化学反应的方向限度课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,化学反应的方向,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,.,（,1,）铁器暴露在潮湿的空气中会生锈,（,2,）可燃物的燃烧,（,3,）酸碱中和反应,一、自发过程、自发反应,反应,放热有利,于反应的自发进行,.,二、化学反应方向的判据,说明：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,1.,化学反应方向和反应焓变,2.,化学反应方向和反应熵变,熵：,(,),概念：,描述体系混乱度的物理量,单位：,J.mol,-1,.k,-1,符号：,S,化学反应的方向,（,2,）影响熵的因素：,同一条件下，不同物质熵不同,同一物质，聚集状态不同熵不同,S(g,),S(l,),S(s,),（,3,）反应的熵变,:,S = S,（反应产物）,-,S,（反应物）,（,4,）熵增加过程：,固体溶解、物质的汽化、墨水的扩散、气体的扩散,熵增加的反应：,产生气体的反应，气体的物质的量增加的反应,S0,说明：熵变是与反应能否自发进行有关的又一因素，但 也,不是唯一因素。,（,5,）熵增加有利于反应的自发进行,.,化学反应的方向,化学反应的方向,3.,反应方向判据：,H,-,TS0,反应不能自发进行,即,:,在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向,H,-,TS0 S0 S0,高温下自发进行,H0 S k,未达平衡，反应逆向进行。,Q = k,反应达平衡。,Q k,未达平衡，反应正向进行。,),(,),(,),(,),(,B,c,A,c,D,c,C,c,Q,n,m,q,p,=,浓度商,Q,：,高炉炼铁中发生的反应有,:,FeO(s)+CO(g,) Fe(s)+CO,2,(g) H ,、,V(,逆,),，正反应占优，,平衡正向移动。,V(,正,)V(,逆,),，逆反应占优，,平衡逆向移动。,V(,正,),、,V(,逆,),改变倍数相等，,平衡不移动。,Q = k,平衡未破坏，平衡不移动。,Q k,平衡逆向移动,若,条件改变后,化学反应的限度,（,3,）平衡移动原理（勒夏特列原理,）,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。,适用范围：,所有的动态平衡封闭体系（电离平衡，水解平衡，溶解平衡等），只改变其中一个条件（如、等）时，平衡移动原理才适用。,优缺点：,该原理可用来判断平衡移动的方向，但不能判断建立新平衡所需要的时间，以及在平衡建立过程中各物质间的数量关系等。,减弱不是消除。,化学反应的限度,2.,四大因素对化学平衡的影响, 浓度对化学平衡的影响,(1),结论：,其它条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动；减小反应物的浓度或增大生成物的浓度，平衡向逆反应方向移动；,(2),浓度引起平衡移动的相关图象,增大反应物浓度,0,V,t,t,1,V,(,正,),V,(,逆,),V,(,正,),V,(,逆,),减小生成物浓度,0,V,t,t,1,V,(,正,),V,(,逆,),V,(,正,),V,(,逆,),增大生成物浓度,V,(,逆,),0,V,t,t,1,V,(,正,),V,(,逆,),V,(,正,),减小反应物浓度,V,(,逆,),V,(,正,),0,V,t,t,1,V,(,正,),V,(,逆,),化学反应的限度,温度一定时，增大反应物浓度或减少生成物的浓度，则,QK,，平衡逆向移动。,原因：浓度变化导致正、逆反应速率变化不一致。,浓度变化导致,Q,变化，,Q,不等于,K,化学反应的限度,【,应用,】,化工生产中，常通过增大某一廉价、易得反应物的浓度来提高另一贵重的反应物的转化率。,生产过程中常将产物及时从体系中移走，使化学平衡不断向右移动。,例如,在硫酸工业里，常用过量的空气使二氧化硫充分氧化，以生成更多的三氧化硫。,例如,合成氨工业里，及时从平衡体系中移走氨，从而使平衡不断向右移动。,化学反应的限度,化学反应的限度, 压强对化学平衡的影响,(1),结 论：,(2),说 明,:,（,1,）,平衡混合物中,只涉及固体或液体的反应，改变压强，平衡不会移动。（,反应中有,气体参加,。）,（,2,）对于反应前后气体总体积不变（ ,Vg=0,）的可逆反应，只改变压强，平衡不移动。,在其他条件不变情况下，增大压强，平衡向气体分子数减少的方向移动；减少压强，平衡向气体分子数增大的方向移动。,化学反应的限度,(3),压强引起平衡移动的相关图象,当,m + n,p + q,时：,V,t,0,V(,正,),V(,逆,),V(,正,),V(,逆,),V,t,0,V(,正,),V(,逆,),V(,逆,),V(,正,),增大压强,减小压强,反应,m A (g) + n B (g) p C (g) + q D (g),改变压强，,v,缩,变化程度大,化学反应的限度,当,m + n,p + q,时：,V,t,0,V(,正,),V(,逆,),V(,逆,),V(,正,),增大压强,减小压强,V,t,0,V(,正,),V(,逆,),V(,正,),V(,逆,),反应,m A (g) + n B (g) p C (g) + q D (g),说明：压强对化学平衡的影响实质上是浓度对平衡的影响。,化学反应的限度,（,4,） 惰性气体对化学平衡的影响,恒温、恒压时，充入惰性气体,体积增大,浓度减小,相当于增大容积减小压强,恒温、恒容时，充入惰性气体,体积不变,浓度不变,反应速率不变，平衡不移动,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，充入惰性气体，不论什么情况，平衡都不会移动,化学反应的限度, 温度对化学平衡的影响,(1),结 论：,在其他条件不变时，温度升高，会使化学平衡向吸热反应的方向移动，温度降低会使化学平衡向放热的方向移动。,当,H 0,时：,V,t,0,V(,正,),V(,逆,),V(,正,),V(,逆,), 升高温度, 降低温度,V,t,0,V(,正,),V(,逆,),V(,正,),V(,逆,),改变温度，,v,吸,变化更大,说明：温度对化学平衡的影响是通过改变平衡常数,K,来实现的。,化学反应的限度,加正催化剂,正逆,正逆,加负催化剂, 催化剂对化学平衡的影响,催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，因此对平衡无影响。,催化剂的使用对,K,和,Q,无影响，,Q,与,K,仍相等，平衡没有被破坏，因此对平衡无影响。,化学反应的限度,1,在已处于化学平衡状态的体系中，如果下列量发生变化，其中一定能表明平衡移动的是,A, 反应混合物的浓度,B,反应物的转化率,C, 正、逆反应速率,D,反应混合物的压强,B,化学反应的限度,2.,在密闭容器中进行下列反应,CO,2,(g) +,C(s,) 2CO(g ),H0,达到平衡后，改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化：,(1),增加，平衡,，,c(CO,),;,(2),减小密闭容器体积，保持温度不变，则平衡,移动，,c(CO,2,),；,(3),通入,N,2,，保持密闭容器体积和温度不变，则平衡,，,c(CO,2,),；,(4),保持密闭容器体积不变，升高温度，则平衡,移动，,c(CO,),。,化学反应的限度,3.,在一定温度下，将一定量的混合气体充入密闭容器中，,mA(g)+nB(g,),pC(g)+qD(g,),，,达到平衡时测得,B,的浓度为,0.6mol/L,；,在恒温下将密闭容器的体积扩大一倍，重新达到平衡时，测得,B,的浓度为,0.4mol/L,，,下列正确的是,A. m+np+q,B.,平衡左移,C. A,的,转化率增大,D. D,的,体积分数增大,B,4.,某温度下，反应,H,2,(g)+I,2,(g) 2HI(g)(,正反应为,放热,反应,),，在带有活塞的密闭容器中达到平衡，下列说法中正确的是,A.,体积不变，升高温度，正反应速率减小,B.,温度、压强均不变，充入,HI,气体，开始时逆反应速率增大，正反应速率也增大,C.,温度不变，压缩气体的体积，平衡不移动，颜色加深,D.,体积、温度不变，充入氮气后，正反应速率增大,化学反应的限度,C,5,恒温条件下，把,NO,2,装入带活塞的密闭容器中，当反应,2NO,2,N,2,O,4,达到平衡后，慢慢压缩，下列叙述正确的是,A, 体积减半，则压强为原来的两倍,B, 平衡向右移动，混合气体的颜色一定会变浅,C, 体积减半，压强增大，但小于原来的,2,倍,D, 平衡向右移动，混合气体密度增大,化学反应的方向和限度,CD,6,在体积可变的密闭容器中，反应,mA,（,g,）,+,nB,（,s,）,pC,（,g,）达到平衡后，压缩容器的体积，发现,A,的转化率随之降低。下列说法中，正确的是,A,（,m+n,）必定小于,p,B,（,m+n,）必定大于,p,C,m,必定小于,p,D,n,必定小于,p,化学反应的限度,C,化学平衡计算,1.,（,08,年宁夏理综,12,）将固体,NH,4,I,置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：,NH,4,I(s) NH,3,(g),HI(g,),；,2HI(g) H,2,(g),I,2,(g),达到平衡时，,c,(H,2,)=0.5 molL,-1,，,c,(HI,)=4 molL,-1,，则此温度下反应的平衡常数为,（ ）,A,9 B,16,C,20,D,25,D,化学平衡状态与,平衡建立的途径无关,只与条件有关,;,只要条件一定，建立的平衡状态就相同,.,即不论平衡是从正反应开始,还是从逆反应开始,还是从中间状态开始,不论是一次投料,还是分多次投料,只要条件一定,(,恒温恒压或恒温恒容,),起始时投料量相当,建立的平衡状态就相同,.,等效平衡,等效平衡,2mol SO,2,1mol O,2,开始,2mol SO,3,开始,SO,2,a%,O,2,b%,SO,3,c%,平衡状态,2SO,2,+ O,2,2SO,3,1mol SO,3,恒温恒压或恒温恒容,1mol SO,2,0.5mol O,2,开始,1mol SO,2,0.5mol O,2,1mol SO,3,开始,先,后,等效平衡,等效平衡,:,同一可逆反应在相同的反应条件（恒温恒容或恒温恒压）下，只要起始时加入物质的物质的量不同,而达到化学平衡时,任何相同的,组分的,百分含量,均对应相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。,等效平衡,等效平衡状态的分类与判断,：,等效平衡状态一般包括,恒温恒容下,的等效平衡和,恒温恒压下,的等效平衡两种情况：,1.,恒温恒容下的等效平衡,（,1,）,恒温恒容下,，,对于反应前后气体分子数改变的可逆反应,如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量与原平衡相同,(,投料相当,),则达平衡后与原平衡等效,.,注,:,不仅是等效平衡,而且是同一平衡状态,(,平衡时各种量分别完全相同,),等效平衡,（,2,）,恒温恒容下,，对,于反应前后气体分子数不变的可逆反应,如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量比与原平衡相同,(,投料等比,),两平衡等效,。,注,:,不一定是同一平衡状态,只有投料相当时,才是同一平衡状态,.,如不是同一平衡状态,平衡量之比等于起始量之比,.,1mol H,2,1mol I,2,平衡,1,1mol H,2,1mol I,2,平衡,1,1mol H,2,1mol I,2,平衡,1,1mol H,2,1mol I,2,平衡,1,2mol H,2,2mol I,2,平衡,2,将容器容积由,2V,压缩为,V,T V,T V,T 2V,T V,增大压强时,平衡不移动,平衡,1,和平衡,2,等效,可逆反应,H,2,+I,2,=2HI,在温度为,T,、容积为,V,的密闭容器中从下列两种途径达平衡,(,1),1mol H,2,和,1mol I,2,(,2),2mol H,2,和,2mol I,2,等效平衡,恒温恒压下，不论是反应前后气体分子数不变还是改变的反应，,如通过可逆反应的化学计量数比换算成同一半边的物质的物质的量之比与原平衡相同,（,投料等比,）,则达平衡后与原平衡等效,.,2.,恒温恒压下的等效平衡,注,:,不一定是同一平衡状态,平衡时,同种物质的浓度，百分含量相同，但同种物质的物质的量之比等于起始量之比,等效平衡,等效平衡,1mol H,2,1mol N,2,平衡,1,1molH,2,1mol N,2,平衡,1,1mol H,2,1mol N,2,平衡,1,1mol H,2,1mol N,2,平衡,1,2mol H,2,2mol N,2,平衡,2,T P,T P,T P,T P,平衡,1,和平衡,2,等效,可逆反应,3H,2,+N,2,2NH,3,在温度为,T,压强为,P,的密闭容器中从下列两种途径达平衡,(,1),1mol N,2,和,1mol H,2,(,2),2mol N,2,和,2mol H,2,等效平衡,1.,在一个固定体积的密闭容器中，加入,2molA,和,2molB,，,发生如下反应：,2A,（,g,）,+ 2B,（,g,）,3C,（,g,）,+ D,（,g,），达到平衡时，,C,的浓度为,Wmol,/L,若维持容器体积和温度不变,按下列配比作为起始物质达到平衡后,C,的浓度仍为,Wmol,/L,的是,（ ）,A. 2mol A + 2mol B + 3mol C + 1mol D,B. 3mol C + 1mol D + 1mol B,C. 3mol C + 1mol D,D. 1mol A + 0.5mol B + 1.5mol C + 0.5mol D,AC,等效平衡,2.,在一固定容积的密闭容器中,保持一定温度,在一定条件下进行以下反应,:A(g)+2B(g) 3C(g).,已知加入,1molA,和,3molB,且达到平衡后,生成了,amolC,.,1),达到平衡时,C,在混合气体中的百分含量,_,2),相同条件下,若加入,2molA,和,6molB,达到平衡后,C,的物质的量为,_,此时,C,在混合气体中的百分含量,_,3),相同条件下,加入,2molA,和,8molB,若要求达到平衡后,C,在混合气体中的百分含量不变,则还应加入,C,_,mol,a/4,2a,a/4,6,3.,恒温恒压下，在一个可变容积的容器中发生如下反应：,A(g,) +,B(g,),C(g,),(1),若开始时放入,1molA,和,1molB,，达到平衡后，生成,amolC,，这时,A,的物质的量为,mol,。,(2),若开始时放入,3molA,和,3molB,，到达平衡后，生成,C,的物质的量为,mol,(3),若开始时放入,xmolA,、,2molB,和,1molC,，到达平衡后，,C,的物质的量是,3amol,，,x=,mol.,(4),若在,(3),的平衡混合物中再加入,3molC,，待再次到达平衡后，,C,的物质的量是,mol.,1-a,3a,2,6a,等效平衡,4.,体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的,SO,2,和,O,2,，在相同温度下发生反应：,2SO,2,（,g,）,+ O,2,（,g,）,2SO,3,（,g,）并达到平衡，反应过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中,SO,2,的转化率为,P,，则乙容器中,SO,2,的转化率为（ ）,.,等于,P, ,.,大于,P,.,小于,P, ,.,无法判断,等效平衡,C,5.,在恒温恒容的密闭容器中，充有,1mol,的,SO,2,和,1molO,2,，发生反应：,2SO,2,(g,）,+ O,2,（,g,）,2SO,3,（,g,）并达到平衡，此时,SO,2,的转化率为,a.,若再向此容器中充入,1mol,的,SO,2,和,1molO,2,达新平衡后, SO,2,转化率为,b,则,a,b,若第一次平衡时，,SO,2,的浓度为,0.6mol/L,，则第二次平衡时,SO,2,的浓度为,1.2mol/L,吗？,等效平衡,精品课件,！,精品课件,！,等效平衡,7.,在一定温度下，向容积固定不变的密闭容器中充入,amolNO,2,，发生如下反应：,2NO,2,（,g,）,N,2,O,4,(g),H0,。达平衡后再向容器中充入,amolNO,2,，再次达到平衡后，与原平衡比较，下列叙述不正确的是,（ ）,A.,相对平均分子质量增大,B.NO,2,的转化率提高,C.NO,2,的质量分数增大,D.,反应放出的总热量大于原来的,2,倍,