考点15 化学反应的方向及判据
考点十五化学反应的方向及判据
Ⅰ.课标要求
能用焓变和熵变说明化学反应的方向。
Ⅱ.考纲要求
暂未作要求
Ⅲ.教材精讲
1.本考点知识结构
:
2.反应焓变与反应方向
（1）多数能自发进行的化学反应是放热反应。如氢氧化亚铁的水溶液在空气中被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，其△H（298K）==－444.3kJ·mol—1
（2）部分吸热反应也能自发进行。
如NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)==CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)，其△H（298K）== +37.30kJ·mol—1。
（3）有一些吸热反应在常温下不能自发进行，在较高温度下则能自发进行。如碳酸钙的分解。
因此，反应焓变不是决定反应能否自发进行的唯一依据。
3.反应熵变与反应方向
（1）熵：描述大量粒子混乱度的物理量，符号为S，单位J·mol—1·K—1，熵值越大，体系的混乱度越大。
（2）化学反应的熵变
．．（△S）：反应产物的总熵与反应物总熵之差。
（3）反应熵变与反应方向的关系
①多数熵增加的反应在常温常压下均可自发进行。产生气体的反应、气体物质的量增加的反应，熵变都是正值，为熵增加反应。
②有些熵增加的反应在常温下不能自发进行，但在较高温度下则可自发进行。如碳酸钙的分解。
③个别熵减少的反应，在一定条件下也可自发进行。如铝热反应的△S== —133.8 J·mol—1·K—1，在点燃
的条件下即可自发进行。
y x
—、＋ —、—
＋、＋
＋、—
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
Ⅳ
4.焓变和熵变对反应方向的共同影响——“四象限法”判断化学反应的方向。
在二维平面内建立坐标系，第Ⅰ象限的符号为“＋、＋”，第Ⅱ象限的符号为“＋、—”，第Ⅲ象限的符号为“—、—”，第Ⅳ象限的符号为“—、＋”。借肋于数学坐标系四个象限的符号，联系焓变与熵变对反应方向的共同影响，可以从热力学的角度快速判断化学反应的方向。
在温度、压强一定的条件下，化学反应的方向的判据为： △H —T △S ＜0 反应能自发进行 △H —T △S==0反应达到平衡状态 △H —T △S ＞0反应不能自发进行
反应放热和熵增加都有利于反应自发进行。该判据指出的是化学反应自发进行的趋势。
Ⅳ.典型例题
１.第Ⅰ象限符号为“＋、＋”（△S ＞0、△H ＞0）时化学反应的方向——高温下反应自发进行 例１.石灰石的分解反应为：CaCO 3(s)==CaO(s) +CO 2(g)
其△H （298K ）==178.2kJ·mol —１，△S （298K ）==169.6J·mol —1·K —1 试根据以上数据判断该反应在常温下是否自发进行？其分解温度是多少？ 【解析】
∵△H —Ｔ△S ＝178.2kJ·mol —１—２９８Ｋ×10×—3×169.6kJ·mol —1·K —1
==128kJ·mol —1
＞0
∴298K 时，反应不能自发进行。即常温下该反应不能自发进行。
由于该反应是吸热的熵增加反应，升高温度可使△H —Ｔ△S ＜0，假设反应焓变和熵变不随温度变化而
变化，据△H —Ｔ△S ＜0可知，Ｔ＞△H/△S ==178.2kJ·mol —１/10×—3
×169.6kJ·mol —1·K —1==1051K ，即温度高
于７７８℃时反应可自发进行。
２.第Ⅱ象限符号为“＋、—”（△S ＞0、△H ＜0）时化学反应的方向——所有温度下反应均能自发进行 例２.已知双氧水、水在２９８Ｋ、１００kPa 时的标准摩尔生成焓的数据如下：
△S ＜0 △H ＞0 所有温度下反应均不能自发进行
△S ＞0 △H ＜0 所有温度下均可自发进行 △S ＞0 △H ＞0 高温下反应自发进行 △S ＜0 △H ＜0 低温下反应自发进行
（１）试由以上数据计算双氧水发生分解反应的热效应。
（２）若双氧水发生分解反应生成液态水和氧气时，其△S==57.16J·mol—1·K—1
试判断该反应在常温下能否自发进行。若温度达到２０００Ｋ时，反应能否自发进行。
【解析】
（１）根据△H ==H（产物）—H（反应物）得，△H ==２×（—２５８.８kJ·mol—１）+0—2×（—１９１.２kJ·mol—１）===—１３５.２kJ·mol—１。
（2）在２９８Ｋ时，△H—Ｔ△S＝—１３５.２kJ·mol—１－(298K×10—3×57.16kJ·mol—1·K—1) ==—152.23 kJ·mol—１＜0
∴该反应在常温下可自发进行。
温度达到２０００Ｋ，且假定焓变和熵变不随温度变化而变化，△H—Ｔ△S＝—１３５.２kJ·mol—１－(２０００K×10—3×57.16kJ·mol—1·K—1)==—２４９.５２kJ·mol—１＜0
故△S＞0、△H＜0时，仅从符号上进行分析，无论温度如何变化，恒有△H—Ｔ△S＜0，故化学反应的方向——所有温度下反应均能自发进行。
３.第Ⅲ象限符号为“—、—”（△S＜0、△H＜0）时化学反应的方向——低温下反应可以自发进行
例３.常温下氢氧化亚铁与空气中的氧气及水有可能发生反应，即：
４Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)==4Fe(OH)3(s)，已知该反应在２９８Ｋ时的△H== —444.3 kJ·mol—１，△S==—２８０.1 J·mol—1·K—1
试问该反应在常温下是否自发进行？
【解析】
根据△H—Ｔ△S＝—444.3 kJ·mol—１—２９８Ｋ×10－3×（—２８０.1 kJ·mol—1·K—1）== —360.83 kJ·mol—１＜0，故２９８Ｋ时反应可自发进行。
由于焓变和熵变的作用相反，且二者相差悬殊，焓变对反应的方向起决定性作用，故反应可自发进行。
假定温度达到２０００Ｋ，则△H—Ｔ△S＝—444.3 kJ·mol—１—２０００Ｋ×10－3×（—２８０.1 kJ·mol—1·K—1）＝１１５.9 kJ·mol—１＞0，反应不能自发行。即高温下反应不能自发进行。
４.第Ⅳ象限符号为“—、＋”（△S＜0、△H＞0）时化学反应的方向——所有温度下反应均不能自发进行
例４.ＣＯ(g)＝Ｃ（s，石墨）＋１/２Ｏ２（g），其△H＝１１０.5 kJ·mol—１△S==—８９.３６J·mol—1·K—1，试判断该反应在２９８Ｋ和２０００Ｋ时反应是否自发进行？
【解析】
２９８Ｋ时，△H—Ｔ△S＝１１０.5 kJ·mol—１—２９８Ｋ×10—3×（—８９.３６kJ·mol—1·K—1) ==137.13 kJ·mol—１＞0，故２９８Ｋ时反应不能自发进行。
２０００Ｋ时，△H—Ｔ△S＝１１０.5 kJ·mol—１—２０００Ｋ×10—3×（—８９.３６kJ·mol—1·K—1) ==２８９.２２kJ·mol—１＞0，故２０００Ｋ时，反应也不能自发进行。
事实上，△S＜0、△H＞0时，仅从符号上进行分析，无论温度如何变化，恒有△H—Ｔ△S＞０，故化学反应的方向——所有温度下反应均不能自发进行。
从以上四个象限的情况来看，交叉象限的情况相反相成，第Ⅰ象限（高温下反应自发进行）和第Ⅲ象限（低温下反应自发进行）相反相成，第Ⅱ象限（所有温度下均可自发进行）和第Ⅳ象限（所有温度下反应均不能自发进行）相反相成。分析化学反应的方向的热力学判据是△H—T△S＜0，而这个判据是温度、压强一定的条件下反应自发进行的趋势，并不能说明反应能否实际发生，因为反应能否实际发生还涉及动力学问题。
Ⅴ.跟踪训练
一、选择题（下列各题均只有一个合理答案，请将合理答案的序号填在第Ⅱ卷题首的答案栏内，填在其它地方无效）
1.下列过程放出热量的是
A.H2
B.C（s）+CO2（g2CO（g）
C.C+O2CO2
D.硝酸铵溶于水
2. 过程自发性的作用是
A.判断过程的方向
B.确定过程是否一定会发生
C.判断过程发生的速率
D.判断过程的热效应
3. 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.放热反应容易自发进行，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.多次洗牌以后，扑克牌毫无规律的混乱排列的几率增大
4. 下列反应中，在高温下不能自发进行的是
A.CO（g）==C（s）+1/2O2（g）
B.2N2O5（g）===4NO2（g）+O2（g）
C.(NH4)2CO3(s)==NH4HCO3(s)+NH3(g)
D.MgCO3(s)==MgO(s) +CO2(g)
5. 下列关于判断过程方向的说法正确的是
A.所有自发进行的化学反应都是放热反应
B.高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应
C.由能量判据和熵判据组合而成的复合判据，将更适合于所有的过程
D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同
二、选择题（下列各题均1～2个合理答案，请将合理答案的序号填在第Ⅱ卷题首的答案栏内，填在其它地方无效）
6. 下列固体的溶解有明显的放热过程的是
A.硝酸铵
B.氯化钠
C.氢氧化钠
D.生石灰
7. 水的三态的熵值大小关系正确的是
A.S m(s)＞S m(l)＞S m(g)
B. S m(l)＞S m(s)＞S m(g)
C.S m(g)＞S m(l)＞S m(s)
D. S m(g)＞S m(s)＞S m(l)
8. 对反应方向起决定作用的因素的判断不正确的是
A.有时焓变对反应方向起决定性作用
B.有时熵变对反应方向起决定性作用
C.焓变和熵变是判断反应方向的两个主要因素
D.任何情况下，温度都不可能对反应的方向起决定作用
9. 对温度与反应方向的关系，下列判断不正确
．．．的是
A.△H＜0，△S＞0，所有温度下反应自发进行
B.△H＞0，△S＞0，所有温度下反应自发进行
C.△H＜0，△S＜0，低温下反应自发进行
D.△H＞0，△S＜0，所有温度下反应不能自发进行
10. 对于化学反应的方向的确定，下列说法正确的是
A.在温度、压力一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向
B.温度、压力一定时，放热的熵增加反应一定能自发进行
C.反应焓变是决定反应能否进行的唯一因素
D.固体的溶解过程与焓变有关
11.已知石墨和金刚石燃烧的热化学方程式分别为：
C（石墨·s）+O2(g)===CO2(g)；△H== —393.5kJ·mol—1
C（金刚石·s）+O2(g)===CO2(g)；△H== —395.4kJ·mol—1
关于金刚石和石墨的相互转化，下列说法正确的是
A.石墨转化为金刚石是自发进行的过程
B.金刚石转化成石墨是自发进行的过程
C.石墨比金刚石能量低
D.金刚石比石墨能量低
12.下列反应中，熵显著增加的反应是
A. CO(g)+2H2(g)==CH3OH(g)
B.CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
C. C（s）+O2（g）==CO2（g）
D.2HgO(s)==2Hg(l)+O2(g)
13.△H－T△S＜0作为化学反应方向的判据，它适用的条件是
A.温度、压强一定
B.压强一定
C.温度、体积一定
D.体系中物质的状态一定
14.对于反应4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)==4Fe(OH)3(s)；△H== —444.3kJ·mol—1；△S== —280.1J·mol—1·k—1。
在常温常压下反应能自发进行，能反应方向起决定性作用的是
A.熵变
B.温度
C.压强
D.焓变
三.计算题
15.水银的沸点是630K，它的蒸发热是296.2Jg，在沸点时，水银变化的熵变△S是J·mol—1·k—1。
16.高炉炼铁中常用焦炭还原Fe2O3。请运用所学知识判断用焦炭还原Al2O3炼制金属铝的可能性。已知298K时反应：3C（s）+2Al2O3(s)==4Al(s)+3CO2(g)；其△H==217 kJ·mol—1；△S==635.5 J·mol—1·k—1。
17.电子工业中清冼硅片上的二氧化硅的反应是：SiO2(s)+4HF(g)==SiF4(g)+2H2O(g)
其△H（298K）==—94.0kJ·mol—1△S(298K)== —75.8J·mol—1·K—1
设△H和△S不随温度变化而变化，试求此反应自发进行的温度条件。
18.对于汽车尾气的净化反应：2NO(g)+2CO(g)==N2(g)+2CO2(g)，在298K、100kPa下，△H（298K）== —113.0kJ·mol—1△S(298K)== —145.3J·mol—1·K—1，通过计算说明该反应在室温下能否自发进行？
19.碱土金属的碳酸盐热分解反应的模式如下：MCO3（s）（s）+CO2（g）。已知碱土金属碳酸盐在标准状态下的的热力学数据（见下表）
试求标准状态下各碳酸盐的热分解温度。
一、选择题 1.C 2.A 3.A 4.A 5.C
二、选择题 6.CD 7.C 8.D 9.B 10.AB 11.BC 12.BD 13.A 14.D
三、计算题
15.94.31 16.室温下不能自发向右进行，当温度高于341.46K时，反应能自发向右进行。
17.T＜1.24×103K
18.△H－T△S== —113.0kJ·mol—1—298K×（—145.3×10—3kJ·mol—1·K—1）== —69.7 kJ·mol—1＜0，因此室温下反应能自发进行。
19. MgCO3 700.6K CaCO3 1136.4K SrCO3 1425.1K BaCO3 1604.8K
化学反应进行的方向教案
第四节化学反应进行的方向 教学目标 1、知识与技能： （1）理解化学反应方向判断的焓判据及熵判据； （2）能用焓变和熵变说明化学反应的方向。 2、过程与方法： 通过学生已有知识及日常生活中的见闻，使学生构建化学反应方向的判据。学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加工，构建新知识。 3、情感态度与价值观： 通过本节内容的学习，使学生体会事物的发展、变化常常受多种因素的制约，要全面分析问题。教学的重点和难点 焓减和熵增与化学反应方向的关系 教学方法 1、应用讨论交流的方法调动学生的积极性，充分发挥学生的想象力； 2、启发学生学会归纳、概括，对信息进行加工，得出结论； 3、注重从学生已有知识及日常生活的经验上构建新知识。
-10℃的液态水会自动结冰成为固态，就是熵减的过程（但它是放热的）； 2Al（s）+ Fe 2O 3 （s）= Al 2 O 3 （s）+ 2Fe（s）△S = -39.35J·mol-1·K-1。 因此，反应熵变是与反应能否自发进行有关的又一个因素，但也不是唯一因素。 [板书]三、焓变与熵变对反应方向的共同影响。 [讲述]在一定条件下，一个化学反应能否自发进行，既与反应焓变有关，又与反应熵变有关。研究表明，在恒温、恒压下，判断化学反应自发性的判据是： [板书]体系自由能变化（△G、单位：KJ/mol）：△G = △H - T△S [指出] 体系自由能变化综合考虑了焓变和熵变对体系的影响。 [板书] △H - T△S < 0 反应能自发进行； △H - T△S = 0 反应达到平衡状态； △H - T△S > 0 反应不能自发进行。 [展示] [举例]对反应CaCO 3（s）= CaO（s）+ CO 2 （g） △H = + 178.2 KJ·mol-1△S = +169.6 J·mol-1·K-1 室温下，△G =△H-T△S =178.2KJ·mol-1–298K×169.6×10-3KJ·mol-1·K-1 = 128 KJ·mol-1>0 因此，室温下反应不能自发进行； 如要使反应自发进行，则应使△H - T△S < 0， 则T>△H/△S=178.2 KJ·mol-1/0.1696 KJ·mol-1·K-1 = 1051K。 [知识应用]本节课一开始提出处理汽车尾气的反应： 2NO（g） + 2CO（g） = N 2（g） + 2CO 2 （g）， 已知，298K、101KPa下，该反应△H = - 113.0 KJ·mol-1，△S = -143.5 J·mol-1·K-1 则△G =△H-T△S = - 69.68 KJ·mol-1 < 0 因此，室温下反应能自发进行。 [指出]但该反应速率极慢，需要使用催化剂来加速反应。 [总结]能量判据和熵判据的应用： 1、由能量判据知∶放热过程（△H﹤0）常常是容易自发进行； 2、由熵判据知∶许多熵增加（△S﹥0）的过程是自发的； 3、很多情况下，简单地只用其中一个判据去判断同一个反应，可能会出现相反的判断结
化学反应进行的方向-高考化学专题
考点41 化学反应进行的方向 1．自发过程 （1）含义 在一定条件下，不需要借助外力就可以自动进行的过程。 （2）特点 ①体系趋向于从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，体系有从有序自发地转变为无序的倾向(无序体系更加稳定)。 2．化学反应方向的判据 （1）焓判据 放热反应过程中体系能量降低，ΔH<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进行的方向有一定的局限性。 （2）熵判据 ①熵：衡量体系混乱程度的物理量，符号为S，单位为J·mol?1·K?1。 ②熵的大小：同种物质，三种聚集状态下，熵值由大到小的顺序为S(g)>S(l)>S(s)。 ③熵判据：体系的混乱度增加，ΔS>0，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进行的方向也不全面。 （3）复合判据——自由能变化判据 在温度、压强一定的条件下，化学反应进行的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果，因此，把焓变和熵变判据结合起来组成的复合判据即自由能变化ΔG，更适合于所有过程的判断。ΔG=ΔH?TΔS（T 为开尔文温度），ΔG的正、负决定着反应的自发与否。
①ΔH－TΔS<0，反应能自发进行。 ②ΔH－TΔS＝0，反应达到平衡状态。 ③ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。 考向化学反应方向的判定 典例1下列过程一定不能自发进行的是 A．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)ΔH＞0 B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＜0 C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)ΔH＞0 D．2CO(g)===2C(s)＋O2(g)ΔH＞0 【解析】A.ΔH＞0，ΔS＞0，在较高温度下可满足ΔH－T·ΔS＜0，即在较高温度下反应能自发进行，故A不选；B.ΔH＜0，ΔS＜0，温度较低时即可满足ΔH－T·ΔS＜0，能自发进行，故B不选；C.ΔH＞0，ΔS＞0，在较高温度下可满足ΔH－T·ΔS＜0，即在较高温度下反应能自发进行，故C不选；D.ΔH＞0，ΔS＜0，一般情况下ΔG＝ΔH－T·ΔS＞0，不能自发进行，故选D。 【答案】D 1．已知反应2CO(g)2C(s)+O2(g)的ΔH为正值，ΔS为负值，设ΔH和ΔS不随温度的改变而改变。则下列说法中，正确的是 A．低温下是自发变化 B．高温下是自发变化 C．低温下是非自发变化，高温下是自发变化 D．任何温度下是非自发变化 焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响
2013届高考化学大一轮复习讲义(新人教版)：第七章_第4讲_化学反应进行的方向
第4讲化学反应进行的方向 [考纲解读] 1.了解化学反应的方向与化学反应的焓变与熵变之间的关系。2.掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据，能够利用化学反应的焓变和熵变判断化学反应的方向。 考点一自发过程 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 (1)体系趋向于从________状态转变为________状态(体系对外部________或________热 量)。 (2)在密闭条件下，体系有从________转变为________的倾向性(无序体系更加稳定)。 1．“放热过程都可以自发进行，但吸热过程都不能自发进行。”这句话对吗？应如何理解？考点二自发反应 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。 (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)。 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____________。
化学反应速率和限度讲义
化学反应的速率和限度 一、化学反应速率 考点一化学反应速率的简单计算及应用 例1：将4molA气体和2molB气体在2 L的容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g)2C(g)，若经2s后测得C的浓度为0.6mol·L－1，现有下列几种说法： ①用物质A表示反应的平均速率为0.3mol·L－1·s－1 ②用物质B表示反应的平均速率为0.6mol·L－1·s－1 ③2s时物质A的转化率为70%④2s时物质B的浓度为0.7mol·L－1 其中正确的是() A．①③B．①④C．②③D．③④ (2)若①②中用A、B表示反应的平均速率分别为0.3mol·L－1·s－1、0.6mol·L－1·s－1，哪种物质表示的 化学反应速率更快？ (3)若物质A的转化率经过计算为30%，那么，物质B的转化率为多少？你能迅速得出答案吗？ 例2．对于A2＋3B22C的反应来说，以下化学反应速率的表示中，反应速率最快的是() A．v(B2)＝0.8mol·L－1·s－1B．v(A2)＝0.4mol·L－1·s－1 C．v(C)＝0.6mol·L－1·s－1D．v(B2)＝4.2mol·L－1·min－1 考点二影响化学反应速率的因素 例3、把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中，不影响产生氢气速率的因素是() A．盐酸的浓度B．铝条的表面积 C．溶液的温度D．加少量Na2SO4固体 例4、．下列事实中，什么因素影响了化学反应速率。 (1)集气瓶中有氢气和氯气的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆炸：________； (2)黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒：____________________________； (3)熔化的KClO3放出气泡很慢，撒入少量MnO2后很快产生大量气体：____； (4)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块，产生气体有快有慢：__________________； (5)同样大小的大理石分别在0.1mol·L－1的盐酸和1mol·L－1的盐酸中反应速率不同：__________________； (6)夏天的食品易发霉，冬天就不易发生该现象：________。 练习： 1．下列关于化学反应速率的叙述不正确的是()
化学反应的方向和判断依据
《化学反应原理》专题2 第二单元化学反应的方向和限度（1） 化学反应的方向和判断依据 2008年10月21日 K二（3）第三节 [教学目标] 1、知识与技能：（1）理解熵的概念 （2）能初步利用焓变和熵变说明化学反应进行的方向 2、过程与方法：通过联系生活以及自然界的普遍变化规律引导学生理解判断自发反应进行的 两个因素。 3、情感态度与价值观：通过从现象分析到理论探究，培养学生科学的研究方法。 [教学重点]自发反应与反应方向的判断。 [教学难点] 熵变与焓变的理解。 [教学过程] 创设问题情景：同学们是否想过，在一定条件下，为什么有些物质间会发生化学反应，有些则不会？如盐酸和氢氧化钠溶液混合，立即反应生成氯化钠和水，但氯化钠溶液就不可能自发地转变成盐酸和氢氧化钠。要回答这个问题需讨论化学反应的方向。 引入主题：化学反应的方向 展示图片高山流水 思考与交流： ⑴高山流水是一个自动进行的自然过程。高处水一定会流到低处吗？ ⑵低处水可以流至高处么？可采取什么措施？ ⑶在“低水高流”的过程中一旦外界停止做功，该过程还能继续进行下去吗？ 板书：一、化学反应的方向 自发过程：在一定条件下，不借助外部力量就能自动进行的过程 讨论请尽可能多地列举你熟知的自发过程。 板书：自发过程的特征：都有方向性，且不能自动恢复原状，若要恢复必须借助外力。 叙述：与自然界中的许多变化一样，化学反应也具有方向性。 板书：自发反应：这种在一定条件下不需外界帮助，就能自动进行的反应，称为自发反应。 如：酸碱中和；铁器暴露在潮湿空气中会生锈；甲烷和氧气的混合气体遇明火就燃烧； 锌与CuSO4溶液会自动反应生成Cu和ZnSO4等，这些反应都是自发的，其逆过程就
化学反应的方向和限度
专题化学反应的方向和限度 一、可逆反应与化学平衡状态 1．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g)?2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L －1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是() A．Z为0.3 mol·L－1B．Y2为0.4 mol·L－1 C．X2为0.2 mol·L－1D．Z为0.4 mol·L－1 2．在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强，②混合气体的密度，③混合气体的总物质的量，④混合气体的平均相对分子质量，⑤混合气体的颜色，⑥各反应物或生成物的浓度之比等于系数之比，⑦某种气体的百分含量 (1)能说明2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)达到平衡状态的是________。 (2)能说明I2(g)＋H2(g)?2HI(g)达到平衡状态的是________。 (3)能说明2NO2(g)?N2O4(g)达到平衡状态的是________。 (4)能说明C(s)＋CO2(g)?2CO(g)达到平衡状态的是________。 (5)能说明A(s)＋2B(g)?C(g)＋D(g)达到平衡状态的是________。 (6)能说明NH2COONH4(s)?2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是________。 (7)能说明5CO(g)＋I2O5(s)?5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是________。 3．若上述题目改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？ 二、化学平衡常数 5．书写下列化学平衡的平衡常数表达式。 (1)Cl2＋H2O?HCl＋HClO (2)C(s)＋H2O(g)?CO(g)＋H2(g) (3)CH3COOH＋C2H5OH?CH3COOC2H5＋H2O (4)CO2－3＋H2O?HCO－3＋OH－ (5)CaCO3(s)?CaO(s)＋CO2(g) 题组一多个反应中平衡常数关系判断 1．研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应： 2NO2(g)＋NaCl(s)?NaNO3(s)＋ClNO(g)K1 2NO(g)＋Cl2(g)?2ClNO(g)K2 则4NO2(g)＋2NaCl(s)?2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝________(用K1、K2表示)。 2．已知：①CO(g)＋2H2(g)?CH3OH(g) ②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)＋H2O(g) ③CO(g)＋H2O(g)?CO2(g)＋H2(g) 某温度下三个反应的平衡常数的值依次为K1、K2、K3，则该温度下反应3CO(g)＋3H2(g)?CH3OCH3(g)＋CO2(g)的化学平衡常数K为________________(用K1、K2、K3表示)。 题组二平衡常数的影响因素及其应用 3．甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知制
化学平衡常数基础知识讲义全
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化学平衡二 教学目标 1. 知道化学平衡常数的含义； 2. 能运用化学平衡常数对化学反应进行的程度做出判断； 3. 能利用化学平衡常数用三段式计算反应物的转化率； 教学重点、难点 教学重点：平衡常数的应用 教学难点：平衡常数的理解 知识点详解： 知识点一化学平衡常数的含义及表达式 1 ?含义 在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幕之积与反应物浓度幕之积 的比值是一个常数(简称平衡常数)，用符号“ K ”表示。 2 ?对于一般的可逆反应： m A(g) + n B(g) = p C(g) + q D(g)，当在一定温度下达到化学 cp C ? cq D 平衡状态时，平衡常数的表达式 为: K = cm A ? cn B ° 高温 例1 .对于3Fe + 4H 20(g) Fe a O 4 + 4H 2(g)，反应的化学平衡常数的表达式为 c4 H20 c4 H2 知识点二意义 (1) K 值越大，说明正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大：反之进行的程度就 越小，转化率就越小。 (2) K 只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 例2 .关于化学平衡常数的叙述，正确的是 ( ) A ?只与化学反应方程式本身和温度有关 c Fe3O4 ?c H2 c Fe ?c H20 c Fe3O4 ? c4 H2 c Fe ? c4 H20 c4 H2 c4 H20
B?只与反应的温度有关 C ?与化学反应本身和温度有关，并且会受到起始浓度的影响 D .只与化学反应本身有关，与其他任何条件无关的一个不变的常数 例3 ?在密闭容器中进行下列反应C(s) CO2(g)2CO(g) ；H 0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)增加少量碳，平衡 ________ , c(CO) ________ ; (2) ____________________________________________ 减小密闭容器体积，保持温度不变，则平衡________________________________________________ , c(C02) _____ , K _____ ； (3)通入N2，保持密闭容器体积和温度不变，则平衡—,c(C02) ___________ , K_ ； (4)保持密闭容器体积不变，升高温度，则平衡_________ , c(CO) ______ , K ___ ； 迁移1?在某温度下，将H2和丨2各O.IOmol的气态混合物充入10L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得C(H2)0.0080mol / L。 (1 )求该反应的平衡常数。 (2)在上述温度下，该容器中若通入H 2和12蒸气的浓度各为0.020mol/ L，试求达 到化学平衡状态时各物质的浓度。 知识点三化学平衡常数的应用 (1 ) K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，就越不完全，转化率就越小。 Q c表示)与K比较，可判断可
2.2 化学反应的方向和限度练习题及答案解析3套_1
2.2 化学反应的方向和限度 第 2 课时 每课一练（苏教版选修 4） 基础达标 1.改变反应条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列变化中正确的是（ ） A.生成物浓度一定增大 B.生成物的物质的量分数一定增大 C.反应物的转化率一定提高 D.某生成物的产率可能提高 解析：如增大体积平衡向正方向移动，则生成物浓度减小，选项 A 错；如加入反应物平衡 向正方向移动，生成物的质量分数不一定增大，转化率有增大、有减小，故选项 B 、C 错； 不论取什么措施，生成物产率有可能提高，故选项 D 正确。 答案：D 2.如图所示，φ(X)为气态反应物在平衡混合物中的体积分数，T 为温度。符合该曲线的反应 是（ ） A.2NH 3(g) N 2(g)+3H 2(g)(正反应为吸热反应) B.H 2(g)+I 2(g) 2HI(g)(正反应为放热反应) C.4NH 3(g)+5O 2(g) 4NO(g)+6H 2O(g)(正反应为放热反应) D .2SO 2（g ）+O 2(g) 2SO 3(正反应为放热反应) 解析：随温度升高 φ（X ）含量减小，则正反应一定是吸热反应，随压强增大 φ（X ）含量 升高，则正方向一定是体积增大的方向即 ΔV （g ）＞0，故选项 A 正确。 答案：A 3.在密闭容器中，进行反应 X （g ）+3Y(g) 2Z(g)，达到平衡后，其他条件不变，只增 加 X 的量，下列叙述中不正确的是（ ） A.正反应速率增大，逆反应速率减小 B.X 的转化率变大 C.Y 的转化率变大 D.正、逆反应速率都增大 解析：对于反应 X （g ）+3Y （g ） 2Z （g ）达到平衡只增加 X ，则平衡向右移动，正 反应速率增大，逆反应速率也随之逐渐增大，Y 转化率增大，X 的转化率却减小，故选 C 。 答案：C 4.可逆反应 3H 2（g ）+N 2(g) 2NH 3(g) ΔH ＜0,达到平衡后，为了使 H 2 的转化率增大， 下列选项中采用的三种方法都正确的是（ ） A.升高温度，降低压强，增加氮气 B.降低温度，增大压强，加入催化剂 C.升高温度，增大压强，增加氮气 D.降低温度，增大压强，分离出部分氨 解析：由于 ΔH ＜0，降低温度平衡向正方向移动，故 A 、C 错误；催化剂对化学平衡无影响， 故 B 错误；增大压强和分离出部分氨，都能增大 H 2 的转化率，故选 D 。
化学反应速率和限度讲义图文稿
化学反应速率和限度讲 义 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
化学反应的速率和限度 一、化学反应速率 考点一 化学反应速率的简单计算及应用 例1：将4 mol A 气体和2 mol B 气体在2 L 的容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g) 2C(g)，若经2 s 后测得C 的浓度 为0.6 mol·L －1，现有下列几种说法： ① 用物质A 表示反应的平均速率为0.3 mol·L －1 ·s －1 ②用物质B 表示反应的平均速率为0.6mol·L －1·s －1 ③2 s 时物质A 的转化率为70% ④2 s 时物质B 的浓度为0.7 mol·L －1 其中正确的是( ) A ．①③ B．①④ C．②③ D．③④ (2)若①②中用A 、B 表示反应的平均速率分别为0.3 mol·L －1·s －1、0.6 mol·L －1·s －1，哪种物质表示的化学反应速率更快？ (3)若物质A 的转化率经过计算为30%，那么，物质B 的转化率为多少你能迅速得出答案吗 例2．对于A 2＋3B 22C 的反应来说，以下化学反应速率的表示中，反应 速率最快的是( ) A ．v ( B 2)＝0.8 mol·L －1·s －1 B ．v (A 2)＝0.4 mol·L －1·s －1 C ．v (C)＝0.6 mol·L －1·s －1 D ．v (B 2)＝4.2 mol·L －1·min －1 考点二 影响化学反应速率的因素 例3、把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中，不影响产生氢气速率的因素是( ) A ．盐酸的浓度 B ．铝条的表面积 C ．溶液的温度 D ．加少量Na 2SO 4固体 例4、．下列事实中，什么因素影响了化学反应速率。
化学反应进行的方向及判断依据
课题：化学反应进行的方向及判断依据 设计者：浙江省磐安中学周岚岚 2010年6月1日 设计意图：让学生先从生活中的自发过程实例出发，展示有关情境图片，指出自发过程是“在一定条件下无需外界帮助就能自动进行的过程。”从中得出自发过程能发生的规律：1、能量趋于“最低”的趋势2、“有序”变为“无序”的规律。然后请学生找能自发进行的反应，同时介绍几个吸热反应，从所举的例子中找到影响化学反应自发进行因素：1、能量降低- 放热反应（焓变△H<0）2、混乱度增大（熵变△S J 合成氨反应的 I 理论应用化学 平衡分析 (合成氨工业* 合成氨反应的 I 反应速率分析 提高转化率： 降低温度、增大压强 提高化学反应速率： 升高温度、使用催化剂、 适当提高氮氢比、增大压强高压。化学反应的方向、限度与速率 __单元复习(讲义) 睛化学反应的方向 点 识 //H 知 一 ?H-Γ?5<0,反应能自发进行 ■< ΛH-TAS=O,反应达到平衡状态 、HH-THS>0,反应不能自发进行 C 表达式：对可逆反应t/A(g)+/?B(g) cC(g)+√D(g)=器晋 彳决定因素：化学反应本身和温度 I 应用：①判断反应进行的限度②判断反应状态③判断反应的热效应 化学反应的方向、限度与速率 化学限度 衡动响素 平移影因 化学反应的速率 表达式：?(A)= ?l ?Ai XIo0%- ?(A ) 原因：V ι∣?≠v i ? 方向：V Il>v 逆,平衡正向移动；"正G 逆,平衡逆向移动 结果：m 逆，各成分的浓度或百分含量不变 「温度：升温，平衡向吸热方向移动；降温，平衡向放热方向移动。 浓度：增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡正向移动； 减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡逆向移动。 (△叫=0：改变压强，平衡不移动。 匚压强2 Δv s ≠0:增大压强，化学平衡向气态物质系数减小的方向移动; 减小压强，化学平衡向气态物质系数增大的方向移动。 厂表示方法：V(A)-A ^A) V=I .δC(A) △/ a Δ/ 「平均反应速率、正值 石访货1吋徒?ZZ ??乙比等于化学方程式中相应物质的系数之比 特点 压强：P 增大(C 增大)，V 增大 温度：丁升高，V 增大 I 催化剂：合适催化剂，y 增大 、综合分析： 不断补充反应物 >及时分离生成物 催化剂； 适宜温度； 《化学反应进行的方向》教学设计 一、教材分析与学情分析 本节课内容介绍了“焓判据、熵判据及自由能判据（△G=△H-T△S）”知识，有一定难度。人教版教材将本节内容安排在学生学习了化学反应及其能量变化、化学反应速率、化学平衡之后以知识介绍的方式呈现出来，让学生了解焓变只与初末状态有关而与途径无关，决定反应进行方向的因素不是单一的焓变，熵变也是决定因素之一。 教材从学生已有的知识和生活经验出发，分四个层次就化学反应的方向进行了介绍。第一，以学生熟悉的爬山方式，介绍焓变与途径无关，再以自发进行的放热反应为例，介绍化学反应有向能量降低的方向自发进行的倾向——焓判据；以生活现象为例，说明混乱度（熵）增加是自然界的普遍规律，也是化学反应自发进行的一种倾向——熵判据。第二，用实例说明单独运用上述判据中的任一种，都可能出现错误，都不是全面的。第三，要正确的判断化学反应的方向，需要综合考虑焓变和熵变的复合判据。第四，简单介绍了自由能判据的结论性内容。 二、教学目标 1、知识与技能： （1）理解判断化学反应方向的焓判据及熵判据； （2）能用焓变和熵变说明化学反应的方向； 2、过程与方法： 通过学生已有知识及日常生活中的见闻，构建化学反应方向的判据。学会运用比较、归纳、概括等方法对信息进行加工，构建新知识。 3、情感态度与价值观： （1）激发学生的学习兴趣，培养学生从微观的角度理解化学反应，培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度，树立透过现象看本质的唯物主义观点。 （2）通过本节内容的学习，体会事物的发展、变化常常受多种因素的制约，要全面分析问题。 三、教学的重点和难点 焓判据、熵判据、自由能判据与化学反应方向的关系 四、教学方法 1、应用讨论交流的方法调动学生的积极性，充分发挥学生的想象力； 2、启发学生学会归纳、概括，对信息进行加工，得出结论； 3、注重从学生已有知识及日常生活的经验上构建新知识。 五、教学过程 高考化学一轮复习测试卷及解析（36）： 化学反应的方向和限度 题组一 化学平衡状态的判断及平衡特征 1．(2011·山东理综，28)研究NO 2、SO 2、CO 等大气污染气体的处理具有重要意义。 (1)NO 2可用水吸收，相应的化学反应方程式为________________________________。 利用反应6NO 2＋8NH 37N 2＋12H 2O 也可处理NO 2。当转移1.2 mol 电子时，消耗的NO 2在标准状况下是________L 。 (2)已知：2SO 2(g)＋O 2(g)2SO 3(g)；ΔH ＝－196.6 kJ·mol －1 2NO(g)＋O 2(g)2NO 2(g)；ΔH ＝－113.0 kJ·mol －1 则反应NO 2(g)＋SO 2(g) SO 3(g)＋NO(g)的ΔH ＝________kJ·mol －1。 一定条件下，将NO 2与SO 2以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是________。 a ．体系压强保持不变 b ．混合气体颜色保持不变 c ．SO 3和NO 的体积比保持不变 d ．每消耗1 mol SO 3的同时生成1 mol NO 2 测得上述反应平衡时NO 2与SO 2体积比为1∶6，则平衡常数K ＝________。 (3)CO 可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)＋2H 2(g)CH 3OH(g)。CO 在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如右图所示。 该反应ΔH ________0(填“>”或“<”)。实际生产条件控制在250 ℃、1.3×104 kPa 左右， 选择此压强的理由是__________________________________________________________。 2．(2011·浙江理综，27)某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH 2COONH 4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。 (1)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡： NH 2COONH 4(s)2NH 3(g)＋CO 2(g) 实验测得不同温度下的平衡数据列于下表： 温度/℃ 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 平衡总压强/kPa 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0 平衡气体总浓度/mol·L －1 2.4×10－3 3.4×10－3 4.8×10－3 6.8×10－3 9.4×10－3 ①可以判断该分解反应已经达到平衡的是________。 A ．2v (NH 3)＝v (CO 2) B ．密闭容器中总压强不变 C ．密闭容器中混合气体的密度不变 D ．密闭容器中氨气的体积分数不变 催化剂 △ 2011-2012学年高二化学选修4（人教版）同步练习第二章 第四节化学反应进行的方向 一.教学内容： 化学反应进行的方向 二.重点、难点： 1.能利用焓变和熵变说明反应进行的方向 2.熵判据既是本节的重点，也是难点 三.具体内容： （一）自发过程和自发反应 1.自发过程 2.自发反应 3.举例 （二）反应熵变与反应方向 1.熵 2.熵变 3.反应的自发过程与熵变 （三）焓变与熵变对反应方向的共同影响 1.焓和熵的关系 2.焓变和熵变的影响 3.化学反应方向的判据 4.对反应方向判据的讨论 【典型例题】 [例1]试判断用于汽车净化的一个反应2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）在298K、100kPa下能否自发进行？ 已知：在298K、100kPa下该反应的△H＝－113.0kJ·mol-1， △S＝－145.3J·mol-1·K－1 答案：可以自发进行。 解析：考察利用公式计算判断自发反应过程。 [例2]已知在298.15K、100kPa下石灰石分解反应： CaCO3（s）=CaO（s）+CO2（g）△H＝+178.3kJ·mol-1△S＝+160.4J·mol-1·K－1，试判断反应的自发性及自发进行的最低温度。 答案：非自发反应；1112K。 解析：考察基本公式的转化应用。 [例3]碳铵「（NH4）2CO3」在室温下就能自发的分解产生氨气，对其说法中正确的是（） A.碳铵分解是因为生成易挥发的气体，使体系的熵增大 B.碳铵分解是因为外界给予了能量 C.碳铵分解是吸热反应，根据能量判断不能自发分解 D.碳酸盐都不稳定，都能自发分解 答案：A 解析：考察反应方向的基本判断。 [例4]下列过程属于熵增加的是（） A.一定条件下，水由气态变成液态 B.高温高压条件下使石墨转变成金刚石 C.2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g） D.散落的火柴的无序排列 答案：CD 解析：有关熵的判断。 [例5]下列反应是自发进行的吸热反应的是（） A.NaOH+HCl=NaCl+H2O B.（NH4）2CO3（s）=NH4HCO3（s）+NH3（g） C.2CO+O2点燃 2CO2 D.C（s）+H2O（g）高温 CO（g）+H2（g） 考点十七化学反应的方向及判据 Ⅰ.课标要求 能用焓变和熵变说明化学反应的方向。 Ⅱ.考纲要求 暂未作要求 Ⅲ.教材精讲 1.本考点知识结构 2.反应焓变与反应方向 （1）多数能自发进行的化学反应是放热反应。如氢氧化亚铁的水溶液在空气中被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，其△H（298K）==－444.3kJ·mol—1 （2）部分吸热反应也能自发进行。 如NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)==CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)，其△H（298K）== +37.30kJ·mol—1。 （3）有一些吸热反应在常温下不能自发进行，在较高温度下则能自发进行。如碳酸钙的分解。 因此，反应焓变不是决定反应能否自发进行的唯一依据。 3.反应熵变与反应方向 （1）熵：描述大量粒子混乱度的物理量，符号为S，单位J·mol—1·K—1，熵值越大，体系的混乱度越大。 （2）化学反应的熵变 ．．（△S）：反应产物的总熵与反应物总熵之差。 （3）反应熵变与反应方向的关系 ①多数熵增加的反应在常温常压下均可自发进行。产生气体的反应、气体物质的量增加的反应，熵变都是正值，为熵增加反应。 ②有些熵增加的反应在常温下不能自发进行，但在较高温度下则可自发进行。如碳酸钙 的分解。 y x —、＋ —、— ＋、＋ ＋、— Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ ③个别熵减少的反应，在一定条件下也可自发进行。如铝热反应的△S== —133.8 J·mol —1·K —1，在点燃的条件下即可自发进行。 4.焓变和熵变对反应方向的共同影响——“四象限法”判断化学反应的方向。 在二维平面内建立坐标系，第Ⅰ象限的符号为“＋、＋”，第Ⅱ象限的符号为“＋、—”，第Ⅲ象限的符号为“—、—”，第Ⅳ象限的符号为“—、＋”。借肋于数学坐标系四个象限的符号，联系焓变与熵变对反应方向的共同影响，可以从热力学的角度快速判断化学反应的方向。 在温度、压强一定的条件下，化学反应的方向的判据为： △H —T △S ＜0 反应能自发进行 △H —T △S==0反应达到平衡状态 △H —T △S ＞0反应不能自发进行 反应放热和熵增加都有利于反应自发进行。该判据指出的是化学反应自发进行的趋势。 Ⅳ.典型例题 １.第Ⅰ象限符号为“＋、＋”（△S ＞0、△H ＞0）时化学反应的方向——高温下反应自 发进行 例１.石灰石的分解反应为：CaCO 3(s)==CaO(s) +CO 2(g) 其△H （298K ）==178.2kJ·mol —１ ，△S （298K ）==169.6J·mol —1·K —1 试根据以上数据判断该反应在常温下是否自发进行？其分解温度是多少？ 【解析】 ∵△H —Ｔ△S ＝178.2kJ·mol —１ —２９８Ｋ×10×—3×169.6kJ·mol —1·K —1 ==128kJ·mol —1＞0 ∴298K 时，反应不能自发进行。即常温下该反应不能自发进行。 由于该反应是吸热的熵增加反应，升高温度可使△H —Ｔ△S ＜0，假设反应焓变和熵变不随温度变化而变化，据△H —Ｔ△S ＜0可知，Ｔ＞△H/△S ==178.2kJ·mol — １ /10×—3 ×169.6kJ·mol —1·K —1==1051K ，即温度高于７７８℃时反应可自发进行。 ２.第Ⅱ象限符号为“＋、—”（△S ＞0、△H ＜0）时化学反应的方向——所有温度下反应均能自发进行 例２.已知双氧水、水在２９８Ｋ、１００kPa 时的标准摩尔生成焓的数据如下： △S ＜0 △H ＞0 所有温度下反应均不能自发进行 △S ＞0 △H ＜0 所有温度下均可自发进行 △S ＞0 △H ＞0 高温下反应自发进行 △S ＜0 △H ＜0 低温下反应自发进行 化学反应的方向和限度 主讲：程为民 一周强化 一、一周内容概述 本周学习了化学反应的方向和限度，重点介绍了：化学反应的方向、判断化学反应方向的依据、化学平衡的建立、化学平衡常数、平衡转化率等。 二、重难点知识剖析 （一）化学反应的方向 自发反应：在一定条件下无需要外界帮助就能自动进行的反应。 化学反应具有方向性。许多化学反应能自发进行，而其逆反应无法进行。如： Zn＋CuSO 4＝ZnSO 4 ＋Cu （二）判断化学反应方向的依据 1、判断反应能否自发进行的因素之一：焓变（△H） （1）若△H＜0 ，一般正反应能自发进行。 （2）若△H＞0 ，一般正反应不能自发进行；而逆反应能自发进行。 绝大多数放热反应都能自发进行，而且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。因此，反应体系有趋向最低能量状态的倾向。 2、判断反应能否自发进行的因素之二：熵变（△S） 决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度。衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵，用符号S表示。体系中微粒之间无规则排列的程度越大，体系的熵越大。 熵变（△S）：反应前后体系熵的变化叫做熵变，可用△S表示。如果发生变化后体系的混乱度增大，该过程的△S＞0 ；反之△S＜0 。 自发反应趋向于最大混乱度方向进行，即熵变△S＞0的方向。 （1）若△S＞0 ，一般正反应能自发进行。 （2）若△S＜0 ，一般正反应不能自发进行；而逆反应能自发进行。 3、判断反应能否自发进行的综合因素：吉布斯自由能（△G） 在恒温压条件下，封闭系统的吉布斯自由能变：△G＝△H－T△S。这一公式称为吉布斯等温方程式，是化学上最重要和最有用的公式之一。△G可作为反应或过程自发性的衡量标准：△G＜0时，过程为自发过程；△G＞0时，过程为非自发过程；△G＝0时，处于平衡状态。 △G的符号和大小不但取决于△H和△S的符号和大小，也与温度密切相关，可能出现表所示的四种情况。 表△H、△S及T对反应自发性的影响 类型 △H △S △G(△H－T△S) 正反应的自发性 实例 I － ＋ 永远是负 △H △S △G(△H－T△S) 正反应的自发性 实例 I － ＋ 永远是负 任何温 (g)＝3O2(g) Ⅱ ＋ － 永远是正 任何温度均不自发 CO(g)＝C(s)＋度均自发 2O 3 O2(g) Ⅲ ＋ ＋ 低温为正， △S △G(△H－T△S) 正反应的自发性 实例 I － ＋ 永远是负 任何温度均自 (g)＝3O2(g) Ⅱ ＋ － 永远是正 任何温度均不自发 CO(g)＝C(s)＋ 发 2O 3 O2(g) Ⅲ ＋ ＋ 低温为正， △G(△H－T△S) 正反应的自发性 实例 I － ＋ 永远是负 任何温度均自发 2O3(g)＝3O2(g) Ⅱ ＋ － 永远是正 任何温度均不自发 CO(g)＝C(s)＋ O2(g) Ⅲ ＋ ＋ 低温为正， 正反应的自发性 实例 I － ＋ 永远是负 任何温度均自发 2O (g)＝3O2(g) 3 (g)＝3O2(g) Ⅱ ＋ － 永远是实例 I － ＋ 永远是负 任何温度均自发 2O 3 (g) Ⅲ ＋ ＋ 低温为正， 正 任何温度均不自发 CO(g)＝C(s)＋O 2 I － ＋ 永远是负 任何温度均自发 2O3(g)＝3O2(g) Ⅱ ＋ － 永远是正 任何 温度均不自发 CO(g)＝C(s)＋O (g) Ⅲ ＋ ＋ 低温为正， 2 I － ＋ 永远是负 任何温度均自发 2O3(g)＝3O2(g) Ⅱ ＋ － 永远是正 任何温 (g) Ⅲ ＋ ＋ 低温为正， 度均不自发 CO(g)＝C(s)＋O 2 (g)＝3O2(g) Ⅱ ＋ － 永远是正 任何温度－ ＋ 永远是负 任何温度均自发 2O 3 第三节 化学平衡常数__化学反应进行的方向 一、化学平衡常数 1．表达式 对于可逆反应：mA(g)＋nB ＋qD(g)，其化学平衡常数K ＝ 。 2．影响因素 化学平衡常数与反应物和生成物的浓度无关，只与温度有关。 3．意义 K 值越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。 二、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： ①体系趋向于从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)。 2．化学反应方向的判据 ??? 放热过程中体系能量降低，ΔH<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 ???? ①熵的大小：同种物质，熵值：气态>液态>固态②熵判据：体系的混乱度增加即熵增，ΔS>0，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 ???? ①当ΔH<0，ΔS>0，反应一定能自发进行②当ΔH>0，ΔS<0，反应一定不能自发进行③当ΔH<0，ΔS<0，低温下反应能自发进行④当ΔH>0，ΔS>0，高温下反应能自发进行 1.甲反应的平衡常数比乙反应的平衡常数大，是否甲比乙进行的程度就大呢？ 提示：不是，因为甲反应与乙反应的平衡常数表达式不同，计算出的K 值不同，不能比较。 2．在一定温度下，三个反应： H2(g) ＋ K1 12H2(g)＋1 2 K2 ＋I2(g) K3，K1与K2、K3有何关系？？ 提示：由平衡常数表达式可以推出：K1＝K22 K1·K3＝1 3．升高温度，化学反应速率增大，化学平衡常数一定会增大吗？ 提示：化学平衡常数只受温度影响，升高温度，若正反应为吸热反应，则平衡常数增大，若正反应为放热反应，则平衡常数减小。 4．能自发进行的反应一定能在自然界自然发生吗？ 提示：能自发进行并不一定能实际发生，它往往需要一定的条件，如有机物的燃烧是自发反应，但需要点燃才能够发生。 5．如何理解复合判据的应用？ 提示：焓判据和熵判据能作为反应自发进行的一般判据，而由焓判据和熵判据组成的复合判据才是反应是否自发进行的根本判据：反应是否自发与温度有关，一般低温时以焓变影响为主；高温时以熵变影响为主。根据ΔH －TΔS 可准确判断反应进行的方向。 6．实验证明，多数能自发进行的反应都是放热反应。对此说法的理解正确的是( ) A ．所有的放热反应都是自发进行的 B ．所有的自发反应都是放热的 C ．焓变是影响反应是否具有自发性的一种重要因素 D ．焓变是决定反应是否具有自发性的唯一判据 解析：选C 焓变是判断反应能否自发进行的一种判据。但不是唯一判据，有些放热反应不是自发反应，有些自发反应是吸热的。 1．在一定温度下的1 L 的密闭容器中发生反应：C(s)＋＋H2(g)，平衡时测得C 、H2O 、CO 、H2的物质的量都为0.1 mol 。 (1)该反应的平衡常数K ＝________。 (2)若升高平衡体系的温度，该反应的平衡常数会增大，则该反应的ΔH________零(填“大于”化学反应的方向、限度与速率——单元复习(讲义及答案)
《化学反应进行的方向》教学设计
化学反应的方向和限度
化学反应进行的方向练习题
考点十七 化学反应的方向及判据(选修四)
化学反应的方向和限度
【三维设计】(人教通用版)高考化学一轮总复习讲义 第三节 化学平衡常数化学反应进行的方向