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1第2讲化学反应的方向和限度基础盘点一、化学反应进行的方向及判断根据自我诊断1.判断反应过程自发性的目的是()A.判断反应的方向B.确定反应是否一定发生C.判断反应过程发生的速率D.判断反应过程的热效应解析判断反应过程的自发性，只是指出一定条件下反应自动发生的趋势，即反应发生的可能性，并不能说明反应能否实际发生，故只有A项正确。A2基础回归1.自发反应在一定条件下就能自发进行的反应称为自发反应。2.判断化学反应方向的依据（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。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3（2）熵变与反应方向①研究表明，除了热效应外，决定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增大的倾向。②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)。混乱度混乱度混乱度S4b.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。（3）综合判断反应方向的依据因此，要正确判断一个化学反应是否能自发进行，必须综合考虑反应的与。在恒温、恒压时，①如果反应的，则该反应一定能自发进行；②如果反应的，则该反应一定不能自发进行；③如果反应的或，反应是否能自发进行与反应的有关。熵的变化自发进行ΔS焓变熵变ΔH0,ΔS0ΔH0,ΔS0ΔH0,ΔS0ΔH0,ΔS0温度5二、可逆反应和化学平衡自我诊断2.在一定条件下，将0.3molCO和0.2molH2O(g)通入2L密闭容器中，进行反应：CO（g）+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。（1）反应刚开始时，浓度最大，正反应速率最大；浓度为0，反应速率为0。反应物生成物逆6（2）随着反应的进行，反应物浓度逐渐，正反应速率逐渐；生成物浓度逐渐，逆反应速率逐渐，最终正、逆反应速率，达到平衡状态，此时反应体系中各物质的浓度均。依据以上叙述画出反应的v-t图象。减小减小保持不变增大相等增大答案7基础回归1.可逆反应条件下，既能向方向进行，又能向方向进行的化学反应。相同正反应逆反应82.化学平衡状态（1）概念一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率，反应体系中所有参加反应的物质的保持不变的状态。（2）平衡特点相等质量9指点迷津“v(正)=v(逆)”，是化学平衡状态微观本质的条件，其含义可简单地理解为：对反应物或生成物中同一物质而言，其生成速率等于消耗速率。“反应混合物中各组分的浓度不变”是平衡状态的宏观表现，是v(正)=v(逆)的必然结果。10基础回归1.概念在一定温度下，当一个可逆反应达到时，生成物与反应物的比值是一个常数，用符号表示。2.表达式对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),K=（固体和纯液体的浓度为常数，通常不计入平衡常数表达式中）。化学平衡浓度计量数次方的乘积浓度计量数次方的乘积(B)(A)(D)(C)nqccccmp三、化学平衡常数K113.意义（1）K值越大，反应物的转化率，正反应进行的程度。（2）K只受影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。（3）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。若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。越大越大温度12误区警示化学平衡常数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。13要点精讲要点一化学平衡状态的判断1.化学平衡状态的标志（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。142.实例分析例举反应mA(g)+nB（g)pC(g)+qD(g)是否平衡状态混合物体系中各成分的量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，则v正=v逆是③vA∶vB∶vC∶vD=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15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）不一定混合气体相对平均分子质量（M）①M一定，m+n≠p+q是②M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16【典例导析1】下列方法可以证明H2（g）+I2(g)2HI(g)已达平衡状态的是（填序号）。①单位时间内生成nmolH2的同时，生成nmolHI②一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂③百分含量w(HI)=w(I2)④反应速率v(H2)=v(I2)=v(HI)⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)=2∶1∶1⑥温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化⑧条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化⑨温度和体积一定时，混合气体颜色不再变化⑩温度和压强一定时，混合气体的密度不再变化2117讨论：在上述⑥~⑩的说法中能说明2NO2（g）N2O4(g)达到平衡状态的是（填序号）。解析对于反应前后气体分子总数不等的可逆反应，可从化学反应速率、化学键断裂、物质的量、物质的量浓度、转化率、颜色、温度、相对分子质量、压强、密度等来判断。对于反应前后气体分子总数相等的可逆反应，可从化学反应速率、化学键断裂、物质的量、物质的量浓度、转化率、颜色、温度等来判断（此时相对分子质量、压强、密度不能用来判断）。答案②⑥⑨⑥⑦⑧⑨⑩18技巧点拨化学平衡的标志很多，可以从以下方面进行判断：①速率标志：v正=v逆≠0；②反应混合物中各组分的体积分数、物质的量分数、质量分数不再发生变化；③反应物的转化率、生成物的产率不再发生变化；④反应物反应时破坏的化学键与逆反应得到的反应物形成的化学键种类和数量相同；⑤对于气体体积数不同的可逆反应，达到化学平衡时，体积和压强不再发生变化。19迁移应用1在一定温度下，反应A2（g）+B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是（）A.单位时间生成nmol的A2同时生成nmol的ABB.容器内的总压强不随时间变化C.单位时间生成2nmol的AB同时生成nmol的B2D.单位时间生成nmol的A2同时生成nmol的B220解析A项可转换为单位时间生成nmolA2的同时消耗0.5nmolA2，A2的正、逆反应转化浓度不相等，未达到平衡状态；由于该反应为等体积反应，平衡前后气体压强均不变，B项不能说明是否达到平衡状态；C项可转换为单位时间生成2nmolAB的同时消耗2nmolAB或消耗nmolB2的同时生成nmolB2，表明达到了平衡状态；D项只表示了逆反应方向的反应速率。答案C21迁移应用2在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应A（g）+2B(g)C(g)+D(g)已达到平衡状态的是（）①混合气体的压强②混合气体的密度③B的物质的量浓度④混合气体总物质的量⑤混合气体的平均相对分子质量⑥v(C)与v(D)的比值⑦混合气体总质量⑧混合气体总体积A.①②③④⑤⑥⑦⑧B.①③④⑤C.①②③④⑤⑦D.①③④⑤⑧22解析②由于是定容容器，反应前后气体的质量不变，故反应中气体的密度保持不变，故不能作为判断是否达到平衡状态的依据，同理⑧不正确；⑥反应速率之比等于反应方程式中的计量数之比，故不论是否达到平衡，它们的速率比值总是计量数之比，故不正确；⑦由于反应物和生成物全部是气体，根据质量守恒，不论是否达到平衡，气体总质量保持不变，故不正确；综上所述，选项B符合题意。答案B23要点二等效平衡1.含义在一定条件下（恒温恒容或恒温恒压），对同一可逆反应体系，起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量相同。2.分析方法按照化学方程式的化学计量数关系，把起始物转化为方程式同一半边的物质，通过对比两种情况下对应组分的起始量是相等，还是等比，来判断化学平衡是否等效（即“一边倒”）。243.分类及判断方法等效平衡有两类反应（即Δn=0、Δn≠0的反应）、两种状态（即恒温恒容、恒温恒压）（1）恒温恒容条件下的体积可变反应判断方法：极值等量即等效实例：例如，一定条件下的可逆反应：2SO2+O22SO3①2mol1mol0②002mol③0.5mol0.25mol1.5mol④amolbmolcmol25上述①②③三种配比，按方程式的化学计量数关系均转化为反应物，则SO2均为2mol、O2均为1mol，三者建立的平衡状态完全相同。④中a、b、c三者的关系满足：（×2）+a=2,(×1)+b=1,即与上述平衡等效。2c2c26（2）恒温恒压条件下的体积可变反应判断方法：极值等比即等效实例例如：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)①2mol3mol0mol②1mol3.5mol2mol③amolbmolcmol①②中=2∶3,故互为等效平衡。③中a、b、c三者关系满足：即与①②平衡等效。)(O)(SO22nn,32)12()22(bcac27（3）恒温条件下体积不变的反应判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无影响。实例例如：H2（g）+I2(g)2HI(g)①1mol1mol0mol②2mol2mol1mol③amolbmolcmol①②两种情况下，n（H2）∶n（I2）=1∶1，故两平衡等效。③中a、b、c三者关系满足：(×1+a)∶(×1+b)=1∶1或a∶b=1∶1,c≥0,即与①②等效。2c2c28特别提醒三种情况下的等效指的均是平衡混合物中各组分的百分含量保持不变。实际上三种等效是有差别的，第1种情况是绝对等效（包括浓度、密度、相对分子质量等都相等），而第2、3种情况下，物质的量等存在倍数关系。29【典例导析2】（2009·北京理综，9）已知H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH0。有相同容积的定容密闭容器甲和乙，甲中加入H2和I2各0.1mol,乙中加入HI0.2mol,相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度，应采取的措施是（）A.甲、乙提高相同温度B.甲中加入0.1molHe,乙不变C.甲降低温度，乙不变D.甲增加0.1molH2，乙增加0.1molI230解析在相同体积和温度的条件下，甲、乙两容器是等效体系，平衡时两容器中各组分的浓度相同；若提高相同的温度，甲、乙两体系平衡移动的情况相同；若向甲中加入一定量的He，平衡不移动；若向甲中加0.1molH2和向乙中加0.1molI2，则使平衡移动的效果相同；而降低甲的温度会使平衡正向移动，c(HI)提高。答案C31规律方法解答有关“等效平衡”的题目要注意四看：（1）看可逆反应建立平衡的条件，如：恒温恒容、恒温恒压等；（2）看该条件下的可逆反应特点，如：反应前后气体分子数有无变化、正反应是吸热反应还是放热反应等；（3）看平衡等效的要求，如：平衡浓度相等，还是平衡混合物中某物质的体积、物质的量的百分含量不变等；（4）看投料方式与化学计量数是否一致，是投料相同，还是投料比相同。32迁移应用3（2008·全国理综Ⅱ,13）在相同温度和压强下，对反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)进行甲