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第2节 化学反响的方向和限度
★考纲要求
了解化学反响的方向与化学反响的焓变和熵变之间的关系。
把握化学反响在肯定条件下能否自发进展的推断依据。
能够利用化学反响的焓变和熵变推断化学反响的方向。
了解可逆反响的定义。
理解化学平衡的定义。
理解影响化学平衡的因素。
理解化学平衡常数的定义并能进展简洁计算。
★高考动向
本节重要学问有化学反响进展的方向、化学平衡的概念、特征、化学平衡状态的推断、化学平衡常数的概念及计算。化学平衡常数的计算是近几年高考增的热点,化学平衡的推断及计算始终是高考的热点,推测2025年的高考,结合化工生产,综合考察化学平衡的推断及化学平衡常数的计算会有所表达。
★根底学问梳理
一、化学反响进展的方向
自发过程
含义:在肯定条件下,不需要借助外力作用就能自动进展的过程。(2)特点
①体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态(体系对外部做功或放出热量)。
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)。
化学反响方向的判据(1)焓判据
放热过程中体系能量降低,ΔH0,具有自发进展的倾向,但有些吸热反响也可以自发进展,故只用焓变推断反响方向不全面。
熵判据
①熵:衡量体系混乱_程度的物理量,符号为S。
②熵的大小:同种物质,三种状态下,熵值由大到小的挨次为S(g)S(l)S(s)。
③熵判据
体系的混乱度增大,ΔS0,反响有自发进展的倾向。但有些熵减的过程也能自发进展,故只用熵变来推断反响方向也不全面。
复合判据——自由能变化
①符号:ΔG,单位:kJ/mol
②公式:ΔG=ΔH-TΔS
③应用
恒温、恒压下,推断化学反响自发性的判据,不仅与焓变和熵变有关,还与温度有关,可推出以下关系式:
当ΔH0,ΔS0时,ΔG0,反响肯定自发进展。
当ΔH0,ΔS0时,ΔG0,反响不行自发进展。c.当ΔH0,ΔS0或,ΔH0,ΔS0时,反响是否自发与温度有关。
【留意】能自发进展的反响不肯定能实际发生,化学反响方向的判据指出的仅仅是在肯定条件下化学反响自发进展的趋势,并不能说明在该条件下反响是否实际发生,还要考虑化学反响的快慢问题。
二、可逆反响
定义
一样条件下,既能向正反响方向进展,同时又能向逆反响方向进展的化学反响。
特点
反响物与生成物同时存在;任一组分的转化率小于100%。3.表示
用可逆符号表示。4.化学平衡状态(1)概念
肯定条件下的可逆反响中,正反响速率与逆反响速率相等,反响体系中全部参与反响的物质的质量保持不变的状态。
(2)平衡特点
⑦正反响速率=逆反响速率⑧质量(或浓度)
【留意】“v(正)=v(逆)”,是化学平衡状态微观本质的条件,其含义可简洁地理解为:对反响物或生成物中同一物质而言,其生成速率等于消耗速率。“反响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)的必定结果。
三、化学平衡常数
1.概念
在肯定温度下,当一个可逆反响到达化学平衡时,生成物浓度计量数次方的乘积与反响物浓度计量数次方的乘积的比值是一个常数,用符号K表示。2.表达式
对于反响mA(g)+nB(g)←→pC(g)+qD(g),K=cp C cq D (固体和纯液
cm A cn B
体的浓度为常数,通常不计入平衡常数表达式中)。
3.意义
(1)K值越大,反响物的转化率越大,正反响进展的程度越大。(2)K只受温度影响,与反响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响的平衡常数。①假设反响方向转变,则平衡常数转变。正、逆反响的平衡常数互为倒数。②假设方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小,尽管是同一反响,平衡常数也会转变。
如:NO(g)←→2NO(g)
24 2
c2 NO
K = 2 =0.36
(373K)
cNO
24
1
NO(g)←→NO(g)
224 2
K′ =
cNO
2
=0.36=0.60
(373K)
c1/2 NO
24
2NO(g)←→NO(g)
2 24
cNO 1
K″ = 24 = ≈2.8
(373K)
c2 NO
2
0.36
因此书写平衡常数表达式及数值,要与化学反响方程式相对应,否则意义就不明确。
【误区警示】化学平衡常数K值的大小是可逆反响进展程度的标志,它能够表
示可逆反响进展的完全程度。一个反响的K值越大,说明平衡时生成物的浓度越大,反响物的浓度越小,反响物的转化率也越大。可以说,化学平衡常数是在肯定温度下一个反响本身固有的内在性质的定量表达。
★高频考点剖析
考点一化学反响进展的方向及判据1.化学反响进展方向的事实判据(1)由不稳定物质向稳定物质转变