化学反应的方向和限度

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规律和知识点总结：1.可逆反应和不可逆反应：(1)可逆反应：在同一条件下，同时向正、逆反应方向进行的化学反应。

(2)判断一个反应是不是可逆反应就看是不是在同一条件下向正、逆反应方向同时进行。

2.化学反应的方向：(1)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成为自发反应。

无需外界帮助≠在一定条件下才能进行或者不能进行完全的反应，例如：酒精的燃烧需要点燃，铁粉和硫粉的反应需要加热，植物的光合作用需要光照等等的反应，都是自发反应。

因为在所需的条件下，反应一旦发生便能自发进行下去。

因而，自发反应与反应条件没有必然联系。

(2)能量判据：∆H < 0多数能自发进行的化学反应是放热的。

并且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应约完全。

规律：①一般来说，如果一个过程是自发的，则其逆过程往往是非自发的。

②自发反应和非自发反应是可能相互转化的，某一条件下的自发反应可能在另一条件下是非自发反应。

例如2NO + O2＝ 2NO2，在常温下是自发反应，在高温下，其逆反应是自发反应。

③吸热的自发过程或者自发反应：a. 室温下冰块融化b. 硝酸铵的溶解c. N2O5和(NH4)2CO3的分解(3)熵增加判据：∆S > 0常见的熵增加反应：(1)产生气体的反应：例如双氧水的分解(2)高温下能够自发进行的反应：例如碳酸钙高温下分解(4)化学反应方向的判据：在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向∆H - T∆S < 0的方向进行。

3.化学平衡状态：(1)研究对象：可逆反应(2)概念：在一定条件下的可逆反应中，正反应速率和逆反应速率相等，反应物各组分浓度保持不变的状态。

(3)化学平衡需要注意的几点：①前提是“一定条件下的可逆反应”②实质是“正反应速率和逆反应速率相等”③标志是“反应混合物中各组分浓度保持不变”(4)化学平衡状态的特征：①逆：可逆反应②等：v正＝ v逆 > 0③动：动态平衡④定：各组分浓度保持不变⑤变：外界条件改变时，化学平衡被破坏，并在新条件下建立新的化学平衡。

《化学反应的方向和限度》知识清单一、化学反应的方向1、自发过程和自发反应自发过程是在一定条件下，不需要外力作用就能自动进行的过程。

而自发反应则是在给定的条件下，能够自发进行到显著程度的化学反应。

例如，水总是自发地从高处流向低处，这就是一个自发过程。

而铁在潮湿的空气中生锈则是一个自发反应。

2、焓变与反应方向在化学反应中，焓变（ΔH）是一个重要的热力学参数。

一般来说，放热反应（ΔH ＜ 0）常常有利于反应的自发进行。

但这并不是绝对的判断依据。

例如，氢气和氧气反应生成水是放热反应，在常温常压下可以自发进行。

然而，氯化铵固体加热分解为氨气和氯化氢气体是吸热反应（ΔH ＞ 0），但在一定条件下也能自发进行。

3、熵变与反应方向熵（S）是用来描述体系混乱度的热力学函数。

熵变（ΔS）则是反应前后体系熵的变化。

对于大多数自发反应，体系的熵通常是增加的（ΔS ＞ 0），因为混乱度增大有利于反应的自发进行。

比如，固体溶解在水中，体系的混乱度增大，熵增加。

但也有一些熵减（ΔS ＜ 0）的反应可以自发进行，这时候焓变往往起到了更关键的作用。

4、综合判断反应方向判断化学反应的方向需要综合考虑焓变（ΔH）和熵变（ΔS）。

根据吉布斯自由能（ΔG）的公式：ΔG ＝ΔH TΔS。

当ΔG ＜ 0 时，反应能自发进行；当ΔG ＝ 0 时，反应达到平衡状态；当ΔG ＞ 0 时，反应不能自发进行。

其中，T 表示热力学温度。

二、化学反应的限度1、化学平衡状态当一个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，这时的状态称为化学平衡状态。

化学平衡状态具有以下特征：（1）动态平衡：正逆反应仍在进行，只是速率相等。

（2）浓度不变：各物质的浓度不再随时间改变。

（3）条件一定：平衡状态的建立与条件有关，条件改变，平衡可能发生移动。

2、平衡常数对于一个特定的可逆反应，在一定温度下，无论起始浓度如何，达到平衡时各物质浓度之间存在一个固定的比例关系，这个比例关系可以用平衡常数（K）来表示。

第1节化学反应的方向和限度化学反应进行的方向1．自发过程(1)含义：在一定条件下，不需要借助光、电等外力作用就能自动进行的过程。

(2)特点①体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态(体系对外部做功或释放能量)；②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)。

2．熵、熵变(1)熵是描述体系混乱程度的物理量，符号为S。

(2)影响熵大小的因素①相同条件下，物质不同熵不同。

②同一物质：S(g)＞S(l)＞S(s)。

(3)熵变＝生成物的总熵－反应物的总熵。

3．化学反应方向的判据(1)焓判据：放热过程中体系能量降低，ΔH<0，具有自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自发进行，故只用焓变判断反应方向不全面。

(2)熵判据：体系的混乱度增加，即熵增，ΔS>0，反应有自发进行的倾向，但有些熵减的过程也可能自发进行，故只用熵变来判断反应方向也不全面。

(3)复合判据ΔH －T ΔS ⎩⎨⎧＜0，反应能自发进行＝0，反应达到平衡状态＞0，反应不能自发进行1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)能够自发进行的反应不一定都是放热反应。

( )(2)只有放热反应才能够自发进行。

( )(3)能够自发进行的反应就一定能够发生并完成。

( )(4)若一个反应的ΔH >0，ΔS <0，该反应一定不能自发进行。

( )(5)反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响。

( )(6)放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有自发进行的倾向性，但在一定条件下也可自发进行。

( )(7)C 3H 6(g)＋NH 3(g)＋32O 2(g)===C 3H 3N(g)＋3H 2O(g) ΔH ＝－515 kJ·mol －1和C 3H 6(g)＋O 2(g)===C 3H 4O(g)＋H 2O(g) ΔH ＝－353 kJ·mol －1两个反应在热力学上趋势均很大。

《化学反应的方向与限度》勒夏特列原理在我们的日常生活中，化学反应无处不在。

从食物的消化到金属的腐蚀，从燃烧化石燃料到工业生产中的各种化学过程，化学反应都在默默地发挥着作用。

而在研究化学反应时，有两个非常重要的概念：化学反应的方向和限度。

理解这两个概念对于我们预测化学反应的可能性、控制反应条件以及提高反应效率都具有至关重要的意义。

化学反应的方向，简单来说，就是指一个化学反应能否自发进行。

一个自发进行的化学反应，不需要外界持续提供能量，就能够朝着某个方向自动发生。

而判断一个反应是否能够自发进行，我们需要考虑热力学的一些参数，其中最重要的就是熵变（ΔS）和焓变（ΔH）。

熵，是用来描述体系混乱程度的一个热力学概念。

一般来说，一个反应如果导致体系的混乱程度增加，即熵增加（ΔS ＞ 0），那么这个反应就更有可能自发进行。

比如，固体溶解在液体中，气体的扩散等过程，都是熵增加的过程。

焓变则反映了化学反应中能量的变化。

如果一个反应是放热的，即焓变小于零（ΔH ＜ 0），那么这个反应在能量上是有利的，也更倾向于自发进行。

但仅仅依靠熵变和焓变来判断反应的自发性还不够准确，我们还需要综合考虑温度的影响。

这就引出了著名的吉布斯自由能变化（ΔG），其表达式为ΔG ＝ΔH TΔS。

当ΔG ＜ 0 时，反应在给定条件下能够自发进行；当ΔG ＝ 0 时，反应达到平衡状态；当ΔG ＞ 0 时，反应不能自发进行。

了解了化学反应的方向，接下来我们来探讨一下化学反应的限度。

当一个化学反应进行到一定程度时，反应物和生成物的浓度不再发生明显的变化，此时我们就说这个反应达到了限度，也就是化学平衡。

化学平衡是一种动态平衡，虽然表面上看起来反应似乎停止了，但实际上正反应和逆反应仍在以相同的速率进行，只是反应物和生成物的浓度保持不变。

那么，当一个处于平衡状态的反应受到外界条件的改变时，它会如何变化呢？这就要用到勒夏特列原理。

勒夏特列原理指出：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。

知识点1·化学反应的方向和限度一、 化学反应的方向（一）相关概念（1）自发过程：在一定温度和压强下，不需借助光、电等外部力量就能自动进行的过程。

（2） 自发反应：在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的反应，称为自发反应。

注：自发自发过程可以是物理过程，不一定是自发反应。

但自发反应一定是自发过程。

（3） 自发反应与非自发反应注：a. 自发反应与非自发反应是可以相互转化的，某一条件下的自发反应在另一条件下可能是非自发反应。

如常温下，2NO + O 2 == 2NO 2是自发反应；高温下，其逆反应是自发反应。

b. 大部分自发反应在常温常压下即可自发进行且进行完全，如酸碱中和反应等。

但在一定条件下才能进行的反应也可能是自发反应，如氢气的燃烧需要点燃，但属于自发反应，所以自发反应与反应条件无必然联系。

例1-1： 过程的自发性的作用是（ A ）A. 判断过程的方向B. 确定过程是否一定发生C. 判断过程发生的速率D. 判断过程的热效应 例1-2： 下列过程是非自发的是（ D ）A. 水由高处向低处流B. 天然气的燃烧C. 铁在潮湿的空气中生锈D. 室温下水结成冰（二）化学反应方向的判据 1. 反应焓变与反应方向2. 反应熵变与反应方向（1）熵① 熵：在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序的倾向，这种推动体系变化的因素称为熵。

符号：S ，单位：J ·mol -1·K -1或J/(mol ·K)。

② 实质：熵是衡量体系混乱度大小的物理量，即表示体系的不规则或无序状态程度的物理量，是物质的一个状态函数。

熵值越大，体系的混乱度越大。

③ 影响熵（S ）大小的因素a. 同一条件下，不同的物质熵值不同。

b. 同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，如对同一物质而言：S(g) ＞ S(l) ＞ S(s)。

c. 与物质的量的关系：物质的量越大，分子数越多，熵值越大。

（2）熵变① 熵变：反应前后体系熵的变化称为熵变，符号为：△S ，单位为：J ·mol -1·K -1或J/(mol ·K)。

第2讲 化学反应的方向和限度１．可逆反应：在 相同 条件下，既能向 正反应 方向进行又能向 逆反应方向进行的反应，特征是反应物与产物共存，如Cl 2+H 2O HCl+HClO 。

H 2O 电解生成H 2和O 2，与H 2和O 2点燃生成H 2O 不属于可逆反应，因为条件不同。

２．化学反应的方向：（1）熵：①概念：衡量一个体系混乱程度的物理量叫做熵，符号S 。

②熵变：△S>0，熵增加，混乱度增加；△S<0，熵减小，混乱度减小。

③同一种物质，三种状态下，熵值的大小顺序：S （气）> S （液）> S （固）。

（2）焓变△H ：放热，△H < 0 ，吸热，△H > 0 。

（3）判断化学反应的方向：自发反应一般能量降低，混乱度增加。

①△H<0，△S>0，反应一定自发进行；②△H>0，△S<0，反应一定不自发进行③△H>0，△S>0，高温自发进行；④△H<0，△S<0，低温自发进行例1．对于化学反应方向的确定不仅与焓变（△H ）有关，也与温度（T ）、熵变（△S ）有关，实验证明，化学反应的方向应由△H －T △S 确定，若△H －T △S<0，则自发进行，否则不能自发进行。

下列说法中，正确的是 （ ）A ．在温度、压力一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向.B ．温度、压力一定时，放热的熵增加反应一定能自发进行.C ．反应焓变是决定反应能否自发进行的惟一因素D ．固体的溶解过程与焓变有关【答案】AB３．化学平衡状态（1）化学平衡状态的建立：在一定条件下，将0.02 mol CO 和0.02 mol H 2O(g)通入2 L 密闭容器中，进行反应：CO+H2O CO 2+H 2① 反应刚开始时，反应物浓度 最大 ，正反应速率 最大，生成物浓度为 0 ，逆反应速率为 0 。

② 反应进行中，反应物浓度逐渐 减小，正反应速率逐渐 减小，生成物浓度逐渐 增大，逆反应速率逐渐 增大。