逍遥右脑 2013-03-23 15:34
化学反应的方向和限度
【考试说明要求】
1.了解化学反应的可逆性。能用焓变和熵变说明常见化学反应的方向。
2. 理解化学平衡常数的含义。能用化学平衡常数计算反应物的转化率。
3. 理解化学平衡状态，学会判断平衡状态的建立。
【基础知识梳理】
一、化学反应自发进行的方向的判断
1.能量判据（ΔH<0）：多数自发进行的化学反应是放热反应
2.熵判据(ΔS>0)：熵增有利于自发，同一物质熵值：S(固) S(液) S(气)
3.复合判据（△G = △H - T△S 0）
【思考】请填写下列表格（用自发反应，非自发反应，不一定）
ΔS >0ΔS <0
ΔH >0
ΔH <0
【例1】下列变化过程中，ΔS<0的是（ ）
A.氯化钠溶于水中 B.NH3和HCl反应生成NH4Cl(固)
C.干冰的升华 D.碳酸钙分解为CaO和C02
【例2】以下自发反应可用能量判据解释的是( )
A．硝酸铵自发地溶于水； B．2N2O5(g) = 4NO2(g)+ O2(g) △H=+56.7kJ/mol；
C．(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol； D．2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol。
二、化学平衡状态
1.可逆反应：在 条下，既能向 又能向 方向进行的反应。
2．化学平衡状态
⑴概念：
。
⑵特征：
⑶可逆反应达到平衡状态的标志：
【例3】哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充人1mol N2和3mol H2，在一定条下使该反应发生。下列有关说法正确的是 ( )
A 达到化学平衡时，N2将完全转化为NH3
B 达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等
C 达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化
D 达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零
【例4】下列方法中可以证明2HI H2 + I2(g)已达到平衡状态的是
①单位时间内生成了nmolH2的同时生成了nmolHI
②一个H—H键断裂的同时有两个H—I断裂 ③百分组成HI%＝I2%
④反应速率υH2=υI2=1/2υHI时 ⑤温度和体积一定时，某一生成物浓度不变的状态
⑥c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1 ⑦温度和体积一定时，容器内压强不再变化的状态
⑧条一定时，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，混合气体的颜色不再变化
⑩温度和压强一定时，混合气体密度不再变化
［思考］在上述⑦—⑩的说法中，能说明2NO2 N2O4达到平衡状态的是____ _____。
3.速率与平衡的关系
⑴υ正＞υ逆，平衡向_____ 移动 ⑵υ正＝υ逆，平衡_________移动
⑶υ正＜υ逆, 平衡向_______移动
【例5】在一定条下，可逆反应：N2 + 3H2 2NH3；△H＜0，达到平衡，当单独改变下列条后，有关叙述错误的是（ ）
A.加催化剂，正反应和逆反应速率都发生变化，且变化倍数相等。
B.加压,正反应和逆反应速率都增大,且正反应速率增大倍数大于逆反应速率增大的倍数
C.降温,正反应和逆反应速率都减小,且正反应速率减小倍数大于逆反应速率减小的倍数
D.恒容下充入Ar气，正反应和逆反应速率都增大，且正反应速率增大的倍数大于逆反应
三、化学平衡常数（）
1.表达式：aA +bB c cC+dD =
2. 意义：的大小说明反应进行的程度（限度），越大反应越
3.影响：只与 有关，
【例6】）将1.00molSO2(g)和1.00molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中，在1000达到平衡：2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)，测得c(SO3)=0.925mol/L。计算该条下反应的平衡常数和SO2的平衡转化率（写出计算过程）。
【例7】在某一容积为2L的密闭容器内，加入0.8mol的H2和0.6mol的I2，在一定的条下发生如下反应： H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，△H＜0
反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为 ；
（2）根据图1数据，反应开始至达到平衡时，平均速率v(HI)为 ；
（3）反应达到平衡后，第8分钟时：①若升高温度，化学平衡常数 （填写增大、减小或不变）
HI浓度的变化正确 ；（用图2中a～c的编号回答）
②若加入I2，H2浓度的变化正确的是 。（用图2中d～f的编号回答）
（4）反应达到平衡后，第8分钟时，若反容器的容积扩大一倍，请在图3中画出8分钟后HI浓度的变化情况。