化学反应方向和程度
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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。
化学反应的方向和限度1.熵:衡量一个体系混乱度的物理量,符号为S。
体系中微粒之间无规则排列的程度越大,体系的熵越大。
2.熵变:反应前后体系熵的变化,符号为ΔS。
(1)若发生变化后体系的混乱度增大,该过程的ΔS>0;反之,ΔS<0。
(2)同种物质,三态熵值大小顺序为S(g)>S(l)>S(s)。
3.熵变与化学反应方向的关系化学反应的ΔS越大,越有利于反应自发进行。
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。
在恒温、恒压时,1.ΔH<0,ΔS>0,则反应一定能自发进行;2.ΔH>0,ΔS<0,则反应一定不能自发进行;3.ΔH<0,ΔS<0或ΔH>0,ΔS>0,反应可能自发进行,也可能不自发进行,与反应的温度有关。
反应方向的判据为ΔH-TΔS。
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H2的燃烧是自发反应吗?该过程体系的能量和熵如何变化,说明什么问题?【答案】H2的燃烧属自发反应,该过程放出热量,体系能量降低,但熵减小,说明判断一定反应进行的方向要综合考虑焓判据和熵判据。
1.常见的自发过程和自发反应(1)自然界中水总是从高处往低处流;(2)电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动;(3)室温下冰块自动融化;(4)铁器暴露在潮湿空气中会生锈;(5)甲烷与氧气混合遇火就燃烧;(6)锌与CuSO4溶液会自动反应生成Cu和ZnSO4等是自发过程,其逆向都是非自发过程。
2.自发过程和自发反应可被利用来完成有用功。
如向下流动的水可推动机器,甲烷燃烧可在内燃机中被利用来做功,锌与CuSO 4溶液的反应可被设计成原电池,可将氢气燃烧反应设计成燃料电池等。
3.非自发过程要想发生,则必须对它做功,如利用水泵可将水从低处流向高处,通电可将水分解生成氢气和氧气。
化学反应进行程度的判断与解析化学反应是化学变化的过程,根据反应的程度可以分为完全反应和不完全反应。
本文将探讨化学反应进行程度的判断与解析,以帮助读者更好地理解和应用化学知识。
一、化学反应进行程度的判断方法1. 实验法通过实验方法,可以根据反应物与生成物的摩尔比关系来判断化学反应的进行程度。
实验法主要有质量法、容量法和气体体积法等。
质量法是以氧化物为例,通过称量不同质量的反应物与生成物,比较它们的质量变化来判断反应进行程度。
例如:2Cu + O2 → 2CuO当反应从始末两物质的质量变化相等时,说明反应已经进行到极限,是完全反应。
容量法是通过选择适当的酸碱指示剂,观察反应溶液的颜色变化,根据反应终点颜色的出现来判断反应是否完全。
例如:HCl + NaOH → NaCl + H2O当酸碱指示剂由酸性变为中性时,反应可以认为是完全反应。
气体体积法是适用于气体反应的一种判断反应进行程度的方法。
例如:2H2 + O2 → 2H2O根据反应前后气体体积的变化来判断反应是否进行到极限,气体体积不再改变时,反应可以认为是完全反应。
2. 热力学法热力学法是通过判断化学反应的反应焓变(ΔH)来评估反应进行程度的方法。
反应焓变为负值时,说明反应为放热反应,反应进行程度较高;反应焓变为正值时,反应为吸热反应,反应进行程度较低。
3. 化学平衡法化学平衡法是根据化学反应的平衡常数(K)来判断反应进行程度的方法。
平衡常数大于1时,说明生成物的浓度较高,反应进行程度较高;平衡常数小于1时,说明反应物的浓度较高,反应进行程度较低。
二、化学反应进行程度的解析1. 影响反应进行程度的因素化学反应的进行程度受到多种因素的影响,包括反应物的浓度、温度、压力和催化剂等。
反应物浓度的增加可以促进反应进行,反应进行程度增加。
根据速率方程可知,反应速率与反应物的浓度呈正相关关系。
温度的增加可以增加反应物的动能,提高反应物的碰撞频率和碰撞能量,从而促进反应进行。
学案36 化学反应的方向和限度[考纲要求] 1.了解化学反应的方向与化学反应的焓变和熵变之间的关系。
2.掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据。
3.能够利用化学反应的焓变和熵变判断化学反应的方向。
4.了解可逆反应的定义。
5.理解化学平衡的定义。
6.理解影响化学平衡的因素。
7.理解化学平衡常数的定义并能进行简单计算。
知识点一 化学反应进行的方向及判断依据1.自发反应在一定条件下______________________就能自发进行的反应称为自发反应。
2.判断化学反应方向的依据 (1)焓变与反应方向研究表明,对于化学反应而言,绝大多数____________都能自发进行,且反应放出的热 量________,体系能量________得也________,反应越________。
可见,__________是 制约化学反应能否自发进行的因素之一。
(2)熵变与反应方向①研究表明,除了热效应外,决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的________。
大多数自发反应有趋向于体系________增大的倾向。
②熵和熵变的含义 a .熵的含义熵是衡量一个体系________的物理量。
用符号________表示。
同一条件下,不同物质有不同的熵值,同一物质在不同状态下熵值也不同,一般规律是:S (g)>S (l)>S (s)。
b .熵变的含义熵变是反应前后体系__________,用________表示,化学反应的ΔS 越大,越有利于反应____________。
(3)综合判断反应方向的依据要正确判断一个化学反应是否能自发进行,必须综合考虑反应的________与________。
在恒温、恒压时,①如果反应的__________,则该反应一定能自发进行;②如果反应的____________,则该反应一定不能自发进行;③如果反应的________________或____________,反应是否能自发进行与反应的________有关。