(g) = 2CQg)+N2(g) △ H =+746.8 kJ/mol, 可净化汽车尾气，如果要同时提高该反应的速率和NO的转化率,采取的措施是(B )A. 降低温度B. 增大压强同时加催化剂C. 升高温度同时充入ND. 及时将CO和N2从反应体系中移走解析:降低温度,反应速率减慢，且平衡左移,NO转化率降低,A错;由平衡移动原理知，增大压强平衡右移,NO转化率增大，反应速率加快，加催化剂反应速率也加快,B选项正确；升高温度平衡右移，但是同时充入N 平衡左移，无法确定最终平衡向哪个方向移动；及时将CO和N 从反应体系中移走，平衡右移,NO的转化率增大，但是反应的速率减小。
第2章化学反应的方向限度与速率知识点总结高二化学人教版选择性必修1
第2章化学反应的方向、限度与速率第1节化学反应的方向一、反应焓变与反应方向1、ΔH < 0有利于反应自发进行，但自发反应不一定要ΔH < 0。
焓变只是反应能否自发进行的一个因素，但不是唯一因素。
只根据焓变来判断反应方向是不全面的。
二. 反应熵变与反应方向1. 熵：用来度量体系混乱程度的物理量。
2. 符号：S 单位：J·mol1·K13. 体系混乱度越大，熵值越大。
纯物质的熵值的大小与物质的种类、数量、聚集状态以及温度、压强等因素有关。
例如，同一条件下，不同物质的熵不同；同一物质，S(g)>S(l)>S(s)。
4、熵变(ΔS)和熵增原理ΔS = 反应产物的总熵－反应物的总熵对于确定的化学反应，在一定条件下具有确定的熵变。
ΔS > 0 反应体系混乱度增大ΔS < 0 反应体系混乱度减小ΔS＞0的反应，其数值越大越有利于反应自发进行，但不绝对，熵减小的反应也有能自发进行的。
注意：（1）与焓变类似，熵变只是反应能否自发进行的一种因素；（2）熵变( ΔS )只取决于体系的始态和终态，与变化的途径无关；（3）熵判据只判断一定条件化学反应能否自发进行，与化学反应速率无关。
总结：自发过程的两大变化趋势：（1）能量趋于减小（焓减）（2）混乱度趋于增大（熵增）三.用焓变与熵变综合判断反应方向研究表明，在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，化学反应的方向可以用反应的焓变和熵变来综合判断，判据为ΔH －TΔS。
ΔH －TΔS < 0 反应正向能自发进行ΔH －TΔS = 0 反应达到平衡状态ΔH －TΔS > 0 反应正向不能自发进行在等温、等压及除了体积功以外不做其他功的条件下，自发反应总是向着ΔH －TΔS < 0 的方向进行，直到达到平衡状态。
该判据指出的是化学反应正向进行的趋势。
大大高小小低小大皆行大小皆停第2节化学反应限度一、化学平衡常数1、化学平衡常数定义：在一定温度时，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物平衡浓度的幂之积与反应物平衡浓度的幂之积的比值是一个常数.简称：平衡常数符号：K单位：(mol·L1) c+dabaA + bB ⇌cC + dD2、化学平衡常数关系式书写规则(1)如果反应中有固体和纯液体参加，它们的浓度不应写在平衡关系式中，因为它们的浓度是固定不变的，化学平衡关系式中只包括气态物质和溶液中各溶质的浓度。
化学反应的方向、限度与速率(高考复习)
(2)NO2 在 0～10 min 达到平衡时浓度变化了 0.4 mol· L－1，所以 用 NO2 表示的反应速率为 0.04 mol· L－1· min－1； 而在 25 min 时， NO2 的浓度由 0.6 mol· L－1 突变为 1.0 mol· L－1，而 N2O4 的浓度 在 25 min 时没有发生改变， 所以可得此时改变的条件是向容器 中加入了 0.4 mol NO2。
题组一
1
题组二
2
题组三
3
题组四
4
5
题组五
6
7
解析
(1)曲线 X 在 0～10 min 达到平衡时浓度变化了 0.4
mol· L－1，而曲线 Y 在 0～10 min 达到平衡时变化了 0.2 mol· L－1，所以可得 X 曲线为 NO2 的浓度变化曲线；达到平衡时浓 度不再随时间而发生变化，所以 b、d 点均表示反应已达到平 衡状态。
题组一
1
题组二
2
题组三
3
题组四
4
5
题组五
6
7
(3)加入 NO2 后平衡正向移动， 所以若要达到与最后相同的化学 平衡状态，还可通过增大压强(缩小容器体积)，使平衡也同样 正向移动；或者采取降低温度的方法，使平衡正向移动；也可 以向容器中充入一定量 N2O4， 因为这样相当于增大容器中气体 的压强，使得 NO2 的转化率提高，即达到与最后的平衡相同的 平衡状态。
题组一
1
题组二
2
题组三
3
题组四
4
5பைடு நூலகம்
题组五
6
7
(1)图中共有两条曲线 X 和 Y，其中曲线______表示 NO2 浓度 随时间的变化；a、b、c、d 四个点中，表示化学反应处于平衡 状态的点是________。 (2) 前 10 min 内 用 NO2 表 示 的 化 学 反 应 速 率 v(NO2) ＝ __________mol· L－1· min－1； 反应进行至 25 min 时， 曲线发生变 化的原因是___________________________________________。 (3)若要达到与最后相同的化学平衡状态，在 25 min 时还可以 采取的措施是________。 A．加入催化剂 C．升高温度 B．缩小容器体积 D．加入一定量的 N2O4
化学反应速率,方向和限度
1
t2
t3
t
课堂练习
根据盐酸与大理石（足量）反应, 8. 根据盐酸与大理石（足量）反应, V(CO2)-t 关系图曲线， 关系图曲线，以下判断正确的是 ( AD ) 若温度相同， 反应的盐酸浓度大于③反应， A、若温度相同，①反应的盐酸浓度大于③反应， 物质的量相等。 但H+物质的量相等。 反应时H B、②反应时H+的物质的量浓度最大 C、②与①的反应速率相等 反应速率由大到小顺序为①②③④ D、反应速率由大到小顺序为①②③④
课堂练习
6.足量的铁粉与一定量的盐酸反应，反应速率太快，为了 6.足量的铁粉与一定量的盐酸反应，反应速率太快， 足量的铁粉与一定量的盐酸反应 减慢反应速率，但又不影响产生氢气的总量， 减慢反应速率，但又不影响产生氢气的总量，应加入下列 。 物质中 ACDH A.水 B.NaCl(固 A.水 B.NaCl(固) C.NaCl溶液 C.NaCl溶液 D.Na2SO4溶液 H.NaAc溶液 H.NaAc溶液 E.NaNO3溶液 F.NaOH溶液 F.NaOH溶液 G.Na2CO3溶液 I.CuSO4溶液
化学反应速率, 化学反应速率,方向和限度
第一课时
一、化学反应速率
1.定义：衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。 1.定义：衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。 定义 2.表示方法： 2.表示方法：通常用单位时间内反应物浓度的减少 表示方法 或生成物浓度的增加来表示。 或生成物浓度的增加来表示。 v = △c 3.数学表达式： 3.数学表达式： 数学表达式 t mol· 单位： 4. 单位： mol/(L·s) 或 mol·(L·min) 或 mol·L-1·h-1
课堂练习
5.如下图所示，相同体积的a 5.如下图所示，相同体积的a、b、c三密闭容器，其中c容 如下图所示 三密闭容器，其中c 器有一活塞， 两容器为定容容器， 器有一活塞，a、b两容器为定容容器，起始向三容器中都 加入相同量的SO 使三容器压强相等， 加入相同量的SO2和O2使三容器压强相等，一定条件下发 的反应。 生2SO2+O2 ⇌ 2SO3的反应。问： 起始a 两容器的反应速率大小关系为V = ① 起始a、c两容器的反应速率大小关系为Va ___Vc； 反应一段时间后a 中速率大小关系为V < ② 反应一段时间后a、c中速率大小关系为Va ___Vc ； 如起始在a 两容器中通入同量的N ③ 如起始在a、c两容器中通入同量的N2，则此时三容器起 = 始压强为P > 始压强为Pa ___Pb ___Pc； 起始反应速率关系为V = 起始反应速率关系为Va ___Vb ___Vc >
化学反应的方向、速率和限度：化学反应的限度
PCl3(g) + Cl2(g) → PCl5(g)
始态分压/Pa x
x
0
平衡分压/Pa x - p x - p
p
K
=
p(PCl3)/p [(x-p)/p ] [(x-p)/p
]
0.767=
1 [(x-105Pa)/105Pa]2
x=214155
pV 214155×5.00×10-3 n(PCl3)=n(Cl2)= RT = 8.314×523 mol
H2(g) + I2(g) → 2HI(g)
始态浓度/(mo1·L-1) 1.00 1.00
0
变化浓度/(mo1·L-1) -x/2 -x/2
+x
平衡浓度/(mo1·L-1) 1.00-x/2 1.00-x/2 x
则
Kc = (1.00-x─/2─x)2─(1─.0─0─-x─/2─) = 45.7
某反应物已转化的量 α= 反──应─开──始─时─该──反─应──物─的─总─ 量 ×100% 若反应前后体积不变 α= ─反─应──物─反起──应始─物浓──的度─起-反─始─应─浓物×度平10衡0%浓度
例
763.8K时,反应H2(g)+I2(g)→2HI(g) Kc=45.7 (1)反应开始时H2和I2的浓度均为l.00 mol·L-
化学反应的方向、速 率和限度
化学反应的限度
2.3.1可逆反应与化学平衡
可逆反应和不可逆反应
不可逆反应——反应物能全部转变为生成 物, 亦即反应能进行到底的反应。
例如：HCl + NaOH → NaCl + H2O 2KClO3 MnO2, 2KCl + 3O2↑
化学反应方向、限度与速率
化学反应速率1、化学反应速率v= = 。
2、对于反应a A（g）＋b B（g）c C(g)＋d D（g），速率v= = = = ，但通常用单位时间内某种物质浓度的变化来表示该化学反应的速率。
3、影响一个化学反应速率的根本因素是反应物本身的性质，但外界条件的改变也会对速率产生不同程度的影响。
4、温度：升温反应速率加快（v（正）、v（逆））（改变了k）。
压强：加压对于气体反应反应速率加快（v（正）、v（逆））。
浓度：增大反应物浓度，正反应速率比原速率加快，逆反应速率逐渐加快。
催化剂：同等程度加快正逆反应速率（改变了k，降低了Ea）。
固体：颗粒越小，相同质量时表面积越大，反应速率越快。
5、压强改变时，只有与反应相关的物质浓度发生变化，速率才会变化。
6、比较外界条件对反应速率的影响时要找准参照点。
必须保证只有唯一条件发生变化时，才能说明该条件对速率的影响。
（唯一变量、对照实验）化学平衡状态(g)+3H2(g) 2NH3(g)（固定体积容器），下列说法可作平衡标志：1. 对于合成氨反应：Nv（正）= v（逆）①3v（N2）正= v（H2）逆2v（H2）正= 3v（NH3）逆②生成1mol N2的同时生成2mol NH3③生成1mol N2的同时有3mol H2参加反应④断开1mol N≡N的同时断开6mol N-H某“变量”保持不变⑤N2（或H2或NH3）的物质的量（或质量或浓度或体积分数或质量分数）不在变化⑥N2、H2、NH3的物质的量（或质量或浓度）不在变化⑦混合气体的总物质的量不再变化⑧混合体系的压强不再变化⑨混合气体的平均相对分子质量不再变化⑩绝热情况下体系温度不再变化对于2NO2N2O4（固定体积容器）混合体系颜色不再变化O (g) CO(g)＋H2 (g) （固定体积容器）对于C(s)＋H混合气体的质量（或密度）不再变化（g）+I2（g）2HI（g）（固定体积容器），下列说法不能用作平衡标志：2. 对于H①混合气体的总物质的量不再变化②混合体系的压强不再变化③混合气体的平均相对分子质量不再变化④混合气体的质量（或密度）不再变化3. 任何情况下：某物质的浓度是 xx mol/L或某与某的浓度比是x∶y 不能做平衡标志。
化学反应原理第2章
若各物质的浓度为c时，定温下反应的吉布斯能变
△G = △Gc + RTlnQc =－RTlnKc + RTlnQc = RTlnQc /Kc Qc = [(cG/c)g (cH/c)h]/[(cD/c)d(cE/c)e)]
同理，反应的 Qc < Kc ，可以自发； Qc = Kc，平衡； Qc > Kc， 非自发
式中，Qp—反应体系中物质的压强商，其大小由始终态时反应物质的压强 决定；必需用标准平衡常数K 。 Qp = [(pG/p)g (pH/p)h]/[(pD/p)d/ (pB/p)e]非平衡 • 等T、p，不做非体积功，可由△G（＜0；=0；＞0）判断反应方向：
Qp＜ K ，可以自发； Qp = K ，平衡； Qp ＞ K ， 非自发
第2章 化学反应的方向、限度与速率 第1节 化学反应的方向
二、反应熵变与反应方向 Clausius 1850年提出，将可逆热温商命名为熵： dS = Q可/T
S = Q可/T= Q可/T
过程的熵变S只取决于始终态，定义一个新的热力学函数熵S。 • S与体系混乱度的关系；体系达到平衡状态时熵值最大；许多常见自发过
随温度T变化，△H(T)和△S(T)的变化率是不同的！
• 若设△rCp=0，则△H、△S与T无关，可近似估算反应的转折温度： △H -T△S =0 ； T =T转折时，反应达到平衡，得 T转折= △H/△S；
若T > T转折时， △H -T△S < 0， 反应可以进行。
而T < T转折时， △H -T△S > 0， 反应正向不能进行。 以上判断的前提是：等温、等压、不做非体积功。
第2章 化学反应的方向、限度与速率 第1节 化学反应的方向
第二章 化学反应的方向、限度与速率_知识汇总
第2章化学反应的方向、限度与速率目录一、反应焓变、熵变与反应方向 (1)二、用焓变与熵变综合判断反应方向 (2)三、平衡转化率的概念及表达式 (2)四、平衡转化率与化学平衡常数的计算 (3)五、压强平衡常数及应用 (4)六、化学平衡移动 (5)七、温度对化学平衡的影响 (5)八、浓度对化学平衡的影响 (6)九、压强对化学平衡的影响 (6)十、平衡移动原理(勒.夏特列原理) (7)十一、化学反应是有历程的 (7)十二、化学反应速率 (8)十三、化学反应速率的测定 (9)十四、浓度、压强对化学反应速率的影响 (10)十五、温度对化学反应速率的影响 (11)十六、催化剂对化学反应速率的影响 (11)十七、合成氨反应的限度与速率 (13)十八、合成氨生产的适宜条件 (14)十九、化学反应速率和化学平衡在化工生产中的调控作用 (14)一、反应焓变、熵变与反应方向1.反应焓变与反应方向(1)自发反应：在一定条件(温度、压强)下，具有自动发生倾向的化学反应。
(2)自发反应与吸热反应、放热反应的关系①多数能自发进行的化学反应是放热反应。
4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)ΔH＝－444.3 kJ·mol－1②有些吸热反应也能自发进行。
NH4HCO3(s)＋CH3COOH(aq)===CO2(g)＋CH3COONH4(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋37.30 kJ·mol－1上述反应均能自发进行。
结论：不能仅用反应焓变来判断反应能否自发进行。
2.反应熵变与反应方向(1)熵、熵变的概念(2)影响熵值大小的因素①体系的熵值：体系的无序程度越大，体系的熵值就越大。
②纯物质的熵值纯物质熵值的大小与物质的种类、数量、聚集状态以及温度、压强等因素有关。
例如对同一物质来说，S(g)＞S(l)＞S(s)。
在同一条件下，不同物质的熵不同。
(3)熵变与反应方向①熵增加有利于反应的自发进行。
化学反应的方向、限度与速率
第二章化学反应的方向、限度与速率本部分知识网络(一)化学反应的方向1、化学反应方向与反应热效应的关系多数能自发进行的化学反应为放热反应，但很多放热反应也需要加热或点燃才能使反应发生。
同时有不少吸热反应能自发进行。
2、焓变与熵变对反应方向的影响ΔH－TΔS＜0 反应能自发进行；ΔH－TΔS＝0 反应达到平衡状态；ΔH－TΔS＞0 反应不能自发进行。
结论：在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向ΔH－TΔS＜0的方向进行，直至达到平衡状态。
(二)化学反应的限度1、化学反应平衡常数化学反应：aA＋bB cC＋dD平衡常数(1)平衡常数的大小表示反应的限度：K越大，反应进行得越完全。
(2)根据平衡常数可判断反应是否达到平衡状态。
2、化学平衡(1)化学平衡的概念化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
(2)化学平衡的特征①逆：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：化学平衡是动态平衡，当反应达到平衡时，正反应和逆反应都仍在继续进行④定：反应混合物中，各组分的浓度不变⑤变：化学平衡状态是有条件的，暂时的、相对的，改变影响平衡的条件，平衡就会被破坏，并逐步达到新的平衡。
(3)化学平衡的移动影响化学平衡的条件①浓度：增大反应物(或减小生成物)浓度，平衡向正反应方向移动。
具体是比较平衡常数K c和浓度商Q c的关系。
②压强：增大(或减小)压强，平衡向气体体积减小(或扩大)的方向移动。
③温度：升高(或降低)温度，平衡向吸热(或放热)方向移动，温度对平衡移动的影响，原因是改变了化学平衡常数。
④催化剂：对化学平衡状态无影响总结：平衡移动原理①平衡移动原理(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)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
②注意事项：a、此原理使用的前提是已达平衡的体系；b、平衡移动的结果是“减弱”影响，而非“清除”影响；c、当同时改变几个影响平衡的条件时，勒夏特列原理对每个条件来说仍适用，但实际移动方向是多个条件综合影响的结果。
第2章化学反应的方向、速率限度
分析：标准状态下、常温反应的自发性判断，求出DrGm；
方法一：由物质的标准生成自由能计算 方法二：由Gibbs公式DrGm = DrHm – TDrSm 计算
解题步骤：1、写出反应方程式（注明状态）； 2、由书附录查出相应物质的标准生成自由能、 标准生成焓以及标准熵。
注意点：1、注意物质的状态
• 定义：在热力学标准态下，由稳定单质生 成1 mol 纯物质时反应的自由能变化叫该物 质的标准生成自由能，用符号DfGm，单 位：kJ.mol-1。
在热力学标准态下，稳定单质的生成自由能 为零。即 DfGm = 0
25
例1 298.15K、标准压力下，石灰石（CaCO3）能否分 解为氧化钙和二氧化碳？P31
例如：H2O(s)=H2O(l); 在101.325KPa和温度高于零度的情况下冰就 可以自发地变为水。
NH4Cl(s) =NH4+(aq)+Cl-(aq); Δr HmΘ＝14.7 kJ.mol-1
8
有些吸热非自发反应在改变条件后 可以自发进行的!!
一个非常明显的例子：
石灰石（CaCO3）煅烧分解反应为吸热反应， CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) Δr HmΘ＝178.32 kJ.mol-1 在常温、标准态下反应为非自发的；但在温度升高
较复杂（内部微观粒子较多）的物质的标准熵大于分子或晶
体结构较简单（内部微观粒子较少）的物质的标准熵.
298.15K
C2H4与CH4
15
• 例 1 试计算石灰石（CaCO3）热分解的反应的DrH
(298.15K) 和DrS（298.15K）并初步分析该反应的
自发性。 • 1)写出化学式 • 2）从书后面的附录中查出反应物与生成物的标准熵
化学反应的方向、速率和限度：化学平衡的移动
对于气体分子数增加的反应， ΣnB > 0，
x ΣnB > 1， J>K ，平衡向逆向移动，
即向气体分子数减小的方向移动。
对于气体分子数减小的反应 ，ΣnB <0，
x ΣnB <1， J < K ，平衡向正向移动， 即向气体分子数减小的方向移动。
对于反应前后气体分子数不变的反应，
ΣnB =0， x ΣnB =1， J = K ，平衡不移动。
=694.9kPa
2.4.3 温度对化学平衡的影响
反应：rGm= -RT lnK ; rGm= rHm-T rSm
lnK
(T)=
rSm(T) R
-
rHm(T) RT
lnK (T)≈ rSmR(298.15K)-
rHm(298.15K) RT
lnK1
(T1)≈
rSm(298.15K) R
-
rHm(298.15K) RT1
Fe2+ + Ag+ Fe3+ + Ag，K =2.98。
(4)计算c(Ag+)、c(Fe3+)不变，c(Fe2+)=0.300mol·L-1
时Ag+的转化率。
新解增而平：衡大使浓反另度应一/(物反mo浓应l·L度物-1，的)00.F1平转.30e020衡化+0α-+'向率0A0.正增.1g10+0方大00α-向。' F00移e..103动+01+00，0αA+' g
解： α=´0.18=18% 平衡分压 p(NO2)=
2.0α ´ 1.0(1+α)´
p总
p总5即(0N%压向2O降由气4)=至1体101.10分.008k((1%子P1+a-，数αα增))´´说少至p==明的总13210011=..平方05..00000.(×1((衡向1k11k+0P+-P向移00.a0a..1，.11左动18888N))方。)×2×O向1410的移0000α动0k由kP，Paa
化学反应的方向、限度与速率 PPT 鲁科版
(3)化学平衡常数 ①表达式 以aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)为例，其数学表达式为：K＝。 ②与化学反应限度的关系 K越大，化学反应进行的越_____彻__底____ ，反之化学反应进行的 ____程__度__越__小_ 。 ③与温度的关系 a．K只与温度有关。b．对于放热反应：升高温度，K值_减小； 反之K值_____增__大____ 。 c ． 对 于 吸 热 反 应 ： 升 高 温 度 ， K 值 __增__大___ ； 反 之 K 值 ____减__小_____ 。
2．相关计算 (1)步骤 ①写出有关化学平衡的方程式。 ②确定各物质的起始浓度、转化浓度、平衡浓度。 ③根据已知条件建立等式关系进行解答。
(2)模式——“三段式”
如 mA(g)＋
＋qD(g)，令 A、
B 起始物质的量浓度分别为 a mol/L、b mol/L，达
到平衡后消耗 A 的物质的量浓度为 mx mol/L。
三、化学平衡移动
1．概念 (1)原因：反应条件改变引起___v_(正_)_≠__v_(逆__) 。 (2)方向：若v(正)>v(逆)时，平衡向____正__反__应___方向移动； 若v(正)＜v(逆)时，平衡向___逆__反__应____方向移动。
2．影响因素 在一定条件下，aA(g)＋bB(g) mC(g) ΔH<0达到了平衡状态， 若其他条件不变，改变下列条件对平衡的影响如下：
该温度时，可逆反应：CO2(g)＋H2(g) 容器内各物质的浓度变化如下：
CO(g)＋H2O(g)，在该
时间/min CO2(mol/L) H2(mol/L) CO(mol/L) H2O
(mol/L)
0
0.200
0.300
化学反应的方向、限度和速率
二、化学反应的限度
1、化学平衡的判断依据 V正=V逆 同一种物质的生成速率与消失速率相等。
平衡混 合物组 成确定
物质的量、浓度、百分含量、 转化率不变
2、化学平衡常数
（1）、化学平衡常数的数学表达式 （2）、化学平衡常数的书写： （3）、化学平衡常数的影响因素： 反应物性质和 温度 （4）、化学平衡常数的意义： （5）、化学平衡常数应用： （6）、化学平衡常数、速率与转化率的计算 ——三段式
一、化学反应的方向 判断依据：△H-T△S <0 正向自发
=0 平衡
>0 逆向自发 焓判据 一般来说，△H<0的反应可自发。故放热熵 减小的反应可自发，是只看焓判据。 熵判据 一般来说，△S>0的反应可自发。故吸热熵 增加的反应可自发，是只看熵判据。
计算： △H-T△S=0 只能确定反应的方向，不能确定反应是否发生、反 应程度、反应速率。
6、影响因素 （1）决定因素 反应物本身的性质
（2）影响因素 浓度、温度、压强、催化剂、固体表面积、原电池
5、化学反应速率大小比较
压强 催化剂>温度> 浓度 固体表面积、原电池
四、工业合成氨 1、反应特点 考虑催化剂催化活性， 兼顾化学速率与平衡
700K
2、生 产条件
200—500KPa 考虑生产成本，兼顾化 学反应速率与化学平衡 铁触媒 考虑化学反应速率
1、浓度
反应mA+nB = pC；△H<0
K不变，Q改变
增大A浓度，B转化率增大，A转化率减小。
2、温度 3、压强
ห้องสมุดไป่ตู้
K变，Q不变 B转化率减小，A转化率减小。 K不变，Q改变
若m+n>p，增大压强，B转化率增大，A转化率增大。
化学反应的方向、速率和限度——化学反应速率
放热 ∆rHm<0, Eb,正 < Eb, 逆
2.2.2化学反应的活化能
=3.0×10-3mol·L-1·s-1
υ(O2) =
∆∆c(tO2)=
(0.075-0)mol·L-1 100s
不同物质=7表.5示×的10反-4m应ol速·L-率1·s的-1 数值是不同的
反应
2N2O5 → 4NO2 + O2
开始浓度/(mol·L-1) 2.10
00
100秒浓度/(mol·L-1) 1.95 0.30 0.075
开始浓度/(mol·L-1) 2.10
00
100秒浓度/(mol·L-1) 1.95 0.30 0.075
平均速率
υ(N2O5)= -
∆c∆(Nt 2O5)= -
(1.95-2.10)mol·L-1 100s
=1.5×10-3mol·L-1·s-1
瞬时速率
υ(N2O5) = l∆imt→0∆c(∆Nt2O5)=
+
反应物 (始态)
活化配合物 (过渡状态)
+
生成物 (终态)
2.2.2化学反应的活化能
如 NO2+ CO →[ONOCO]→NO + CO2
活化能 a
c
b
Eb:过渡状态理论
c
Ea:碰撞理论 Eb 和Ea相差很小
势 Eb,正
能
Eb,逆
可逆反应
a
∆rHm= Eb,正-Eb,逆
∆rHm b
正Q反:请应：画吸出热 ∆正rH反m>0应, Eb为,正 >吸Eb热, 逆 的势能变反化应示进意程 图!
41dc(dNtO2=)
1dc(O2) 1 dt
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第2章化学反应的方向、限度和速率一、在温度、压强一定的条件下，化学反应方向的判据为：，反应能自发进行；，反应达到平衡状态；，反应不能自发进行。
二、化学平衡1．化学平衡常数（1）对于化学反应：aA＋bB cC＋dD，化学平衡常数K＝，浓度商Q＝。
（2）Q＞K，；Q＝K，；Q＜K，。
2．对于化学反应：aA＋bB cC＋dD，反应物A的平衡转化率α（A）＝。
3．反应条件对化学平衡的影响（温度、浓度、压强）三、化学反应速率1．化学反应速率v＝。
对于反应aA＋bB === dD＋eE：v＝＝＝＝2．影响因素（浓度、温度、催化剂）考点一：化学反应的方向1．已知反应3O2（g）===2O3（g）的ΔH<0,ΔS>0，下列对此反应的叙述正确的是（）A．该反应在任何情况下均能自发进行B．该反应在任何情况下均不能自发进行C．该反应在一定条件下能自发进行D．条件不足，无法判断考点二：化学平衡的移动1．对某一可逆反应来说，使用催化剂的作用是（）A．提高反应物的平衡转化率B．以同等程度改变正逆反应的速率C．改变平衡混合物的组成D．增大正反应速率，减小逆反应速率2．增大压强，对已达到平衡的反应3P（g）+ Q（g）2R（g）+ 2G（s）产生的影响是（）A．正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动B．正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动C．正、逆反应速率都不变，平衡不发生移动D．正逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动3．下列各反应达到平衡后，加压或降温都能使化学平衡向逆反应方向移动的是（）A．2NO2N2O4（正反应为放热反应）B．C（s）+ CO22CO（正反应为吸热反应）C．N2 + 3H22NH3（正反应为放热反应）D．H2S H2 + S（s）（正反应为吸热反应）4．在一定条件下，在体积可变的容器中建立以下平衡：2NO2（g）N2O4（g）（正反应为放热反应）保持其它条件不变，只改变下列中的一个条件时，混合气体的颜色肯定加深的是（）A．降低温度B．使用适当催化剂C．容器体积扩大至原来的2倍D．容器体积缩小至原来的1/2 5．可逆反应a X（g）+ b Y（g） c Z（g）在一定条件下达到化学平衡，c（Z）＝2 mol/L。
保持其它条件不变，将容器体积扩大至原来的2倍，重新平衡后，测得c（Z）＝1.2 mol/L。
下列关于a、b、c的关系式中，正确的是（）A．a + b ＜c B．a + b ＝c C．a + b ＞c D．无法判断6．已知：4NH3（g）+5O2（g）=== 4NO（g）+6H2O（g）. △H=－1 025 kJ·mol－1该反应是一个可逆反应。
若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是（）A B C DA 容器B 容器 7．在容积固定的密闭容器中存在如下反应：A （g ）+3B （g ）2C （g ） △H<0某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图：下列判断一定错误的是（ ）A ．图I 研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用的催化剂效率较高B ．图Ⅱ研究的是压强对反应的影响，且甲的压强较高C ．图Ⅱ研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高D ．图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催化剂效率较高8．有两个密闭A 和B ，A 容器有一个移动的活塞能使容器内保持恒压，B 容器保持恒容，初始时分别向两容器中均充入2 mol SO 2和1 mol O 2，并使A 、B 容器的体积相等，在保持400℃的条件下使之发生反应：2SO 2 + O 2 2SO 3，填写下列空格：（1）达到平衡时所需时间A____B （填“＞”、“＜”或“＝”）。
A 中SO 2的转化率比B________（填“大”或“小”）。
（2）达到（1）所述平衡后，若向两容器中通入数量不多等量氩气，A 中化学平衡将____________移动，B 中化学平衡____________移动。
（3）达到（1）化学平衡后，若向两容器中再分别充入2 mol SO 2和1 mol O 2，重新平衡时，A 容器中SO 3的体积分数________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），B 容器中SO 2的转化率________。
考点三：等效平衡1．在一固定体积的密闭容器中，保持一定温度，对反应H 2（g ）+Br 2（g ）2HBr （g ）进行甲、乙、丙三组实验，填写表中的空白：实验起始状态（mol ） 平衡时HBr 的物质的量（mol ） H 2 Br 2 HBr 甲1 2 0 a 乙2 4 0 丙 1 0.5a2．I ．向一体积可变的密闭容器中通入1 mol N 2和3 mol H 2，在一定条件下进行反应。
当达到化学平衡时，若生成1.2 mol NH 3，则N 2的转化率为________；平衡混合气体中NH 3的体积分数为________。
II ．若将初始通入的N 2和H 2分别变为2 mol 和6 mol ，在与I 相同的条件下进行反应，当达到化学平衡时，混合气体中NH 3的体积分数与I 平衡是否相同？________（填“是”或“否”），此时NH 3又为________mol 。
III ．若将初始通入的N 2、H 2分别变为a mol 和b mol ，同时再通入c mol NH 3，仍然在与I 相同的条件下进行反应，达到化学平衡时，欲保证平衡混合气体中，NH 3的体积分数与I 相同，则a 、b 、c 应满足的条件是________________________。
3．在一定的温度下，把2 mol SO 2和1 mol O 2通入一定容积的密闭容器中，发生如下反应：2SO 2＋O 22SO 3.当此反应进行到一定程度时，反应混合物就牌化学平衡状态。
现保持该容器中的温度不变，令a 、b 、c 分别代表初始时加入的SO 2、O 2、SO 3的物质的量（mol ），如果a 、b 、c 取不同的数值，那么它们必须满足一定的关系，才能保证达到平衡状态时，反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡完全相同。
请填空： （1）若a=0，b=0，则c= 。
（2）若a=0.5，则b= ，c= 。
（3）a 、b 、c 的取值必须满足的一般条件是 、 （请用两个式子表示，其中一个只含a 和c ，另一个只含b 和c ）。
考点四：化学平衡常数及有关计算1．（2008·山东）高温下，某反应达平衡，平衡常数K=c (CO)·c (H 2O)c (CO 2)·c (H 2)。
恒容时，温度升高，H 2 浓度减小。
下列说法正确的是（ ）A ．该反应的焓变为正值B ．恒温恒容下，增大压强，H 2浓度一定减小C ．升高温度，逆反应速率减小D ．该反应化学方程式为CO ＋ H 2催化剂高温 CO 2 ＋ H 2 2．（2007·山东）硫酸生产中，SO 2催化氧化生成SO 3：2SO 2（g ）＋O 2（g ）催化剂加热 2SO 3（g ） 某温度下，SO 2的平衡转化率（a ）与体系总压强（p ）的关系如右图所示。
根据图示回答下列问题： ①将2.0mol SO 2和1.0mol O 2置于10L 密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10MPa 。
该反应的平衡常数等于_____。
②平衡状态由A 变到B 时．平衡常数K （A ）_______K （B ）（填“＞”、“＜”或“＝”）。
3．830K 时，在密闭容器中发生如下可逆反应：CO ＋H 2O （g ）CO 2＋H 2 ΔH<0。
试回答下列问题：（1）若起始时c （CO ）=2 mol·L －1，c （H 2O ）=3 mol·L －1，达到平衡时CO 的转化率为60%，则平衡常数K= ，此时水蒸气的转化率为 。
（2）相同温度下，若起始时c （CO ）=1 mol·L －1,c （H 2O ）=2 mol·L －1,反应进行一段时间后，测得H 2的浓度为0.5 mol·L －1，则此时该反应是否达到平衡状态？ （填“是”或“否”）。
此时v （正） （填“>”、“<”或“=”）v （逆）。
（3）若降低温度，该反应的K 值将 （填“增大”、“减小”或“不变”，下同），反应速率将 。
考点五：有关计算1．在一定温度下，一定体积的密闭容器中进行如下反应：H 2（g ）+ I 2（g ） 2HI （g ）已知H 2和I 2的初始浓度均为0.10 mol/L ，HI 的浓度为0.16 mol/L 。
若将H 2和I 2的初始浓度变为0.2 mol/L ，HI 初始浓度仍然为0。
则平衡时H 2的浓度为（ ）A ．0.16 mol/LB ．0.08 mol/LC ．0.04 mol/LD ．0.02 mol/L2．在5 L 的密闭容器中充入2 mol A 气体和1 mol B 气体，在一定条件下发生反应：2A （g ）+ B （g ） 2C（g ），达到平衡时，在相同温度下测得混合气体的压强是反应前的 56，则A 的转化率为（ ） A ．67% B ．50% C ．25% D ．5%3．某容积可变的密闭容器中盛有适量A 和B 的混合气体，并在一定条件下发生反应：A ＋3B 2C 。
若维持温度和压强不变，当达到平衡时，容器的容积为V L ，其中C 气体的体积分数为10%。
下列判断正确的是（ ）①原混合气体的体积为1.2V L ②原混合气体的体积为1.1V L ③反应达到平衡时，气体A 消耗掉0.05V L ④反应达到平衡时，气体B 消耗掉0.05V LA ．②③B ．②④C ．①③D ．①④4．X 、Y 、Z 为三种气体。
取X 和Y 按1∶1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X ＋2Y 2Z ，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2，则Y 的转化率最接近于（ ）A ．33%B ．40%C ．50%D ．65% A B P /MPa 0.50 0.10 0.80 0.85 α。