选修4 专题2 第二单元化学反应的方向和限度
文档属性
| 名称 | 选修4 专题2 第二单元化学反应的方向和限度 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 770.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2010-12-23 15:54:00 | ||
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文档简介
课件74张PPT。第二单元 化学反应的方向和限度（第一课时：化学反应方向）水往低处流冰雪融化自然界中有许多自然而然发生的现象(1) 水往低处流；（有势差存在）(2) 气体向真空膨胀；（有压力差存在）(3) 热量从高温物体传入低温物体；（有温差存在）(4) 浓度不等的溶液混合均匀；（存在着浓度差）物质间的化学反应是否也能自然发生呢？铁器在潮湿空气中生锈；
铁从硫酸铜溶液中置换出铜；
常温常压下氢氧混合气在高分散的钯的表面生成水等。
酸碱中和这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。一、自发反应在一定的条件下无需外界帮助就能自动进行的反应. （P42 交流与讨论）注意： (1)一定条件指：一定的温度和压强外界帮助可以是如通电、光照等。(2)自发反应在恰当条件下才能实现.1.水分解生成氢气和氧气的反应
2.氯气与溴化钾溶液的反应
3.乙烯与溴单质的反应
4.氮气和氧气生成一氧化氮的反应不能能不能能Cl2+2KBr=Br2+2KCl下列反应是温室能否自发进行？如能，写出相应的化学方程式 1.C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O（l） △H=-2217.5 kJ/mol
2.2Na(s)+Cl2=2NaCl(s) △H=-822 kJ/mol
3.4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H=-1648.4kJ/mol
4.H2(g)+F2(g)=2HF(g) △H=-546.6kJ/mol化学反应中的自发过程（P43 你知道吗？）下列反应在一定条件下能够自
发进行，它们有哪些共同特征？练习：判断自发与非自发（室温下）
（1）打开活塞，分液漏斗中的水流进烧杯
（2）镁带燃烧
（3）氢气燃烧
（4）水分解成H2和O2过程 自发自发自发非自发化学反应中的自发过程
共同特点：△H＜0，即体系趋向于从高能状态转变为低能状态对于化学反应，有着向能量较低方向进行的趋势，也就是通过放热实现的，那么焓减小有利于反应自发，它是自发反应的一个内在推动力。二、判断化学反应方向的依据（一）、根据焓变⊿H（能量）判断 研究表明，对于化学反应， 绝大多数⊿H＜０（放热都能自发进行。且放出热量越多，体系降低能量越多，反应越完全。观察与思考 反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一的决定因素。“放热反应可以自发进行，吸热反应不能自发进行”，你同意这种观点吗？（P43 观察与思考？）吸热过程的反应能否自发进行？2NH4Cl(s)+Ba(OH)2(s)=2NH3(g)+BaCl2(s)+2H2o(l)如：硝酸铵溶于水NH4NO3(s)=NH4+ (aq) +NO3-(aq)碳酸钙分解能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低能状态（△H ＜ 0）。
对于化学反应而言，绝大多数的放热反应能自发进行，且放出的热量越多，体系能量降低越多，反应越完全
焓变（△H）是决定反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素。（1）多数能自发进行的化学反应是放热反应（2）有不少吸热过程也能自发进行（3）有一些吸热反应在室温条件下不能自发进
行，但在较高温度下则能自发进行说明：思考：上面的几个反应是吸热反应、那为什么还可以自发的进行呢？有序混乱（二）、熵变与反应方向# # # # #
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% # % # % # % # % 始态终态 初态有较高的“有序性”；混合后有序性就降低了，也就是说混合过程中气体存在状态的“混乱度”增加了。1、在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序的倾向。
由大量粒子组成的体系中，用熵来描述体系的混乱度。
2、符号用S表示。单位：J?mol-1?K-1
3、熵值越大，体系混乱度越大。
同一物质，S（g）﹥S（l）﹥S（s）。相同条件与状态下，熵与物质的量成正比 水的三态的熵S（s） ＜ S（l） ＜ S（g）4、熵变和熵增原理（1）熵变（△S）∶反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变.用△S表示。
△S=S反应产物－S反应物
产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值（ △S ＞0），为熵增加的反应。熵判据：体系趋向于由有序状态转变为无序状态，
即混乱度增加（ △S＞0）。且△S越大，越有利
于反应自发进行。（2）在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这个原理叫做熵增原理。该原理是用来判断过程的方向的又一个因素，又称为熵判据。5、正确判断一个化学反应 是否能够自发进行必须综合考虑反应的焓变和熵变恒温恒压时判断反应是否能够自发进行
△H ＜0 △S>0
△H >0 △S ＜0
△H ＜0 △S ＜0
△H >0 △S>0自发非自发不一定不一定从小到大是自然，
从大到小不正常；
都大都小说不定，
从焓开始熵结束。6、吉布斯自由能判断反应自发进行的方向 NH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s)
△H ＜0 △S ＜0
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
△H >0 △S>0判断这两个反应什么条件下自发进行｛△G ＜0,自发进行
△G＝0，可逆反应
△G >0，非自发进行低温可行高温可行△G= △H -T△S 总结：焓变和熵变对反应方向的共同影响1. △H <0，△S>0 该反应一定能自发进行；
如：Mg(s) + 2HCl(aq) = MgCl2(aq) + H2(g)
2. △H >0，△S<0 该反应一定不能自发进行；
如：CO2(g)+H2O(l)+CaCl2(l)=CaCO3(s)+2HCl(l)
3. △H <0，△S<0 该反应在较低温度下能自发进行
如：NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)
4. △H >0，△S>0 该反应在较高温度下能自发进行
如：CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)判断依据： △G= △H－T △S ＜ 0 反应能自发进行1.H2O(s)→H2O(l)→H2O(g)
2.CaCO3==CaO(s)+CO2(g)
3.NaOH(s)=Na+(aq)+OH-(aq)
4.N2(g)+3H2(g)==2NH3(g)思考：判断下列过程的熵变是大于零还是小于零？△S＞0△S＞0△S＞0△S<0⊿S＞0有利于反应自发进行，但自发反应不一定是⊿S＞0的反应P45页：问题解决说出下列反应中的焓变，熵变，及自发性CO2(s)→ CO2(g)
2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)
2K(s)+2H2O(l)=2K+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)
Ag+(aq)+Cl-=AgCl(s) △H > 0 △S>0 自发△H <0，△S<0 自发△H <0，△S>0 自发△H <0，△S<0 自发温度对反应自发性的情况 永远是—在任何温度都是自发反应永远是+在任何温度下都是非自发反应在高温+
在低温—在低温是自发反应
在高温是非自发反应在高温—
在低温+在低温是非自发反应
在高温是自发反应化学反应的方向及其判断依据ΔH一定不能自发进行一定能自发进行高温下能自发进行低温下能自发进行ΔS例：CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)例：CO2(g)+H2O(l)+CaCl2(l)=
CaCO3(s)+2HCl(l)例： NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)例： Mg(s) + 2HCl(aq) =
MgCl2(aq) + H2(g)化学反应的方向及其判断依据 小 结： 影响因素：焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发能量判据熵判据规律方法总结自发反应中的焓变和熵变的关系1、在温度、压力一定的条件下，放热的熵增加的反应一定能自发进行
2、在温度、压力一定的条件下，吸热的熵减少的反应一定不能自发进行
3、当焓变和熵变的作用相反时，如果二者大小相差悬殊，可能某一因素占主导地位
4、当焓变和熵变的作用相反且二者相差不大，温度可能对反应的方向起决定性作用
5、无热效应的自发过程是熵增加的过程，如两种理想
气体的混合等。1．反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定反应是否一定会发生和过程发生的速率。例如金刚石有向石墨转化的倾向，但是能否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据能解决的问题了。注意2．在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。例如石墨经高温高压还是可以变为金刚石的。练习:1.下列说法不正确的是
A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数的能自发进行的反应是放热反应。
B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大。
C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热
D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关C2.下列反应中，熵减小的是D. 2CO(g)＝2C(s)＋O2(g)B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)A. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)D3. 下列过程是非自发的是∶（ ）
A、水由高处向低处流； B、天然气的燃烧；C、铁在潮湿空气中生锈； D、室温下水结成冰。
4. 碳酸铵〔（NH4）2CO3〕在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是∶（ ）
A、其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大；
B、其分解是因为外界给予了能量；
C、其分解是吸热反应，据能量判据不能自发分解；
D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。
DA5.下列说法正确的是∶（ ）
A、凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的；
B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变；
C、自发反应在恰当条件下才能实现；
D、自发反应在任何条件下都能实现。
6. 自发进行的反应一定是∶（ ）
A、吸热反应； B、放热反应；
C、熵增加反应；D、熵增加或放热反应。CD
7.250C和1.01×105Pa时，反应2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）； △H=＋56.76kJ/mol，自发进行的原因是∶（ ）
A、是吸热反应；
B、是放热反应；
C、是熵减少的反应；
D、熵增大效应大于能量效应。D可逆反应：1、如果V正＞V逆，则反应向正反应方向进行。
2、如果V正＜V逆，则反应向逆反应方向进行。
3、如果V正=V逆，则反应达到平衡状态。4、任何一个可逆反应都不会进行到底的，即反应物和生成物共存。化学平衡状态一、化学平衡的研究对象 在同等条件下，同时进行着两个方向的反应，即正反应和逆反应。例N2+3H2 2NH3例：在一定条件下，向一固定容积的容器中投入2molNO2进行反应：2NO2 2NO+O2，一段时间后测得NO2、NO、O2的物质的量可能是（ ）
A、2molNO、0.75molO2 B、1molNO2、1.2molNO
C、2molNO D、0.7molO2D第二单元 化学反应的方向和限度（第二课时：化学平衡状态）思考：（1）开始阶段有什么特征？（2）瞬间过后有什么特征？（3）一定时间段后有什么特征？c(SO2) 、c(O2)大，c(SO3) =0， v(正) ＞0 ，v(逆)=0c(SO2) 、c(O2)逐渐变小，c(SO3) 逐渐增大, v(正)减小， v(逆)增大， v(正)> v(逆) c(SO2) 、c(O2)、c(SO3) 均浓度不再变化，v(正)= v(逆) ≠0一、化学平衡的建立 在一固定容积的密闭容器里，加1molSO2和
1molO2，发生反应2SO2+O2 2SO3 化学平衡状态，就是指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。注意三点前提（适用范围）：可逆反应内在本质：v(正)= v(逆) ≠0外在标志：反应混合物中各组分
的浓度保持不变二、化学平衡状态的定义三、化学平衡状态的特征动动态平衡：V(正) ≠0；V(逆) ≠0等定变V(正)＝V(逆) ≠0c(B)或n(B)或φ(B)一定条件改变→平衡改变逆化学平衡的研究对象是可逆反应（等、定）四、化学平衡状态的标志(1)υ正 = υ逆 （本质特征）
① 同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。
② 不同的物质：速率之比等于方程式中各物质的计量数之比，但必须是不同方向的速率。(2)反应混合物中各组成成分的含量保持不变（外部表现）：① 各组成成分的质量、物质的量、物质的量浓度均保持不变。
② 各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。
③ 若反应前后的物质都是气体，且总体积 不等，则气体的总物质的量、总压强（恒温、恒容）、平均分子量、混合气体的密度（恒温、恒压）均保持不变。
④ 反应物的转化率、产物的产率保持不变。 【例2】 下列说法中可以充分说明反应: P(气)+Q(气) R(气)+S(气) , 在恒温下已达平衡状态的是（ ）
反应容器内压强不随时间变化
P和S的生成速率相等
C. 反应容器内P、Q、R、S四者共存
D.反应容器内总物质的量不随时间而变化B【例3】下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是( )
A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键形成
B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键断裂
C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键断裂
D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键形成AC 【例4】在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应: A(固)+3B(气) 2C(气)+D(气)已达平衡状态的是 ( )
A.混合气体的压强 B.混合气体的密度
C.B的物质的量浓度 D.气体的总物质的量
BC【例5】 在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(气)+3B(气) 2C(气)+2D(固)达到平衡的标志的是 ( )
①C的生成 速率与C的分解速率相等
②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB
③A、B、C的浓度不再变化
④A、B、C的分压强不再变化
⑤混合气体的总压强不再变化⑥混合气体的物质的量不再变化
⑦单位时间内消耗amolA,同时生成 3amolB
⑧A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2
A.②⑧ B.②⑤⑧
C.①③④⑦ D.②⑤⑥⑧
B 在一定温度下,可逆反应
A(g)+3B(g) 2C(g) 达到平衡的标志是（ ）
A. C的生成速率与C分解的速率相等
B. 单位时间生成nmolA,同时生成3nmolB
C. 单位时间生成B的速率,与生成C的速率相等
D. 单位时间生成nmolA,同时生成2nmolCA D练习 下列说法中可以充分说明反应:
P(气) + Q(气) R(气)+S(气) , 在恒温下已达平衡状态的是（ ）
(A) P、Q、R、S的浓度不再变化
(B) P、Q、R、S的分子数比为1:1:1:1
(C)反应容器内P、Q、R、S共存
(D)反应容器内总物质的量不随时间而变化练习A 在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应:
A(固)+3B(气) 2C(气)+D(气)已达平衡状态的是（其中只有B气体有颜色） ( )
A.混合气体的压强 B.混合气体的密度
C.气体的平均分子量 D.气体的颜色BCD练习ACD 在一定温度下，可逆反应A2(气)+B2(气)≒2AB(气)达到平衡的标志是
A、A2、B2、AB的浓度不再变化
B、容器中的压强不再随时间变化
C、单位时间内生成n mol的A2同时生成2n mol的AB
D、 A2、B2、AB的浓度之比为1:1:2
E、单位时间内消耗nmolA2同时消耗nmolB2
F、单位时间内消耗nmol A2同时生成了nmolB2
G、单位时间打断nmol A—A共价键同时打断2nmol
A—B共价键。 ACFG练习 对于可逆反应：N2+3H2 2NH3，在一定温度下，定容的容器中，达到平衡的标志是
A、容器内的压强不再发生变化
B、单位时间内，消耗多少H2，同时生成多少H2
C、氢气、氮气、氨气的量不再发生变化
D、反应停止，H2、N2、NH3的量不再发生变化
E、混合气体的平均分子量不再发生变化
F、容器内混合气体的密度不再发生变化
G 、定压条件下容器内混合气体的密度不再发生变化
(ABCEG)练习练习可逆反应2NO2 ≒2NO＋O2在密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是 （ ）
①单位时间内生成nmol O2 的同时生成2 nmol NO2
②单位时间内生成nmol O2 的同时生成2 nmol NO
③用NO2 、NO 、O2 的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
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 ① ④ ⑥ B ② ③ ⑤
C ① ③ ④ D ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ A化学平衡的相关计算⑴基本模式——“三段式”转化： mx nx px qx 平衡：a - mx b - nx px qx ⑵基本关系生成物：平衡浓度＝起始浓度＋转化浓度 ①反应物：平衡浓度＝起始浓度－转化浓度 ②转化率α化学平衡的相关计算③气体的平均分子量化学平衡的相关计算④ 几点定律a、如果保持P、T不变：
则气体的体积比等于物质的量之比，即
则气体的密度比等于摩尔质量之比，即
b、如果保持V、T不变：
则气体的压强比等于气体物质的量之比，即 在一定温度下,容积为20L的容器中充入2molSO2和1molO2发生反应： 2SO2 +O2 2SO3 ，达到平衡时，容器内气体压强为开始时的70%。试求：
①SO2的转化率
②平衡时的O2浓度
③SO3的体积分数
④混合气体的平均相对分子量
⑤平衡时混合气体的密度
例题——常规计算90%0.005mol/L85.7%76.28g/L 1 mol X气体跟a molY气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应：X(g) ＋ a Y(g) b Z(g)，反应达到平衡后，测得X的转化率为50%。而且，在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度3/4 ，试求a、b的关系。例题2b-a=1 在一定温度和压强下，将平均分子相对质量为8.5的N2和H2的混合气体，充入密闭容器中反应，达到平衡后，混合气体的平均分子量为10.0，则N2的转化率为____。 练习30%在一定条件下发生反应：
3A（g）+ 2B（g） xC（g）+2D（g），在 2L 的密闭容器中，把 4molA 和 2molB 混合，2min后达到平衡时生成 1.6molC,又测得反应速率 v(D)= 0.2mol·(L·min)-1，
下列说法正确的是( )
A. B 的转化率是20%
B. x= 4
C. A 的平衡浓度是 1.4mol·L-1
D. 平衡时气体压强是原来的 0.94倍练习B C 1体积SO2和3体积空气混合后在450℃以上通过V2O5催化剂发生反应。若同温同压下测得反应前后混合气体的密度比为0.9：1，则SO2的转化率为 例 题A. 90％ B. 80％
C. 45％ D. 10％B差量法例题——极端假设法 在一定条件下，可逆反应
A2(g) + B2(g) 2C(g) 达平衡时，各物质的平衡浓度分别为c(A2) =0.5mol/L，c(B2) = 0.1mol/L，c(C) = 1.6mol/L 。若用a、b、c分别表示A2、B2、C的起始浓度，则：
（1）a、b应满足的关系
（2）a、b的取值范围
a=b+0.40.4mol/L≤a≤1.3mol/L
0mol/L≤b≤0.9mol/L练习一定条件下，在2SO2+O2≒2SO3的化学平衡体系中，各
物质的浓度分别是2.0mol/L、0.8mol/L、2.4mol/L，则
氧气在反应起始时的浓度可能是
（A）0.8~2mol/L (B) 0~2mol/L
(C) 0~0.8mol/L (D) 无法确定B 在密闭容器中进行如下反应：
X2（气）+Y2（气） 2Z2（气），已知X2、Y2、Z2的起始浓度0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L在一定条件下达到达平衡后,各物质的浓度可能为
A、Z2为0.3 mol/L B、Y2为0.35mol/L
C、X2为0.2mol/L D、Z2为0.4mol/LA B练习练习2H3F3(g) 3H2F2(g) , H2F2(g) 2HF(g)
平衡时，平均分子量为 42 ，则H3F3在平衡体系中的体积分数为 ( ) 大于10％ B. 等于10％
C. 小于10％ D. 无法确定A 将固体NH4I置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应 NH4I(s) NH3(g)+HI(g)
2HI(g) H2(g)+I2(g)
当反应达到平衡时，c(H2)=0.5mol/L，c(HI)=4mol/L，则NH3的浓度为（ ）
A. 3.5mol/L B. 4mol/L
C. 4.5mol/L D. 5mol/L D例题——连续平衡第二单元 化学反应的方向和限度（第三课时：化学平衡常数）—— K化学平衡常数实验测得，同一反应（如：aA+bB cC+dD）在某温度下达到的化学平衡状态，平衡体系中各物质的浓度满足下面关系：其中c为各组分的平衡浓度，温度一定，K为定值。（P44 问题解决）一、表达式结论：生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比为一常数K值的大小，表示在一定温度下，反应达到平衡时该反应进行的程度（反应的限度）。（1）K值越大，反应程度增大，转化率越高；反之则转化率越低。（2）K值与浓度无关，随温度变化而变化二、意义化学平衡常数三、使用平衡常数应注意的问题化学平衡常数（1）必须指明温度，反应必须达到平衡状态（2）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反
应的快慢，即速率大，K值不一定大（3）在进行K值的计算时，固体不作考虑，表达
式中不需表达一定温度下三、使用平衡常数应注意的问题（4）在进行K值的计算时，稀溶液中的H2O的浓
度可不表达一定温度下（5）平衡常数的表达式与方程式的书写有关N2+3H2 2NH32NH3 N2+3H21/2N2+3/2H2 NH3K1 = 1/K2 = K32三、使用平衡常数应注意的问题某温度下（6）利用K值可判断某状态是否处于平衡状态三、使用平衡常数应注意的问题如某温度下，可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)
平衡常数为K，若某时刻时，反应物和生成物的浓度关系如下： K’＜K ，V正＞V逆，反应向正方向进行K’＝K ，V正＝V逆，反应处于平衡状态K’＞K ，V正＜V逆，反应向逆方向进行则：例：高炉炼铁中发生的基本反应如下:
FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)―Q。其平衡常数可表达为: K=c(CO2)/c(CO)，已知1100℃，K=0.263
(1)若平衡向右进行，高炉内CO2和CO的体积比值________，平衡常数K值________(填“增大”“减小”或“不变”)
(2)1100℃时，测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在这种情况下该反应是否处于平衡状态_______(填“是”或“否”)，此时化学反应速率是V正____V逆(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是
。增大增大否大于c(CO2)/c(CO)＝0.25＜0.263，说明不是平衡状态，且向正反应方向进行现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO2+O2 2SO3知C(SO2)始=0.4mol/L，C(O2)始=1mol/L经测定该反应在该温度下的平衡常数K≈19，试判断，
（1）当SO2转化率为50％时，该反应是否达到平衡状态，若未达到，哪个方向进行？
（2）达平衡状态时， SO2的转化率应为多少？例题
铁从硫酸铜溶液中置换出铜；
常温常压下氢氧混合气在高分散的钯的表面生成水等。
酸碱中和这些过程都是自发的，其逆过程就是非自发的。一、自发反应在一定的条件下无需外界帮助就能自动进行的反应. （P42 交流与讨论）注意： (1)一定条件指：一定的温度和压强外界帮助可以是如通电、光照等。(2)自发反应在恰当条件下才能实现.1.水分解生成氢气和氧气的反应
2.氯气与溴化钾溶液的反应
3.乙烯与溴单质的反应
4.氮气和氧气生成一氧化氮的反应不能能不能能Cl2+2KBr=Br2+2KCl下列反应是温室能否自发进行？如能，写出相应的化学方程式 1.C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O（l） △H=-2217.5 kJ/mol
2.2Na(s)+Cl2=2NaCl(s) △H=-822 kJ/mol
3.4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H=-1648.4kJ/mol
4.H2(g)+F2(g)=2HF(g) △H=-546.6kJ/mol化学反应中的自发过程（P43 你知道吗？）下列反应在一定条件下能够自
发进行，它们有哪些共同特征？练习：判断自发与非自发（室温下）
（1）打开活塞，分液漏斗中的水流进烧杯
（2）镁带燃烧
（3）氢气燃烧
（4）水分解成H2和O2过程 自发自发自发非自发化学反应中的自发过程
共同特点：△H＜0，即体系趋向于从高能状态转变为低能状态对于化学反应，有着向能量较低方向进行的趋势，也就是通过放热实现的，那么焓减小有利于反应自发，它是自发反应的一个内在推动力。二、判断化学反应方向的依据（一）、根据焓变⊿H（能量）判断 研究表明，对于化学反应， 绝大多数⊿H＜０（放热都能自发进行。且放出热量越多，体系降低能量越多，反应越完全。观察与思考 反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一的决定因素。“放热反应可以自发进行，吸热反应不能自发进行”，你同意这种观点吗？（P43 观察与思考？）吸热过程的反应能否自发进行？2NH4Cl(s)+Ba(OH)2(s)=2NH3(g)+BaCl2(s)+2H2o(l)如：硝酸铵溶于水NH4NO3(s)=NH4+ (aq) +NO3-(aq)碳酸钙分解能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低能状态（△H ＜ 0）。
对于化学反应而言，绝大多数的放热反应能自发进行，且放出的热量越多，体系能量降低越多，反应越完全
焓变（△H）是决定反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素。（1）多数能自发进行的化学反应是放热反应（2）有不少吸热过程也能自发进行（3）有一些吸热反应在室温条件下不能自发进
行，但在较高温度下则能自发进行说明：思考：上面的几个反应是吸热反应、那为什么还可以自发的进行呢？有序混乱（二）、熵变与反应方向# # # # #
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% # % # % # % # % 始态终态 初态有较高的“有序性”；混合后有序性就降低了，也就是说混合过程中气体存在状态的“混乱度”增加了。1、在密闭条件下，体系由有序自发地转变为无序的倾向。
由大量粒子组成的体系中，用熵来描述体系的混乱度。
2、符号用S表示。单位：J?mol-1?K-1
3、熵值越大，体系混乱度越大。
同一物质，S（g）﹥S（l）﹥S（s）。相同条件与状态下，熵与物质的量成正比 水的三态的熵S（s） ＜ S（l） ＜ S（g）4、熵变和熵增原理（1）熵变（△S）∶反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变.用△S表示。
△S=S反应产物－S反应物
产生气体的反应、气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值（ △S ＞0），为熵增加的反应。熵判据：体系趋向于由有序状态转变为无序状态，
即混乱度增加（ △S＞0）。且△S越大，越有利
于反应自发进行。（2）在与外界隔离的体系中，自发过程将导致体系的熵增大，这个原理叫做熵增原理。该原理是用来判断过程的方向的又一个因素，又称为熵判据。5、正确判断一个化学反应 是否能够自发进行必须综合考虑反应的焓变和熵变恒温恒压时判断反应是否能够自发进行
△H ＜0 △S>0
△H >0 △S ＜0
△H ＜0 △S ＜0
△H >0 △S>0自发非自发不一定不一定从小到大是自然，
从大到小不正常；
都大都小说不定，
从焓开始熵结束。6、吉布斯自由能判断反应自发进行的方向 NH3(g)+HCl(g)＝NH4Cl(s)
△H ＜0 △S ＜0
CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)
△H >0 △S>0判断这两个反应什么条件下自发进行｛△G ＜0,自发进行
△G＝0，可逆反应
△G >0，非自发进行低温可行高温可行△G= △H -T△S 总结：焓变和熵变对反应方向的共同影响1. △H <0，△S>0 该反应一定能自发进行；
如：Mg(s) + 2HCl(aq) = MgCl2(aq) + H2(g)
2. △H >0，△S<0 该反应一定不能自发进行；
如：CO2(g)+H2O(l)+CaCl2(l)=CaCO3(s)+2HCl(l)
3. △H <0，△S<0 该反应在较低温度下能自发进行
如：NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)
4. △H >0，△S>0 该反应在较高温度下能自发进行
如：CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)判断依据： △G= △H－T △S ＜ 0 反应能自发进行1.H2O(s)→H2O(l)→H2O(g)
2.CaCO3==CaO(s)+CO2(g)
3.NaOH(s)=Na+(aq)+OH-(aq)
4.N2(g)+3H2(g)==2NH3(g)思考：判断下列过程的熵变是大于零还是小于零？△S＞0△S＞0△S＞0△S<0⊿S＞0有利于反应自发进行，但自发反应不一定是⊿S＞0的反应P45页：问题解决说出下列反应中的焓变，熵变，及自发性CO2(s)→ CO2(g)
2Mg(s)+O2(g)=2MgO(s)
2K(s)+2H2O(l)=2K+(aq)+2OH-(aq)+H2(g)
Ag+(aq)+Cl-=AgCl(s) △H > 0 △S>0 自发△H <0，△S<0 自发△H <0，△S>0 自发△H <0，△S<0 自发温度对反应自发性的情况 永远是—在任何温度都是自发反应永远是+在任何温度下都是非自发反应在高温+
在低温—在低温是自发反应
在高温是非自发反应在高温—
在低温+在低温是非自发反应
在高温是自发反应化学反应的方向及其判断依据ΔH一定不能自发进行一定能自发进行高温下能自发进行低温下能自发进行ΔS例：CaCO3(s)＝CaO(s)+CO2(g)例：CO2(g)+H2O(l)+CaCl2(l)=
CaCO3(s)+2HCl(l)例： NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)例： Mg(s) + 2HCl(aq) =
MgCl2(aq) + H2(g)化学反应的方向及其判断依据 小 结： 影响因素：焓减小有利于反应自发，熵增大有利于反应自发能量判据熵判据规律方法总结自发反应中的焓变和熵变的关系1、在温度、压力一定的条件下，放热的熵增加的反应一定能自发进行
2、在温度、压力一定的条件下，吸热的熵减少的反应一定不能自发进行
3、当焓变和熵变的作用相反时，如果二者大小相差悬殊，可能某一因素占主导地位
4、当焓变和熵变的作用相反且二者相差不大，温度可能对反应的方向起决定性作用
5、无热效应的自发过程是熵增加的过程，如两种理想
气体的混合等。1．反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定反应是否一定会发生和过程发生的速率。例如金刚石有向石墨转化的倾向，但是能否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据能解决的问题了。注意2．在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。例如石墨经高温高压还是可以变为金刚石的。练习:1.下列说法不正确的是
A. 焓变是一个与反应能否自发进行有关的因素，多数的能自发进行的反应是放热反应。
B. 在同一条件下不同物质有不同的熵值，其体系的混乱程度越大，熵值越大。
C. 一个反应能否自发进行取决于该反应放热还是吸热
D. 一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关C2.下列反应中，熵减小的是D. 2CO(g)＝2C(s)＋O2(g)B. 2N2O5(g)＝4NO2(g)＋O2(g)A. (NH4 )2CO3(s)＝NH4HCO3(s)+NH3(g)C. MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g)D3. 下列过程是非自发的是∶（ ）
A、水由高处向低处流； B、天然气的燃烧；C、铁在潮湿空气中生锈； D、室温下水结成冰。
4. 碳酸铵〔（NH4）2CO3〕在室温下就能自发地分解产生氨气，对其说法中正确的是∶（ ）
A、其分解是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大；
B、其分解是因为外界给予了能量；
C、其分解是吸热反应，据能量判据不能自发分解；
D、碳酸盐都不稳定，都能自发分解。
DA5.下列说法正确的是∶（ ）
A、凡是放热反应都是自发的，由于吸热反应都是非自发的；
B、自发反应一定是熵增大，非自发反应一定是熵减少或不变；
C、自发反应在恰当条件下才能实现；
D、自发反应在任何条件下都能实现。
6. 自发进行的反应一定是∶（ ）
A、吸热反应； B、放热反应；
C、熵增加反应；D、熵增加或放热反应。CD
7.250C和1.01×105Pa时，反应2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g）； △H=＋56.76kJ/mol，自发进行的原因是∶（ ）
A、是吸热反应；
B、是放热反应；
C、是熵减少的反应；
D、熵增大效应大于能量效应。D可逆反应：1、如果V正＞V逆，则反应向正反应方向进行。
2、如果V正＜V逆，则反应向逆反应方向进行。
3、如果V正=V逆，则反应达到平衡状态。4、任何一个可逆反应都不会进行到底的，即反应物和生成物共存。化学平衡状态一、化学平衡的研究对象 在同等条件下，同时进行着两个方向的反应，即正反应和逆反应。例N2+3H2 2NH3例：在一定条件下，向一固定容积的容器中投入2molNO2进行反应：2NO2 2NO+O2，一段时间后测得NO2、NO、O2的物质的量可能是（ ）
A、2molNO、0.75molO2 B、1molNO2、1.2molNO
C、2molNO D、0.7molO2D第二单元 化学反应的方向和限度（第二课时：化学平衡状态）思考：（1）开始阶段有什么特征？（2）瞬间过后有什么特征？（3）一定时间段后有什么特征？c(SO2) 、c(O2)大，c(SO3) =0， v(正) ＞0 ，v(逆)=0c(SO2) 、c(O2)逐渐变小，c(SO3) 逐渐增大, v(正)减小， v(逆)增大， v(正)> v(逆) c(SO2) 、c(O2)、c(SO3) 均浓度不再变化，v(正)= v(逆) ≠0一、化学平衡的建立 在一固定容积的密闭容器里，加1molSO2和
1molO2，发生反应2SO2+O2 2SO3 化学平衡状态，就是指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。注意三点前提（适用范围）：可逆反应内在本质：v(正)= v(逆) ≠0外在标志：反应混合物中各组分
的浓度保持不变二、化学平衡状态的定义三、化学平衡状态的特征动动态平衡：V(正) ≠0；V(逆) ≠0等定变V(正)＝V(逆) ≠0c(B)或n(B)或φ(B)一定条件改变→平衡改变逆化学平衡的研究对象是可逆反应（等、定）四、化学平衡状态的标志(1)υ正 = υ逆 （本质特征）
① 同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。
② 不同的物质：速率之比等于方程式中各物质的计量数之比，但必须是不同方向的速率。(2)反应混合物中各组成成分的含量保持不变（外部表现）：① 各组成成分的质量、物质的量、物质的量浓度均保持不变。
② 各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。
③ 若反应前后的物质都是气体，且总体积 不等，则气体的总物质的量、总压强（恒温、恒容）、平均分子量、混合气体的密度（恒温、恒压）均保持不变。
④ 反应物的转化率、产物的产率保持不变。 【例2】 下列说法中可以充分说明反应: P(气)+Q(气) R(气)+S(气) , 在恒温下已达平衡状态的是（ ）
反应容器内压强不随时间变化
P和S的生成速率相等
C. 反应容器内P、Q、R、S四者共存
D.反应容器内总物质的量不随时间而变化B【例3】下列说法可以证明反应N2+3H2 2NH3 已达平衡状态的是( )
A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键形成
B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H－H键断裂
C.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键断裂
D.1个N≡N键断裂的同时,有6个N－H键形成AC 【例4】在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应: A(固)+3B(气) 2C(气)+D(气)已达平衡状态的是 ( )
A.混合气体的压强 B.混合气体的密度
C.B的物质的量浓度 D.气体的总物质的量
BC【例5】 在一定温度下,下列叙述不是可逆反应A(气)+3B(气) 2C(气)+2D(固)达到平衡的标志的是 ( )
①C的生成 速率与C的分解速率相等
②单位时间内生成amolA,同时生成3amolB
③A、B、C的浓度不再变化
④A、B、C的分压强不再变化
⑤混合气体的总压强不再变化⑥混合气体的物质的量不再变化
⑦单位时间内消耗amolA,同时生成 3amolB
⑧A、B、C、D的分子数之比为1:3:2:2
A.②⑧ B.②⑤⑧
C.①③④⑦ D.②⑤⑥⑧
B 在一定温度下,可逆反应
A(g)+3B(g) 2C(g) 达到平衡的标志是（ ）
A. C的生成速率与C分解的速率相等
B. 单位时间生成nmolA,同时生成3nmolB
C. 单位时间生成B的速率,与生成C的速率相等
D. 单位时间生成nmolA,同时生成2nmolCA D练习 下列说法中可以充分说明反应:
P(气) + Q(气) R(气)+S(气) , 在恒温下已达平衡状态的是（ ）
(A) P、Q、R、S的浓度不再变化
(B) P、Q、R、S的分子数比为1:1:1:1
(C)反应容器内P、Q、R、S共存
(D)反应容器内总物质的量不随时间而变化练习A 在一定温度下的恒容容器中,当下列物理量不再发生变化时,表明反应:
A(固)+3B(气) 2C(气)+D(气)已达平衡状态的是（其中只有B气体有颜色） ( )
A.混合气体的压强 B.混合气体的密度
C.气体的平均分子量 D.气体的颜色BCD练习ACD 在一定温度下，可逆反应A2(气)+B2(气)≒2AB(气)达到平衡的标志是
A、A2、B2、AB的浓度不再变化
B、容器中的压强不再随时间变化
C、单位时间内生成n mol的A2同时生成2n mol的AB
D、 A2、B2、AB的浓度之比为1:1:2
E、单位时间内消耗nmolA2同时消耗nmolB2
F、单位时间内消耗nmol A2同时生成了nmolB2
G、单位时间打断nmol A—A共价键同时打断2nmol
A—B共价键。 ACFG练习 对于可逆反应：N2+3H2 2NH3，在一定温度下，定容的容器中，达到平衡的标志是
A、容器内的压强不再发生变化
B、单位时间内，消耗多少H2，同时生成多少H2
C、氢气、氮气、氨气的量不再发生变化
D、反应停止，H2、N2、NH3的量不再发生变化
E、混合气体的平均分子量不再发生变化
F、容器内混合气体的密度不再发生变化
G 、定压条件下容器内混合气体的密度不再发生变化
(ABCEG)练习练习可逆反应2NO2 ≒2NO＋O2在密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是 （ ）
①单位时间内生成nmol O2 的同时生成2 nmol NO2
②单位时间内生成nmol O2 的同时生成2 nmol NO
③用NO2 、NO 、O2 的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
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 ① ④ ⑥ B ② ③ ⑤
C ① ③ ④ D ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ A化学平衡的相关计算⑴基本模式——“三段式”转化： mx nx px qx 平衡：a - mx b - nx px qx ⑵基本关系生成物：平衡浓度＝起始浓度＋转化浓度 ①反应物：平衡浓度＝起始浓度－转化浓度 ②转化率α化学平衡的相关计算③气体的平均分子量化学平衡的相关计算④ 几点定律a、如果保持P、T不变：
则气体的体积比等于物质的量之比，即
则气体的密度比等于摩尔质量之比，即
b、如果保持V、T不变：
则气体的压强比等于气体物质的量之比，即 在一定温度下,容积为20L的容器中充入2molSO2和1molO2发生反应： 2SO2 +O2 2SO3 ，达到平衡时，容器内气体压强为开始时的70%。试求：
①SO2的转化率
②平衡时的O2浓度
③SO3的体积分数
④混合气体的平均相对分子量
⑤平衡时混合气体的密度
例题——常规计算90%0.005mol/L85.7%76.28g/L 1 mol X气体跟a molY气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应：X(g) ＋ a Y(g) b Z(g)，反应达到平衡后，测得X的转化率为50%。而且，在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度3/4 ，试求a、b的关系。例题2b-a=1 在一定温度和压强下，将平均分子相对质量为8.5的N2和H2的混合气体，充入密闭容器中反应，达到平衡后，混合气体的平均分子量为10.0，则N2的转化率为____。 练习30%在一定条件下发生反应：
3A（g）+ 2B（g） xC（g）+2D（g），在 2L 的密闭容器中，把 4molA 和 2molB 混合，2min后达到平衡时生成 1.6molC,又测得反应速率 v(D)= 0.2mol·(L·min)-1，
下列说法正确的是( )
A. B 的转化率是20%
B. x= 4
C. A 的平衡浓度是 1.4mol·L-1
D. 平衡时气体压强是原来的 0.94倍练习B C 1体积SO2和3体积空气混合后在450℃以上通过V2O5催化剂发生反应。若同温同压下测得反应前后混合气体的密度比为0.9：1，则SO2的转化率为 例 题A. 90％ B. 80％
C. 45％ D. 10％B差量法例题——极端假设法 在一定条件下，可逆反应
A2(g) + B2(g) 2C(g) 达平衡时，各物质的平衡浓度分别为c(A2) =0.5mol/L，c(B2) = 0.1mol/L，c(C) = 1.6mol/L 。若用a、b、c分别表示A2、B2、C的起始浓度，则：
（1）a、b应满足的关系
（2）a、b的取值范围
a=b+0.40.4mol/L≤a≤1.3mol/L
0mol/L≤b≤0.9mol/L练习一定条件下，在2SO2+O2≒2SO3的化学平衡体系中，各
物质的浓度分别是2.0mol/L、0.8mol/L、2.4mol/L，则
氧气在反应起始时的浓度可能是
（A）0.8~2mol/L (B) 0~2mol/L
(C) 0~0.8mol/L (D) 无法确定B 在密闭容器中进行如下反应：
X2（气）+Y2（气） 2Z2（气），已知X2、Y2、Z2的起始浓度0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L在一定条件下达到达平衡后,各物质的浓度可能为
A、Z2为0.3 mol/L B、Y2为0.35mol/L
C、X2为0.2mol/L D、Z2为0.4mol/LA B练习练习2H3F3(g) 3H2F2(g) , H2F2(g) 2HF(g)
平衡时，平均分子量为 42 ，则H3F3在平衡体系中的体积分数为 ( ) 大于10％ B. 等于10％
C. 小于10％ D. 无法确定A 将固体NH4I置于密闭容器中，在某温度下发生下列反应 NH4I(s) NH3(g)+HI(g)
2HI(g) H2(g)+I2(g)
当反应达到平衡时，c(H2)=0.5mol/L，c(HI)=4mol/L，则NH3的浓度为（ ）
A. 3.5mol/L B. 4mol/L
C. 4.5mol/L D. 5mol/L D例题——连续平衡第二单元 化学反应的方向和限度（第三课时：化学平衡常数）—— K化学平衡常数实验测得，同一反应（如：aA+bB cC+dD）在某温度下达到的化学平衡状态，平衡体系中各物质的浓度满足下面关系：其中c为各组分的平衡浓度，温度一定，K为定值。（P44 问题解决）一、表达式结论：生成物浓度的系数次方的乘积与反应物浓度系数次方的乘积之比为一常数K值的大小，表示在一定温度下，反应达到平衡时该反应进行的程度（反应的限度）。（1）K值越大，反应程度增大，转化率越高；反之则转化率越低。（2）K值与浓度无关，随温度变化而变化二、意义化学平衡常数三、使用平衡常数应注意的问题化学平衡常数（1）必须指明温度，反应必须达到平衡状态（2）平衡常数表示反应进行的程度，不表示反
应的快慢，即速率大，K值不一定大（3）在进行K值的计算时，固体不作考虑，表达
式中不需表达一定温度下三、使用平衡常数应注意的问题（4）在进行K值的计算时，稀溶液中的H2O的浓
度可不表达一定温度下（5）平衡常数的表达式与方程式的书写有关N2+3H2 2NH32NH3 N2+3H21/2N2+3/2H2 NH3K1 = 1/K2 = K32三、使用平衡常数应注意的问题某温度下（6）利用K值可判断某状态是否处于平衡状态三、使用平衡常数应注意的问题如某温度下，可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)
平衡常数为K，若某时刻时，反应物和生成物的浓度关系如下： K’＜K ，V正＞V逆，反应向正方向进行K’＝K ，V正＝V逆，反应处于平衡状态K’＞K ，V正＜V逆，反应向逆方向进行则：例：高炉炼铁中发生的基本反应如下:
FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)―Q。其平衡常数可表达为: K=c(CO2)/c(CO)，已知1100℃，K=0.263
(1)若平衡向右进行，高炉内CO2和CO的体积比值________，平衡常数K值________(填“增大”“减小”或“不变”)
(2)1100℃时，测得高炉中c(CO2)=0.025mol/L，c(CO)=0.1mol/L，在这种情况下该反应是否处于平衡状态_______(填“是”或“否”)，此时化学反应速率是V正____V逆(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是
。增大增大否大于c(CO2)/c(CO)＝0.25＜0.263，说明不是平衡状态，且向正反应方向进行现有一定温度下的密闭容器中存在如下反应：2SO2+O2 2SO3知C(SO2)始=0.4mol/L，C(O2)始=1mol/L经测定该反应在该温度下的平衡常数K≈19，试判断，
（1）当SO2转化率为50％时，该反应是否达到平衡状态，若未达到，哪个方向进行？
（2）达平衡状态时， SO2的转化率应为多少？例题