化学反应速率和化学平衡复习ppt课件演示文稿

第八章 化学反应速率和化学平衡

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 1.自发过程 (1)含义：在一定条件下，不需要借助外力 作用就能自动进行的过程。 (2)特点：高能量 状 态 转 变 为 ① 体 系 趋 向 于 从 ______ 低能量 状态(体系对外部____ 做功 或____ 放出 热量)。 _______ 有序 转变为无序 ②在密闭条件下，体系有从 ____ ___的 倾向性(无序体系更加稳定)。

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2.化学反应方向的判据 (1)焓判据

降低 ，ΔH< 放热过程中体系能量_____ __0,具有自发进行的倾向，但有些吸热反应也可以自发进行，故只用焓变判断反应 方向不全面。 (2)熵判据

S。 ①熵：量度体系混乱 ____程度的物理量，符号为__②熵的大小：同种物质，三种状态下，熵值由大到小的

S(g)>S(l)>S(s) 。。 顺序为___________ ___③熵判据

增大，ΔS__0 体系的混乱度____ > ,反应有自发进行的倾向。但有些熵减的过程也能自发进行，故只用熵变来判断反应方向 也不全面。

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(3)复合判据 ——自由能变化 ①符号：Δ ____ ______ kJ/mol G ,单位：

Δ H - T ΔS ②公式： ΔG= _________③应用 恒温、恒压下，判断化学反应自发性的判据，不 仅与焓变和熵变有关，还与温度有关，可推出下列关 系式： a.当 ΔH< 0,ΔS> 0 时，ΔG< __0,反应一定自发 进行。 b.当 ΔH> 0,ΔS< 0 时，ΔG__ > 0,反应不可自发 进行。 c.当 ΔH> 0,ΔS>0 或，ΔH< 0,ΔS< 0 时，反应是 否自发与温度 ____有关。

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特别提醒

能自发进行的反应不一定能

实际发生，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是否实际发生，还要考 虑化学反应的快慢问题。

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二、可逆反应 1.定义 相同 正反应方向进行，同 ____条件下，既能向______

逆反应方向进行的化学反应。 时又能向______2.特点 反应物与生成物同时存在；任一组分的转 化率小于100%。 3.表示 用 表示。

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4.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 逆反应速率相等 ____,反应体系中所有参加反应的

质量保持不变的状态。 物质的 ____(2)平衡特点

正反应速率=逆反应速率 (或反应) 质量

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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。

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三、化学平衡常数 1.概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到 化学平衡时，生成物 _________________ 浓度计量数次方的 与反应 _

_______

浓度计量数次方的乘积的比值是一个常数，用 物____________________符号__ K 表示。 2.表达式 对 于 反 应 mA(g) + n qD(g), pC(g) +

cp(C)· cq(D) K= m ( 固体和纯液体的浓度为常 c (A)· cn(B)

数，通常不计入平衡常数表达式中)。

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3.意义

越大，正反应进行的 (1)K 值越大，反应物的转化率____ 程度越大 ____。(2)K 只受温度 ____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。 ① 若反应方向改变，则平衡常数改变。正、逆反应的平衡 常数互为倒数。 ②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。

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如： 2NO2(g) c2(NO2) K(373 K)= =0.36 c(N2O4) 1 N O (g) NO2(g) 2 2 4 c(NO2) K′(373 K)= 1/2 = 0.36=0.60 c (N2O4) 2NO2(g) N2O4(g) c(N2O4) 1 K″(373 K)= 2 = ≈2.8 c (NO2) 0.36 因此书写平衡常数表达式及数值，要与化 学反应方程式相对应，否则意义就不明确。 N2O4(g)

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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。

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考点精讲考点一 化学平衡的特征及平衡状态的判断 问题 1:化学平衡的实质是什么？

提示 化学平衡的实质是 v 正=v 逆

注意：v 正=v 逆的内涵是同一物质的消耗速率与生成速 率相等。其表现形式有多种：包括反应物的消耗速率 与生成物的消耗速率之比等于对应系数之比；反应物 的生成速率与生成物的生成速率之比等于对应系数之 比等，要善于分辨。

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问题 2:化学平衡的特征是什么？

提示

化学平衡的特征表现在以下几个方面：

(1)逆：化学平衡研究的对象为可逆反应。 (2)动：正、逆反应仍在进行，是动态平衡。 (3)等：正反应速率和逆反应速率相等。 (4)定：各组分的浓度等一定。 (5)变：平衡在一定条件下建立、保持，条件改变， 平衡发生改变。 注意：各组分的浓度、物质的量、百分含量保持不变，这样的组分不能为固体或纯液体。

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问题 3: 通常从哪些方面判断反应已达平衡状态？(或 化学平衡的标志通常有哪些？)提示

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 ②各物质的质量或各 物质的质量分数一定 ③各气体的体积 或体积分数一定 ④总体积、总压强、总 物质的量、总浓度一定

平衡平衡 平衡

不一定平衡

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正反 应速 率与 逆反 应速 率

的 关系

压强

①在单位时间内消耗了m mol A,同 时生成m mol A,即v正=v逆 ②在单位时间内消耗了n mol B,同 时消耗了p mol C,即v正=v逆 ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)= m∶n∶p∶q,v正不一定等于v逆 ④在单位时间内生成n mol B,同时 消耗了q mol D,v正不一定等于v逆 ①若m+n≠p+q,总压强 一定(其他条件一定) ②若m+n=p+q,总压强 一定(其他条件不变)

平衡 平衡 不一定平衡

不一定平衡平衡 不一定平衡

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混合气体的平 均相对分子质 量 ( Mr )

①Mr一定， m+n≠p+q ②Mr一定， m+n=p+q 任何化学反应都伴随 着能量的变化，当体 系温度一定时(其他 条件不变) 颜色不再变化 密度一定

平衡

不一定平衡

温度

平衡

颜色 体系的密度(ρ)

平衡 不一定平衡