第二章化学反应的方向、速度和限度
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cc(C)cd(D)
ca(A)cb(B) ——————
C0(A)-[A]
C0(A) ———C变(A)
C0 (A) —————— 第二章 化学反应的方向、限度 知识点总结
1.(1)达到化学平衡状态的标志:(等、定)
①等:平衡时,V(正)=V(逆)
②定:反应物和生成物的浓度保持不变(注意:不是相等)
(2)化学平衡状态的判断
①ν正=ν逆
②平衡时各物质浓度不随时间延长而变化,包括有颜色的物质颜色不再变化
③当反应物和生成物的气态物质系数相等时,物质的量、压强、混合气体的平均相对分子质量不变,不能判断是否达到平衡;当反应物和生成物的气态物质系数不相等时,物质的量、压强、混合气体的平均相对分子质量不变,说明达到了化学平衡。
④混合气体密度不变,不能判断是否达到平衡。
2. 在温度、压强一定的条件下,化学反应方向的判断依据为:
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
注意:(1)ΔH为负,ΔS为正时,任何温度反应都能自发进行
(2)ΔH为正,ΔS为负时,任何温度反应都不能自发进行
(3)ΔH、ΔS均为正时,高温自发,T>ΔH/ΔS时反应能自发进行
(4)ΔH、ΔS均为负时,低温自发,T
3.化学平衡常数K:对于反应 aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g)
在温度一定时,有badcBADCK][][][][ [C]——反应达到平衡时产物C的浓度,即平衡浓度
注意:(1)对于有纯固体或溶剂参加的反应,它们不列入平衡常数的表达式。
(2)对于同类型的反应,K值越大,说明反应进行的越完全。
(3)K只随温度的变化而变化。吸热反应:T↑,K↑;放热反应:T↑,K↓;
(4)K的表达式书写与方程式的写法有关,给定反应的正、逆反应的平衡常数互为倒数。
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·K1
3. 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。
第二节 化学反应的速率与限度第1课时 化学反应的速率
知识梳理
一、化学反应速率及其表示方法
化学反应速率概念及表示方法
(1)反应速率越大,反应现象越明显( )
(2)对有固体参加的化学反应,可用单位时间固体浓度的改变量表示化学反应速率( )
(3)化学反应速率的单位通常为mol·L-1或mol·min-1( )
(4)在特定情况下,也可用单位时间某物质的质量或物质的量的变化表示化学反应速率( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)√
1.在盛有18g碳、2L的密闭容器中,充入0.8molCO2,一定条件下发生C(s)+CO2(g)===2CO(g),反应5min时测得CO2的物质的量为0.4mol。
(1)固体碳减少的质量________g,固体或纯液体的浓度视为常数,是否可用碳固体的浓度变化量来表示该反应的化学反应速率________(填“是”或“否”)。
(2)请完成下表中相关空格
物质 CO2
CO
起始浓度(mol·L-1) 0.4 0
变化浓度(mol·L-1)
5min时浓度(mol·L-1) 0.2
5min内的化学反应速率 数值
单位
(3)用CO2和CO分别表示的化学反应速率vCO2vCO=________,它与化学方程式中CO2、CO的计量系数之比________(填“相同”或“不同”)。 答案 (1)4.8 否 (2)0.2 0.4 0.4 0.04 0.08 mol·L-1·min-1 mol·L-1·min-1 (3)12 相同
2.反应:3A(g)+B(g)===2C(g)+2D(g),在不同条件下,用不同物质表示其反应速率,分别为
①v(A)=0.6mol·L-1·min-1
②v(B)=0.45mol·L-1·min-1
③v(C)=0.015mol·L-1·min-1
④v(D)=0.45mol·L-1·min-1
则此反应在不同条件下进行最快的是( )
第2课时 反应条件对化学平衡的影响
[基础达标]
1.某温度下,体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应:X(g)+Y(g) Z(g)+W(s)
ΔH>0。下列叙述正确的是( )
A.加入少量W,逆反应速率增大
B.当容器中气体压强不变时,反应达到平衡
C.升高温度,平衡逆向移动
D.平衡后加入X,上述反应的ΔH增大
解析:选B。W为固体,不影响化学反应速率,A错;该反应是气体体积减小的反应,故容器内压强不变说明达到化学平衡,B正确;该反应是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,C错;ΔH与化学方程式计量数有关,与化学平衡移动无关,D错。
2.下列反应达到平衡后,增大压强或升高温度,平衡都向正反应方向移动的是( )
A.2NO2N2O4(正反应为放热反应)
B.3O22O3(正反应为吸热反应)
C.H2(g)+I2(g) 2HI(g)(正反应为放热反应)
D.NH4HCO3(s) NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)(正反应为吸热反应)
解析:选B。增大压强平衡向气体物质系数减小的方向移动;升高温度平衡向吸热的方向移动。
3.对于任何一个化学平衡体系,采取以下措施,一定会使平衡发生移动的是( )
A.加入一种反应物 B.增大体系的压强
C.升高温度 D.使用催化剂
解析:选C。浓度、压强的变化对平衡移动的影响有一定的限制,催化剂对平衡移动无影响。
4.电镀废液中Cr2O2-7可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4):
Cr2O2-7(aq)+2Pb2+(aq)+H2O(l) 2PbCrO4(s)+2H+(aq) ΔH< 0
该反应达平衡后,改变横坐标表示的反应条件,下列示意图正确的是(
)
解析:选A。因该反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小;B项,随着pH的增大,即氢离子浓度逐渐减小,平衡正向移动,Cr2O2-7的转化率逐渐增大而不是减小;C项,升高温度,正反应速率一定增大,不是不变;D项,随着Pb2+浓度的增大,平衡正向移动,Cr2O2-7的物质的量减小,不是增大。