2014高考化学一轮复习技能突破课件 第7章 第1讲《化学反应的方向与限度》

第一讲化学反应的方向与限度1．了解化学反应的方向。2．了解化学反应的可逆性和化学平衡建立的过程。3．理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。1．化学平衡建立的过程。2．化学平衡状态的多角度判断。3．化学平衡常数的计算及影响因素。在温度和压强一定的条件下_____________就能自发进行的反应称为自发反应。(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_____；有少数吸热反应也能自发进行。可见，___是制约化学反应能否自发进行的因素之一。无需外界帮助放热反应越多降低越多完全反应的焓变一、化学反应的方向1．自发反应2．判断化学反应方向的依据(2)熵变与反应方向①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_________。②研究表明，除了热效应外，影响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_____度增大的倾向。混乱度熵的变化ΔS自发进行混乱度混乱S(3)综合判断反应方向的依据①ΔH－TΔS0，反应_______________。②ΔH－TΔS＝0，反应_________________。③ΔH－TΔS0，反应_________________。能自发进行达到平衡状态不能自发进行能自发进行的反应一定能实际发生吗？提示不一定，化学反应方向的判据指出的仅仅是在一定条件下化学反应自发进行的趋势，并不能说明在该条件下反应一定能实际发生，还要考虑化学反应的快慢问题。(1)概念：_______条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。(2)表示：采用“_______”表示。(3)特点：任一时刻反应物与生成物_____存在；任一组分的转化率_____100%。(1)定义：在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，___________和___________相等，反应体系中所有参加反应的物质的____________保持不变的状态。二、化学平衡状态1．可逆反应2．化学平衡状态在相同同时小于正反应速率逆反应速率质量和浓度(2)特征(1)概念在一定_____下，一个可逆反应达到_________时，生成物___________与反应物___________的比值是一个常数，用符号K表示。(2)表达式对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定温度下达到平衡时：K＝(3)意义平衡常数的大小反映了化学反应可能进行的程度，K_____，说明反应可以进行得越完全。3．化学平衡常数[C]p[D]q[A]m[B]n温度化学平衡浓度幂之积浓度幂之积越大对于上例反应中A(g)的平衡转化率可表示为：α(A)＝{c0(A)代表A的初始浓度，[A]代表A的平衡浓度}。4．平衡转化率c0（A）－[A]c0（A）×100%(1)对于给定反应，正逆反应的化学平衡常数一样吗？是什么关系？提示正逆反应的化学平衡常数不一样，互为倒数关系。(2)化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数是增大还是减少？提示温度升高化学平衡常数不一定增大或减小，若正反应是吸热反应，则温度升高K值增大，反之则减小。(3)如何由化学平衡常数判断一个化学反应是否达到化学平衡状态？提示对于可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系：cc（C）·cd（D）ca（A）·cb（B）＝QcQcK反应向正反应方向进行，v正v逆＝K反应处于化学平衡状态，v正＝v逆K反应向逆反应方向进行，v正v逆。自发过程的两种倾向1．体系趋向于高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。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)。两种倾向…………………………………………………………………………………………(1)放热且熵增加的反应一定能自发进行。(2)吸热且熵减少的反应一定不能自发进行。(3)焓变和熵变的作用相反且相差不大时，温度有可能对反应方向起决定性作用。三个规律…………………………………………………………………………………………使用化学平衡常数应注意的问题：①化学平衡常数K值的大小是可逆反应进行程度的标志，它能够表示可逆反应进行的完全程度。一个反应的K值越大，表明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物的转化率也越大。可以说，化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。②化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。③反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，其浓度可看作“1”，而不计入平衡常数表达式中。④化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变；若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。四个注意…………………………………………………………………………………………化学平衡常数的三种应用1．化学平衡常数数值的大小是可逆反应进行程度的标志。2．可以利用平衡常数的值作标准判断：(1)正在进行的可逆反应是否平衡。(2)化学平衡移动的方向。3．利用K可判断反应的热效应若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。三种应用…………………………………………………………………………………………化学反应的方向判断比较简单，只需要掌握简单焓判据、熵判据就行。在做化学平衡状态判断题时，一是关注反应物的状态，一些反应物是固态，要标出来，二是注意是否是等体积变化，一定要注意各成分浓度成比例不能作为到达平衡的标志。注意对于一个给定的反应平衡常数仅是温度的函数。我的体会………………………………………………………………………………………ΔH－TΔS判据是否适合于任何条件下的反应？提示ΔH－TΔS判据只能用于温度和压强一定的条件下的反应，不能用于其他条件下(如温度、体积一定)的反应。问题征解………………………………………………………………………………………(1)v(正)＝v(逆)——反应体系中同一物质的消耗速率和生成速率相等。(2)平衡混合物中各组成成分的含量保持不变——各组分的物质的量浓度、质量分数、物质的量分数、体积分数(有气体参加的可逆反应)、反应物的转化率等保持不变。必考点51化学平衡状态的多角度判断1．化学平衡状态的标志2．实例分析例举反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)是否平衡状态混合体系中各成分的量①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定是②各物质的质量或各物质的质量分数一定是③各气体的体积或体积分数一定是④总体积、总压强、总物质的量、总浓度一定不一定正反应速率与逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了mmolA，同时生成mmolA，即v(正)＝v(逆)是②在单位时间内消耗了nmolB，同时消耗了pmolC，即v(正)＝v(逆)是③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，v(正)不一定等于v(逆)不一定④在单位时间内生成nmolB，同时消耗qmolD，均指v(逆)，v(正)不一定等于v(逆)不一定压强①若m＋n≠p＋q，总压强一定(其他条件不变)是②若m＋n＝p＋q，总压强一定(其他条件不变)不一定混合气体平均相对分子质量()①一定，m＋n≠p＋q是②一定，m＋n＝p＋q不一定温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定(其他条件不变)是体系的密度(ρ)密度一定不一定①C的生成速率与C的消耗速率相等②单位时间内生成amolA，同时生成3amolB③A、B、C的浓度不再变化④C的物质的量不再变化⑤混合气体的总压强不再变化⑥混合气体的总物质的量不再变化⑦单位时间消耗amolA，同时生成3amolB⑧A、B、C的分子数之比为1∶3∶2A．②⑧B．④⑦C．①③D．⑤⑥【典例1】一定温度下，下列叙述不能作为可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)达到平衡状态标志的是()。解析关于平衡状态的判断，一定要根据实际反应分析选项，判断是否达到平衡状态，只有在平衡状态下具备的性质才能作为“标志”。本题中的反应是一个反应前后气体物质的量不等的可逆反应。②在反应过程中的任意时刻都符合。⑧可能是平衡状态，也可能不是平衡状态。答案A可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：①正反应速率和逆反应速率相等。②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态⑦混合气体的压强不再改变的状态A．①④⑥⑦B．②③⑤⑦C．①③④⑤D．①②③④⑤⑥【应用1】可逆反应：2NO2(g)△2NO(g)＋O2(g)在一恒容的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是()。答案A解析本题不仅考查了化学平衡的直接标志，也考查了化学平衡的间接标志。该反应为反应前后气体体积发生变化的反应，恒容条件下，反应无论是否平衡，单位时间内生成nmolO2的同时都会生成2nmolNO，故②不正确。当单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2，表明了v(正)＝v(逆)，故①正确。无论反应是否平衡，用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比均为2∶2∶1，故③不正确。混合气体的颜色不再改变，说明NO2的浓度不变，即达到平衡状态，故④正确。混合气体的密度＝m（混合气体）V，因为m(混合气体)和V始终不变，故混合气体的密度始终不变，⑤不正确。Mr－＝m（混合气体）n（混合气体），因为m(混合气体)不变，当Mr－不变时，可推知n(混合气体)不再改变，说明反应已达到平衡状态，故⑥正确。反应前后气体体积不等，压强不再改变，说明各物质的含量不再变化，⑦正确。故选A。1．思维模式必考点52化学平衡状态的计算看条件——条件影响平衡，条件改变平衡可能移动，进而影响转化率找关系——起始量、变化量、平衡量、转化率的关系写式子——写出平衡常数表达式求未知——列出相关方程式，求解2．实例分析如反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为VL。mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始(mol)ab00变化(mol)mxnxpxqx平衡(mol)a－mxb－nxpxqx则有：(1)K＝pxVp·qxVqa－mxVm·b－nxVn(2)对于反应物：n(平)＝n(始)－n(变)；对于生成物：n(平)＝n(始)＋n(变)。(3)[A]＝a－mxV。(4)α(A)平＝mxa×100%，α(A)∶α(B)＝mxa∶nxb＝mbna。(5)φ(A)＝a－mxa＋b＋（p＋q－m－n）x×100%。温度K1K2973K1.472.381173K2.151.67【典例2】已知：反应①Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)的平衡常数为K1；反应②Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)的平衡常数为K2，不同温度下K1、K2的值如表中所示：(1)从表中数据可以推断：反应①是________(填“吸”或“放”)热反应。(2)现有反应