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第七单元 化学反应的方向、 限度与速率,第1节 化学反应的方向与限度,-3-,考纲要求:1.了解化学反应的可逆性。 2.了解化学平衡建立的过程。 3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响,认识其一般规律。 4.了解化学平衡常数的含义,能够利用化学平衡常数进行相关计算。 5.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。,-4-,基础梳理,考点突破,化学反应的方向 1.自发过程 (1)含义:在温度和压力一定的条件下,不需要借助光、电等外力作用就能自动进行的过程。 (2)特点:体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态(体系对外部做功或放出能量);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)熵是量度体系混乱程度的物理量,符号为S。 (2)影响熵大小的因素 相同条件下,物质不同熵不同。同一物质:气态(g)液态(l)固态(s)。 (3)熵变=反应产物的总熵-反应物的总熵,-5-,基础梳理,考点突破,3.化学反应方向的判据,-6-,基础梳理,考点突破,-7-,基础梳理,考点突破,化学反应能否自发进行的一般规律 结合反应方向的判据H-TS0的反应一定能自发进行。 2.H0,S0,S0时,高温下反应自发进行,-8-,基础梳理,考点突破,答案,解析,-9-,基础梳理,考点突破,误区警示: (1)反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响。 (2)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。,-10-,基础梳理,考点突破,跟踪训练 1.下列说法正确的是( ) A.焓变和熵变都大于0的反应肯定是自发的 B.在恒温、恒压条件下,焓变小于0而熵变大于0的反应肯定是自发的 C.因为焓变和熵变都与反应的自发性有关,因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判断依据 D.在其他条件不变的情况下,使用催化剂,一定可以改变化学反应进行的方向,答案,解析,-11-,基础梳理,考点突破,2.能用能量判据判断下列过程的方向的是( ) A.水总是自发地由高处往低处流 B.放热反应易自发进行,吸热反应不能自发进行 C.有序排列的火柴散落时成为无序排列 D.多次洗牌后,扑克牌无序排列的概率增大,答案,解析,-12-,基础梳理,考点突破,答案,解析,-13-,基础梳理,考点突破,化学平衡状态的判断 1.可逆反应 (1)定义: 在相同条件下既可以向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。 (2)特点“三同一小”: 三同:a.相同条件下;b.正逆反应同时进行;c.反应物与生成物同时存在。 一小:任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。,-14-,基础梳理,考点突破,2.化学平衡状态 (1)定义: 在一定条件下的可逆反应中,反应物和生成物的浓度不再随时间的延长而发生变化,正反应速率和逆反应速率相等的状态。,(2)建立过程:,在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。化学平衡的建立过程可用如右v-t图像表示:,-15-,基础梳理,考点突破,-16-,基础梳理,考点突破,-17-,基础梳理,考点突破,-18-,基础梳理,考点突破,-19-,基础梳理,考点突破,判断化学平衡状态的两方法和两标志 1.两方法逆向相等、变量不变 (1)“逆向相等”:反应速率必须一个是正反应的速率,一个是逆反应的速率,且经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等。 (2)“变量不变”:如果一个量是随反应进行而改变的,当不变时为平衡状态;一个随反应的进行保持不变的量,不能作为是否平衡状态的判断依据。 2.两标志本质标志、等价标志 (1)本质标志:v(正)=v(逆)0。对于某一可逆反应来说,正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。 (2)等价标志:,-20-,基础梳理,考点突破,-21-,基础梳理,考点突破,答案,解析,-22-,基础梳理,考点突破,误区警示: (1)单向反应速率之比不管是否达到平衡状态,都等于化学计量数之比,不能作为平衡状态的判断依据。 (2)平衡时各物质的浓度与起始加入的反应物的比例关系及反应的转化率有关,平衡时反应混合物中各物质的浓度之比一般不等于计量数之比。当反应物的物质的量按化学计量数之比加入时,不管是否达到平衡,反应物的浓度之比一定等于化学计量数比。,-23-,基础梳理,考点突破,答案,解析,-24-,基础梳理,考点突破,答案,解析,-25-,基础梳理,考点突破,答案,解析,-26-,基础梳理,考点突破,化学平衡常数和平衡转化率 1.化学平衡常数 (1)定义: 在一定温度下,一个可逆反应达到化学平衡状态时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数,用符号K表示。 (2)表达式:,-27-,基础梳理,考点突破,(3)意义及应用: K值越大,正反应进行的程度越大,反应物的转化率越大。当K105时,可以认为反应进行得较完全。 K值越小,正反应进行的程度越小,反应物的转化率越小。当K10-5时,认为反应很难进行。 判断化学反应进行的方向,-28-,基础梳理,考点突破,-29-,基础梳理,考点突破,利用平衡常数计算反应物的起始浓度、平衡浓度及平衡转化率。 (4)影响因素: 内因:反应物本身的性质。 外因:只受温度影响,与浓度、压强、催化剂等外界因素无关。 (5)注意事项: 化学平衡常数是指某一具体反应方程式的平衡常数。 正、逆反应的平衡常数互为倒数。 若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小,平衡常数的表达式写法及数值也相应改变,但所描述的意义不变。,-30-,基础梳理,考点突破,反应物或生成物中有固体或纯液体存在时,其浓度是常数,它们不列入平衡常数表达式中。 2.平衡转化率,-31-,基础梳理,考点突破,-32-,基础梳理,考点突破,-33-,基础梳理,考点突破,-34-,基础梳理,考点突破,平衡常数、平衡转化率的常用计算方法“三段式法” “三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时,要注意清楚条理地列出起始量、转化量、平衡量,按题目要求进行计算,同时还要注意单位的统一。 (1)计算步骤,-35-,基础梳理,考点突破,-36-,基础梳理,考点突破,答案,解析,-37-,基础梳理,考点突破,技巧点拨: (1)变化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例是分析和计算的关键。因为只要知道一种物质的变化量,就可以根据化学方程式中各物质的化学计量数求出其他物质的变化量。 (2)对于反应物:n(平衡)=n(起始)-n(变化); 对于生成物:n(平衡)=n(起始)+n(变化)。,-38-,基础梳理,考点突破,-39-,基础梳理,考点突破,-40-,基础梳理,考点突破,答案,解析,-41-,基础梳理,考点突破,答案,解析,-42-,基础梳理,考点突破,解析,-43-,基础梳理,考点突破,化学平衡的移动 1.化学平衡移动的过程 在一定条件下,可逆反应达到平衡状态,v(正)=v(逆),如果改变影响平衡的一个条件(如温度、浓度、压强等),v(正)v(逆),化学平衡状态被破坏,直至正、逆反应速率再相等,在新条件下达到新的化学平衡状态,这种现象叫做化学平衡状态的移动,简称化学平衡的移动。 2.化学平衡移动与化学反应速率的关系 (1)v(正)v(逆):平衡向正反应方向移动。 (2)v(正)=v(逆):反应达到平衡状态,平衡不发生移动。 (3)v(正)v(逆):平衡向逆反应方向移动。,-44-,基础梳理,考点突破,-45-,基础梳理,考点突破,续表,-46-,基础梳理,考点突破,4.化学平衡移动原理勒夏特列原理 (1)原理内容。 如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 (2)原理解读。 “减弱这种改变”升温,平衡向着吸热反应方向移动;增加反应物浓度,平衡向反应物浓度减小的方向移动;增大压强,平衡向气体物质的量减小的方向移动。 化学平衡移动的结果只是减弱了外界条件的改变,而不能完全抵消外界条件的变化,更不能超过外界条件的变化。,-47-,基础梳理,考点突破,-48-,基础梳理,考点突破,-49-,基础梳理,考点突破,-50-,基础梳理,考点突破,-51-,基础梳理,考点突破,2.当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时,由于其“浓度”是恒定的,不随其量的增减而变化,故改变这些固体或液体的量,对平衡没影响。 3.对于无气体或反应前后气态物质的化学计量数相等的可逆反应,压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的,故平衡不移动。 4.在恒容的容器中,当改变其中一种物质的浓度时,必然同时引起压强改变,但判断平衡移动的方向时,应仍以浓度的影响去考虑。同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。 5.化学平衡常数发生改变时化学平衡一定发生移动,但化学平衡发生移动,只要温度保持不变,化学平衡常数不变。,-52-,基础梳理,考点突破,答案,解析,-53-,基础梳理,考点突破,-54-,基础梳理,考点突破,答案,解析,-55-,基础梳理,考点突破,-56-,基础梳理,考点突破,-57-,基础梳理,考点突破,-58-,基础梳理,考点突破,跟踪训练 1.(2014上海化学)只改变一个影响因素,平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是( ) A.K值不变,平衡可能移动 B.K值变化,平衡一定移动 C.平衡移动,K值可能不变 D.平衡移动,K值一定变化,答案,解析,-59-,基础梳理,考点突破,答案,解析,-60-,基础梳理,考点突破,答案,解析,-61-,基础梳理,考点突破,化学平衡图像 常见图像类型,(曲线a用催化剂,b不用催化剂或化学计量数a+b =c时曲线a的压强大于b的压强),-62-,基础梳理,考点突破,-63-,基础梳理,考点突破,-64-,基础梳理,考点突破,-65-,基础梳理,考点突破,-66-,基础梳理,考点突破,-67-,基础梳理,考点突破,-68-,基础梳理,考点突破,-69-,基础梳理,考点突破,-70-,基础梳理,考点突破,答案,解析,-71-,基础梳理,考点突破,技巧点拨: (1)在图像题中,一定要注意看清横纵坐标表示的意义及曲线的变化趋势。 (2)理解应用好“定一议二,先拐先平”,定温度议压强:先拐先平,压强大;定压强,议温度:先拐先平,温度高。,-72-,基础梳理,考点突破,答案,解析,-73-,基础梳理,考点突破,答案,解析,-74-,基础梳理,考点突破,答案,解析,-75-,基础梳理,考点突破,-76-,基础梳理,考点突破,解析,
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