化学反应的方向和限度

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。

化学反应的方向和限度(教案)化学反应速率与化学平衡第二单元化学反应的方向和限度第一课时化学反应的方向判断化学反应方向的依据【引入】：自然界中有许多现象是可以自发进行的，请结合自己的生活经验举例说明.自然界中水总是从高处往低处流电流总是从电位高的地方向电位低的地方流动室温下冰块自动融化墨水扩散食盐溶解于水火柴棒散落化学反应中镁条燃烧、酸碱中和、铁器暴露在潮湿空气中生锈、甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧、锌与CuSO4溶液反应生成Cu和ZnSO4等，这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的.一、化学反应的方向.1.自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程.2.自发反应：在一定的条件下无需外界帮助就能自动进行的反应.【过渡】：如何判断一个过程，一个反应能否自发进行？二、判断化学反应方向的依据.【交流与讨论】：酸碱中和、镁条燃烧等这些一定条件下能自发发生的反应有何共同特点？△H < O即放热反应放热反应使体系能量降低，能量越低越稳定，△H < O有利于反应自发进行.1.焓判据(能量判据).体系趋向于从高能状态转变为低能状态（这时体系会对外做功或者释放热量～△H ﹤0）【设问】：自发反应一定要△H < O ？NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH4(aq)+H2O(l)△H= ＋37.30kJ/mol【结论】：△H < O有利于反应自发进行，但自发反应不一定要△H < O.焓变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素.为了解释这样一类与能量状态的高低无关的过程的自发性，科学家们提出了在自然界还存在着另一种能够推动体系变化的因素→熵.2.熵判据.(1).熵：体系混乱度的量度，即熵是用来描述体系的混乱度.符号：S 单位：J•mol-1•K-1 .体系混乱度越大，熵值越大；体系混乱度越小，熵值越小.(2).熵变：反应前后体系熵的变化.同一物质，S（g）﹥S（l）﹥S（s）产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值（△S ＞0），为熵增加反应.【设问】：火柴散落、墨水扩散过程混乱度如何变化？从混乱度变化角度分析它们为什么可以自发？自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，导致体系的熵增大，这一经验规律叫做熵增原理，也就是反应方向判断的熵判据.(3).熵判据:混乱度越大越稳定，△S > 0 有利于反应自发进行【设问】：CaCO3(s) == CaO (s) +CO2 (g)这个反应能否自发进行？已知：△H(298K)=+178.2KJ•mol ,△S(298K)=169.6J•mol-1•K-1【结论】：△S > O有利于反应自发进行,自发反应不一定要△S > O.熵变是反应能否自发进行的一个因素,但不是唯一因素.3.复合判据（自由能变化）.△G=△H—T △S当△ G<0时，反应自发进行当△ G>0时，反应不自发进行当△ G=0时，平衡状态类型△H△S △H—T△S反应的自发性1 - + 永远是—任何温度都是自发反应2 + - 永远是+ 任何温度下都是非自发反应3 - - 高温+ 低温—高温是非自发反应低温是自发反应4 + + 高温—低温+高温是自发反应低温是非自发反应【注意点】：(1).反应的自发性只能用于判断反应发生的方向，不能确定反应是否一定会发生和反应发生的速率. 如涂有防锈漆和未涂防锈漆的钢制器件，其发生腐蚀过程的自发性是相同的，但只有后者可以实现.(2).在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质.如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果.如水泵可以把水从低水位升至高水位；高温高压石墨转化为金刚石的例子，实现后者的先决条件是要向体系中输入能量，该过程的本质仍然是非自发性的.完成P42表2－5.【课堂练习】：1.下列过程是非自发的是 DA.水由高处向低处流B.天然气的燃烧C.铁在潮湿空气中生锈D.室温下水结成冰2.碳酸铵〔（NH 4）2CO 3〕在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是 A A.其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大 B.其分解是因为外界给予了能量C.其分解是吸热反应，据能量判据不能自发分解D.碳酸盐都不稳定，都能自发分解 3.下列说法正确的是 CA.凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的B.自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变C.自发反应在恰当条件下才能实现D.自发反应在任何条件下都能实现 4.自发进行的反应一定是 DA.吸热反应B.放热反应C.熵增加反应D.熵增加或者放热反应第二课时 化学平衡状态 化学平衡常数一、化学平衡的建立1．可逆反应：在相同条件下同时能向正反应方向和逆反应方向进行的反应。

《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。