第九章第2讲 化学反应的方向和限度
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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。
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)。
化学反应的方向和限度基础知识梳理一、化学反应的方向(简单了解下列结论)1.反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素,但不是唯一因素。
2.大多数放热反应是自发反应。
3.大多数吸热反应是不自发反应。
4.熵:是热力学上用来表示体系混乱度的物理量,符号为S,单位:J•mol-1•K-1。
(1)体系的无序性越高,即混乱度越高,熵值就越大。
(2)同一物质,S(g)> S(l)> S(s)。
(3)熵变:反应熵变为△S=S(产物)-S(反应物)。
气体的物质的量增大反应,△S > 0。
(4)大多数熵增加反应是自发反应,大多熵减少反应是不自发反应。
(5)反应熵变是与反应能否自发进行有关的一个因素,但不是唯一因素。
5、焓变与熵变对反应速率的共同影响(1)判据:△H-T△S<0,反应能自发进行;△H-T△S =0,反应达平衡状态;△H-T△S>0 反应不能自发进行。
二、化学反应的限度1、化学平衡常数(1)表达式:注意:①对于有纯固体或者溶剂参加的反应不列入平衡常数表达式中。
②平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。
对于给定的化学反应,正、逆反应的平衡常数互为倒数。
(2)平衡常数的单位:与化学方程式的表示形式一一相对应,为(mol·L-1)n。
(3)影响因素:平衡常数只与温度有关,对于吸热反应,升高温度,K增大,降低温度,K减小;对于放热反应,升高温度,K减小,降低温度,K增大。
K与反应的起始浓度大小无关、压强、催化剂等因素无关。
(4)平衡常数的应用a.利用Q与K的关系判断可逆反应的方向Q>K,反应逆向进行;Q=K,反应处于平衡状态;Q<K,反应正向进行。
b.K的大小反应了化学反应可能进行的程度,平衡常数越大,说明反应进行得越完全。
c.进行有关计算解题方法:正确进行三段式分析。
2、外界条件对化学平衡的影响(1)熟记以下结论:①增大反应物浓度或减小生成物浓度化学平衡正向移动;(2)增大生成物物浓度或减小反应物浓度化学平衡逆向移动;固体或纯液体的量的变化不影响速率和平衡。