仅有少数的化学反应为不可逆反应例如
高中化学_可逆反应与化学平衡
高中化学_可逆反应与化学平衡高中化学：可逆反应与化学平衡在高中化学的学习中，可逆反应与化学平衡是极为重要的概念，它们贯穿于化学学科的诸多领域，对于理解化学反应的本质和规律具有关键意义。
我们先来了解一下什么是可逆反应。
可逆反应，简单来说，就是在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的化学反应。
比如说，氮气和氢气合成氨的反应：N₂＋ 3H₂⇌2NH₃，在一定的条件下，氮气和氢气可以合成氨，而氨在相同条件下也能分解为氮气和氢气。
那么，为什么会存在可逆反应呢？这主要是因为大多数化学反应都不是“一刀切”的，不是一旦开始就只能朝着一个方向走到尽头。
很多化学反应的反应物并不能完全转化为生成物，在反应进行到一定程度时，生成物也会反向转化为反应物，从而形成了可逆的过程。
接下来，咱们重点说一说化学平衡。
当可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种状态我们就称之为化学平衡状态。
为了更好地理解化学平衡，我们可以想象一个场景。
假设在一个封闭的容器中进行一个可逆反应，开始时，反应物的浓度较大，正反应速率较快，随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减少，生成物的浓度逐渐增加，逆反应速率逐渐增大。
当正反应速率和逆反应速率相等时，就达到了化学平衡。
化学平衡具有一些重要的特征。
首先，化学平衡是一种动态平衡。
虽然从表面上看，各物质的浓度不再改变，但实际上正反应和逆反应仍在进行，只是速率相等而已。
其次，化学平衡的建立与反应途径无关。
无论从反应物开始，还是从生成物开始，只要条件相同，最终都能达到相同的平衡状态。
再者，化学平衡会受到多种因素的影响，比如温度、浓度、压强等。
就拿温度来说，如果一个可逆反应是放热反应，升高温度会使平衡向吸热的方向移动；反之，如果是吸热反应，升高温度则会使平衡向吸热反应的方向移动。
浓度的变化也会影响平衡，如果增加反应物的浓度，平衡会向正反应方向移动，以消耗增加的反应物；减少生成物的浓度，平衡同样会向正反应方向移动。
化学反应的不可逆性与化学平衡常数
平衡常数在化学反应中的作用
平衡常数是化学反应的特性常数，用于描述反应的平衡状态 平衡常数的大小决定了反应正向进行的程度 通过平衡常数可以判断反应是否达到平衡状态以及平衡点的位置 平衡常数的计算可以帮助我们了解反应的能量变化和物质变化
平衡常数对化学反应的影响
平衡常数可以表示反应正向进行的程度 平衡常数的大小可以反映反应的进行程度 平衡常数的大小可以反映反应的进行速度 平衡常数的大小可以反映反应的进行方向
平衡常数的大 小反映了化学 反应可能进行
的程度
平衡常数的计 算公式为生成 物浓度幂之积 与反应物浓度 幂之积的比值
平衡常数的数 值越大，说明 反应越完全， 反应正向进行
的程度越大
平衡常数的影响因素
温度：温度对 化学平衡常数 有显著影响， 升高温度会使 平衡常数增大。
压强：压强对化 学平衡常数的影 响取决于反应物 和生成物的状态， 对于气体反应， 压强变化会影响
平衡常数。
反应物浓度：反 应物浓度的变化 会影响化学平衡 常数，当反应物 浓度增大时，平 衡常数通常会减
小。
催化剂：使用 催化剂可以改 变反应速率， 但不会改变平 衡常数的值。
不可逆反应与平 衡常数的关系
平衡常数与不可逆反应的关系
平衡常数描述了化学反应达到平衡状态时各组分的浓度关系 不可逆反应不能自发进行，需要借助外力才能达到平衡状态 平衡常数的大小反映了不可逆反应在特定条件下的平衡状态 通过平衡常数的计算，可以预测不可逆反应在不同条件下的行为
常苛刻。
在不可逆反应中，反应物和 产物之间存在着动态平衡。
不可逆反应的特点
反应速率：不可逆反应的速率 非常快，难以通过实验直接测 定平衡常数。
反应方向：不可逆反应只能向 一个方向进行，不能自发地反 向进行。
化学反应的方向和限度
化学反应的方向和限度规律和知识点总结：1.可逆反应和不可逆反应：(1)可逆反应：在同一条件下，同时向正、逆反应方向进行的化学反应。
(2)判断一个反应是不是可逆反应就看是不是在同一条件下向正、逆反应方向同时进行。
2.化学反应的方向：(1)自发反应：在一定条件下，无需外界帮助就能自动进行的反应成为自发反应。
无需外界帮助≠在一定条件下才能进行或者不能进行完全的反应，例如：酒精的燃烧需要点燃，铁粉和硫粉的反应需要加热，植物的光合作用需要光照等等的反应，都是自发反应。
因为在所需的条件下，反应一旦发生便能自发进行下去。
因而，自发反应与反应条件没有必然联系。
(2)能量判据：∆H < 0多数能自发进行的化学反应是放热的。
并且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应约完全。
规律：①一般来说，如果一个过程是自发的，则其逆过程往往是非自发的。
②自发反应和非自发反应是可能相互转化的，某一条件下的自发反应可能在另一条件下是非自发反应。
例如2NO + O2＝ 2NO2，在常温下是自发反应，在高温下，其逆反应是自发反应。
③吸热的自发过程或者自发反应：a. 室温下冰块融化b. 硝酸铵的溶解c. N2O5和(NH4)2CO3的分解(3)熵增加判据：∆S > 0常见的熵增加反应：(1)产生气体的反应：例如双氧水的分解(2)高温下能够自发进行的反应：例如碳酸钙高温下分解(4)化学反应方向的判据：在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向∆H - T∆S < 0的方向进行。
3.化学平衡状态：(1)研究对象：可逆反应(2)概念：在一定条件下的可逆反应中，正反应速率和逆反应速率相等，反应物各组分浓度保持不变的状态。
(3)化学平衡需要注意的几点：①前提是“一定条件下的可逆反应”②实质是“正反应速率和逆反应速率相等”③标志是“反应混合物中各组分浓度保持不变”(4)化学平衡状态的特征：①逆：可逆反应②等：v正＝ v逆 > 0③动：动态平衡④定：各组分浓度保持不变⑤变：外界条件改变时，化学平衡被破坏，并在新条件下建立新的化学平衡。
就是化学反应进行的程度问题———化学平衡可逆反应与不可逆
▪ 定义：在同一条件下正向反应和逆 向反应不能同时进行的化学反应叫做不 可逆反应。
【活学活用】
▪ 请同学们判断以下反应是否属于可 逆反应。
▪ 同时①N2在O4一分定解条生件成下NNOO2 2反应生成N2O4， ▪ NH3和②HNCHl直4C接l受反热应分生解成生N成H4NCHl 3和HCl， ▪ 与糖③在C人O体2和内H氧2O化通生过成光C合O2作和用H2生O成糖
▪ ②反应混合物中各组分 浓度（或含量）保持不变。
〔课堂练习〕
▪
可逆反应2NO2 △ 2NO+O2在密闭容器中反应，
达到平衡状态的是（ ）
▪ ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2； ▪ ②单位时间内生成n mol O2的同时，生成2n mol NO； ▪ ③率用的比NO为2、2∶N2O∶、1O的2状的态物；质的量浓度变化表示的反应速
▪ ④混合气体的颜色不再改变的状态；
▪ ⑤混合气体的密度不再改变的状态；
▪ ⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态。
A.①④⑥ B.②③⑤ C.①③④ D.①②③④⑤⑥
〔解析〕①表示v正=v逆 正确。②不能 表示v正=v逆 不正确。③只要发生反应 v(NO2)∶v(NO)∶v(O2)=2∶2∶1错误。④ 混合气体颜色不变，说明各物质浓度不变，
二、化学平衡
▪ 1. 溶解平衡 ▪ 开始时：v（溶解）＞v(结晶） ▪ 平衡时：v（溶解）=v（结晶） ▪ 结论：溶解平衡是一种动态平衡。
▪ 我们以1molCO和1molH2O(g)的反 应为例来说明化学平衡的建立过程。
▪ 大应，速当因率反而最应它大开们；始反而时应COC生2O和成和HCH2O的22O和起(gH始)2的浓的浓度正度为反最 零，因而它们反应生成CO和H2O(g)的逆 反应速率也为零。之后随着反应的进行， 反反应应物速率CO就和逐H渐2O减(g小)的；浓生度成逐物渐C减O2小和，H2正 的浓度逐渐增大，逆反应速率就逐渐增 大，最后二者学平衡的移动 （1）定义：
化学反应机理的可逆性与不可逆性
化学反应机理的可逆性与不可逆性化学反应是物质转化的过程，它的发生涉及到原子、分子之间的相互作用与碰撞。
在化学反应中，有些反应是可逆的，即反应物可以转化为生成物，而生成物也可以重新转化为反应物；而有些反应是不可逆的，一旦反应发生，反应物就无法再转化为生成物。
本文将讨论化学反应机理的可逆性与不可逆性，探讨这些现象背后的原因。
一、可逆反应机理可逆反应是指反应物可以转化为生成物，而生成物也可以重新转化为反应物的反应过程。
可逆反应机理遵循“正向反应”和“逆向反应”的原理。
正向反应是指从反应物向生成物转化的过程，而逆向反应则是从生成物向反应物转化的过程。
在可逆反应发生时，正向反应和逆向反应同时进行，并且在达到动态平衡时它们的速率相等。
可逆反应机理背后的原因是反应物和生成物之间的相互作用，包括键的形成和断裂。
在可逆反应中，反应物之间的键被断裂，产生活跃位点，这些活跃位点可以重新结合形成生成物。
同样，生成物之间的键也可以断裂，重新形成反应物。
这种相互作用的平衡是可逆反应机理能够实现的基础。
二、不可逆反应机理不可逆反应是指反应物一旦转化为生成物，就无法重新转化为反应物的反应过程。
在不可逆反应中，正向反应是主导的，而逆向反应的速率非常缓慢或几乎不可观察。
不可逆反应机理往往涉及到能量的释放，例如放热反应或放光反应。
不可逆反应机理背后的原因主要有两点：一是反应物之间的键断裂和生成物之间的键形成是一次性的，无法逆转。
二是反应物和生成物之间存在能量差，反应物具有较高的自由能，而生成物具有较低的自由能。
这种自由能差使得反应物向生成物的转化是不可逆的。
三、影响反应可逆性和不可逆性的因素反应的可逆性和不可逆性受多种因素的影响：1. 温度：温度是影响反应可逆性和不可逆性的重要因素。
在合适的温度下，可逆反应的动态平衡可以被打破，反应可以偏向正向或逆向方向进行。
而在高温下，反应往往趋向于不可逆，反应物转化为生成物的速率远远快于逆向反应的速率。
化学反应的可逆性与不可逆性
化学反应的可逆性与不可逆性化学反应是物质的转化过程，这个过程中原有的化学键被断裂，新的化学键被形成。
化学反应有两种类型: 可逆反应和不可逆反应。
在可逆反应中，反应物可以被转化为产物，产物也可以重新转化为反应物，在反应达到平衡后，反应物和产物浓度不再发生变化。
而在不可逆反应中，反应物一旦转化为产物，就不可能再转化回来。
本文将探讨化学反应的可逆性与不可逆性，以及两种反应类型的应用。
一、可逆反应可逆反应是指反应物可以转化为产物，同时产物也可以重新转化为反应物。
这种反应通常发生在化学反应处于动态平衡状态时。
动态平衡是指反应物和产物在反应体系中浓度达到一定的平衡值，这时反应速率的前进和后退相等，系统总体上是没有净变化的。
化学反应的动态平衡通常可以用反应物和产物的浓度比来描述，称为平衡常数(K)。
可逆反应具有重要的应用价值。
例如，我们通常使用可逆反应来合成一些有用的化合物。
例如，工业上合成氨气的反应方程式为:N2(g) + 3H2(g)↔2NH3(g)这是一个可逆反应，使它在实际应用中发挥了重要作用。
当氨气的浓度不足时，反应物向前方向地转化产生更多的氨气，而当氨气的浓度过高时，产物向后方向地转化产生更多的反应物，以维持平衡。
二、不可逆反应不可逆反应是指反应物一旦转化成产物，就不能再重新转化成反应物。
这种反应不像可逆反应那样达到动态平衡状态，因为没有可逆的路径供产物重新转化成反应物。
因此，不可逆反应通常是一个单向过程。
虽然不可逆反应不能反向发生，但一些其他方法在某种程度上可以逆转这种不可逆反应。
例如，我们通常使用水解反应来逆转酯化反应。
酯化反应:C2H5OH + CH3COOH → CH3COOC2H5 (酯) + H2O水解反应:CH3COOC2H5 + H2O → CH3COOH (酸) + C2H5OH在这个例子中，酯化反应是不可逆的，但我们可以使用水解反应来逆转几乎所有的酯化反应。
三、应用可逆反应和不可逆反应都具有广泛的应用。
化学反应的类型和分类
化学反应的类型和分类化学反应是化学中最基本也最重要的概念之一。
很多人可能会听说过它，但至于它的类型和分类，相信并不是所有人都了解清楚。
下面就让我们来仔细地探讨一下化学反应吧。
一、化学反应的定义化学反应是指两种或多种物质之间发生一系列转化的过程，从而形成新的物质。
这个定义看起来很简单，但在实际上，它涉及到许多化学原理和现象。
例如，当两种或两种以上物质相互作用时，它们中的原子或分子之间会发生化学键的形成或断裂，从而形成一系列新的物质。
二、化学反应的类型在化学中，有许多种类型的化学反应。
下面我们就简单介绍几种常见的类型。
1. 氧化还原反应氧化还原反应是指在化学反应过程中，电子的转移发生变化从而造成物质的状态改变。
在这种反应中，一种物质通常会失去电子，而另一种物质通常会接受这些电子。
这种电子的转移过程也被称为氧化和还原。
例如，由于化学反应，锌会失去两个电子，而铜会接受这些电子，最终形成铜和锌离子。
这就是一个氧化还原反应。
2. 酸碱反应酸碱反应是指酸和碱之间相互作用的过程。
在这种反应中，酸通常会把氢离子（H+）放到水中，然后生成水的一个离子。
碱通常会把氢氧离子（OH-）放到水中，然后生成水的一个离子。
酸碱反应也被称为中和反应，因为当酸和碱中的氢离子和氢氧离子相遇时，它们中和在一起并形成水。
3. 沉淀反应沉淀反应是指两种或多种化学物质发生反应后，在其混合物中产生沉淀物的过程。
这种反应通常是离子的沉淀反应，也可以是分子的沉淀反应。
三、化学反应的分类化学反应可以分为两类：可逆反应和不可逆反应。
1. 可逆反应可逆反应是指化学反应中，反应物可以转化为产物，产物也可以转化为反应物的过程。
在这种反应中，产物会反向变为反应物，反应物也会反向变为产物。
例如，当碳酸钙在水中分解成氢氧根离子和碳酸根离子时，反应物会变成产物，而当氢氧根离子和碳酸根离子反应时，产物反向变为反应物。
这就是可逆反应。
2. 不可逆反应不可逆反应是指化学反应中，反应物转化为产物是一个单向过程，不会反向。
第二章 第3节 化学平衡带答案
第三节 化学平衡第1课时 化学平衡状态一、可逆反应与不可逆反应 1．可逆反应(1)概念：在相同条件下，既向正反应方向进行又向逆反应方向进行的反应。
(2)表示方法：约定采用“”表示，把从左向右的反应称为正反应，从右向左的反应称为逆反应。
例如：SO 2与H 2O 反应可表示为SO 2＋H 2OH 2SO 3。
(3)特征：可逆反应发生的条件相同，反应不能进行到底，反应物不能实现完全转化，反应体系中，与化学反应有关的各种物质共存。
2．不可逆反应有些反应的逆反应进行程度太小因而可忽略，把几乎完全进行的反应叫不可逆反应，用“===”号表示。
例如：Ba 2＋＋SO 2－4===BaSO 4↓。
1．判断正误：(1)可逆反应是指在同一条件下能同时向正逆两个方向进行的反应。
(√) (2)Cl 2与水的反应是不可逆反应。
(×)(3)NH 3和HCl 生成NH 4Cl 与NH 4Cl 分解生成NH 3和HCl 互为可逆反应。
(×) (4)可逆反应中反应物的转化率能达到100%。
(×)[探究释疑] 可逆反应的特征(1)双向性：可逆反应分为方向相反的两个反应：正反应和逆反应。
(2)双同性：正逆反应在相同条件下是同时进行的。
(3)共存性：反应物和生成物共存于同一体系中，反应物的转化率小于100%。
(4)能量转化类型相反；若正反应放热，则逆反应吸热。
(5)完全不可逆的反应没有，只是某些反应中逆反应进行的程度太小而忽略。
例1、下列各组两个反应互为可逆反应的是( )C ①2H 2＋O 2=====点燃2H 2O 与2H 2O=====电解2H 2↑＋O 2↑②H 2SO 4(浓)＋2HBr===2H 2O ＋Br 2＋SO 2↑与Br 2＋SO 2＋2H 2O===2HBr ＋H 2SO 4 ③2NO 2===N 2O 4与N 2O 4===2NO 2 ④2SO 2＋O 22SO 3与2SO 32SO 2＋O 2A ．①②B ．②③C ．③④ D.．②④例2、在一定容积的密闭容器中进行反应：N 2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。
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第2章 化学反应的方向、速率和限度
在一定的温度下,反应物 在密闭容器内进行可逆
反应,随着反应物不断消 耗、生成物不断增加,正反 应速率不断减小,逆反应 速率不断增大,反应进行 到一定程度,正反应速率 和逆反应速率相等,各反 应物、生成物的浓度不再
变化,这时反应体系所处 的状态称为“化学平衡” 。
υ/(mol·L-1 s·-1)
ΔrGm = ΔrGm+ RT lnJ 体系处于平衡状态 ΔrGm＝0，则 J=K
ΔrGm = -RT lnK
lnK =-Δ─RrG─Tm─
K —— 标准平衡常数
标准平衡常数第2章 化学反应的方向、速率和限度
K :量纲为“1”。 如 可逆反应：
S2-(aq) + 2H2O(l) → H2S(g) + 2OH-(aq)
K (atm) = 6.2×105 rGm(bar)=-R(bar)TlnK (bar)= -32.97kJ·mol-1
K (bar) = 6.1×105
例 计算反应第：2章C化(s学)+反C应O的2(方g)向、速2C率O和(限g)度 温度为298.15K和1173K时的K 。
解：
∆fHm/(kJ·mol-1) Sm/(J·mol-1·K-1) ∆fGm/(kJ·mol-1)
2.3.2化学平衡常第2数章 化学反应的方向、速率和限度
实验平衡常数 平衡常数值与温度及反应式的书写形式有 关，但不随浓度、压力而变。
一定温度下，不同的反应各有其特定的平 衡常数。
平衡常数越大,表示正反应进行得越完全。 利用平衡常数表达式计算时，固体、纯 液 体或稀溶液的溶剂的“浓度项”不必列
第2章 化学反应的方向、速率和限度
K{p=(H─2─S─){/c─p(S─}2{─-)c─/(cO─}H─-─)/─c }2
K 与温度有关，与压力所选单位无关。 实验平衡常数有量纲，并与压力所选单位 有关。
标准平衡常第数2章 化学反应的方向、速率和限度
K (atm)与K (bar)相差甚微。
例如： N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) rGm(atm)=-R(atm)TlnK (atm)=-33.00kJ·mol-1
C(s) + CO2(g) 2CO(g) 0 -393.509 -110.525
5.740 213.74 197.674 0 -394.359 -137.168
∆rGm=2∆fGm(CO)-∆fGm(CO2) =[2(-137.168)-(-394.359)] kJ·mol-1
=120.023 kJ·mol-1
2.3.2化学平衡常第2数章 化学反应的方向、速率和限度
实验平衡常数 如 可逆反应：cC(g)+dD(g) yY(g)+zZ(g)
{c(Y)}y {c(Z)}z Kc ={c─(C─)─}c─{─c(─D─)}d
{p(Y)}y {p(Z)}z Kp ={p─(C─)─}─c {─p─(D─)}d ∆n = (y+x) - (c+d) Kc 、 Kp 数值和量纲随分压或浓度所用的 单位不同而异(∆n=0除外)。
无机化学电子教案
(第二版)
崔建中 主编 崔建中 鲁凡丽 田昀 编制
高等教育出版社
第二章化学反应的方 向、速率和限度
第三节 化学反应的限度
2.3.1可逆反应与第2化章学化平学反衡应的方向、速率和限度
可逆反应和不可逆反应
不可逆反应——反应物能全部转变为生成 物, 亦即反应能进行到底的反应。
例如：HCl + NaOH → NaCl + H2O 2KClO3 MnO2, 2KCl + 3O2↑
实验平衡常数第2章 化学反应的方向、速率和限度
气相反应: Kp = Kc(RT)n R 的取值和量纲随压力所取单位而有所不同
压力单位 (符号)
R值
Kc与Kp 关系
大气压 (atm)
0.0821 atm·dm3·mol-1·K-1
Kp(atm)=Kc(R(atm)T)n
巴(bar)
0.0831 bar·dm3·mol-1·K-1
仅有少数的化学反应为不可逆反应
可逆反应和不第可2章逆化反学应反应的方向、速率和限度
可逆反应——同一条件下可同时向正、逆 两个方向进行的反应。
如 当p=100kPa、T=773K, SO2与O2以2:l 体积比在密闭容器内进行反应时, SO2转化 为SO3的最大转化率为90％。
2SO2(g) + O2(g) V2O5 2SO3(g) 因为SO2与O2生成SO3的同时, 部分SO3 在相同条件下又分解为SO2和O2。
≈
Kp(bar)=Kc(R(bar)T)n
帕[斯卡]
8.314
(Pa) Pa·m3·mol-1·K-1
Kp(Pa)=Kc(R(Pa)T)n
目前化学手册中无Kp(Pa)和Kp(bar)数据,一般计 算时仍可沿用Kp(atm)的数值。
标准平衡常数第2章 化学反应的方向、速率和限度 由化学反应等温方程式导出
lnK = - ∆RrGT m= -8.311240×022398.15 K =9.5×10-22
解：
第2章 化C学(s反) +应C的O方2向(g、) 速率2和C限O度(g)
∆fHm/(kJ·mol-1) 0 -393.509 -110.525
Sm/(J·mol-1·K-1) 5.740 213.74 197.674 ∆rHm=[2(-110.525)-(-393.509)] kJ·mol-1
第2章 化学反应的方向、速率和限度
化学平衡的特征 反应达到平衡后,只要外界条件不变，反 应体系中各物质的量将不随时间而变。 化学平衡是一种动态平衡，即单位时间 内各物质的消耗量和生成量相等。 化学平衡是有条件的,在一定外界条件下 才能保持平衡，当外界条件改变时，原 平衡被破坏，建立新平衡。
理想气体分压定律
pB p
＝
nB n
pB=
nB V
RT
则
= cB
pB= RT
nB n
p
cC(g)+dD(g) → yY(g)+zZ(g)
{c(Y)}y {c(Z)}z
Kc = ─────── {c(C)}c {c(D)}d
{c(Y)}y(RT)y {c(Z)}z(RT)z
Kp = ──────────────= Kc (RT)(y+z)-(c+d) {c(C)}c(RT)c {c(D)}d(RT)d