化學：《化學反應的方向和限度》課件12（25張PPT）（蘇教版選修4）

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歡迎進入化學課堂 第二單元 化學反應的方向和限度 水往低處流 生活中到自發(fā)過程 這些生活中的現(xiàn)象將向何方發(fā)展 方向性 我們非常清楚 因為它們有明顯的自發(fā)性 一 化學反應的方向 注 一定條件指 一定的溫度T和壓強P 外界幫助指 通電 光照等 一定條件 如加熱 高壓 下目的 引發(fā)反應 自發(fā)反應在恰當條件下才能實現(xiàn) 特征 有方向性 且不能自動恢復原狀 若要恢復必須借助外力 1 自發(fā)反應定義 k 39 在一定條件下 無需外界幫助就能自動進行的反應如鐵器暴露在潮濕空氣中會生銹 燃燒 1 自發(fā)反應 2 實例N2 O22NO2H20 通電 2H2 O2 1 非自發(fā)反應定義 在一定條件下 無外界幫助不能自動進行的反應 2 非自發(fā)反應 3 自發(fā)過程 定義 在一定條件下 無需外界幫助就能自動進行的過程 K P39交流與討論 2 實例 水由高處向低處流 冰融化 固體溶解 3 特點 物理變化 體系趨向于從高能狀態(tài)轉變?yōu)榈湍軤顟B(tài) 二 判斷化學反應方向的依據(jù) P40你知道嗎 1 絕大多數(shù)的放熱反應 H 0 能自發(fā)進行 3 吸熱過程也能自發(fā)進行 如 硝酸銨溶于水 K 41 2 放出的熱量越多 體系能量降低越多 反應越完全 K 40第1 2段 1 焓變 H與反應方向 放熱反應和吸熱反應自發(fā)原因 有序 混亂 K 41頁圖2 15 2 熵變 S 與反應方向 研究表明 焓變 H 是決定反應能否自發(fā)進行的因素之一 但不是唯一因素 除熱效應外 決定反應能否自發(fā)進行的另一因素 體系的混亂度 熵S 1 熵 K 41 衡量一個體系混亂度的物理量叫做熵 符號S注意 A 熵增原理 體系混亂度 微粒間無規(guī)則排列程度 越大 則熵S越大k41頁圖2 16B 對于同一物質 S g S l S s 2 熵變 A 熵變定義 K 41 反應前后體系熵的變化符號 SB 表達式 S S 生成物總熵 S 反應物總熵 C 熵判據(jù) 變化后混亂度增加 即體系趨向于由有序狀態(tài)轉變?yōu)闊o序狀態(tài) 則體系熵變 S 0 S越大 越有利于反應自發(fā)進行 K42頁問題解決 放熱反應和吸熱反應自發(fā)原因 3 化學反應方向的判據(jù) 必須綜合考慮反應的 焓變 H和 熵變 S 正確判斷一個化學反應是否能夠自發(fā)進行 恒溫恒壓時判斷反應是否能夠自發(fā)進行 H 0 S 0 H 0 S 0 H 0 S 0 H 0 S 0 一定自發(fā) 一定不能自發(fā) 在低溫是自發(fā)反應 在高溫是非自發(fā) 低溫非自發(fā)反應 在高溫是自發(fā)反應 k42交流與討論x 37 5 6 三 化學平衡狀態(tài) 化學平衡狀態(tài)研究對象 1 可逆反應 定義 在同一條件下 正反應和逆反應同時進行的化學反應 特征 可逆反應不能進行到底 存在限度 平衡狀態(tài)時反應物和生成物同時存在 你有我有大家有 即 任一方向都不可能進行完全 任一組分轉化率 100 符號 條件 兩同 思考 2體積SO21體積O2500 101KPa V2O5 SO2 6 O2 3 SO3 91 如前 如前 反應停止了嗎 這時 SO2 O2的消耗量等于SO3轉化生成SO2 O2的量 化學平衡狀態(tài) 動態(tài)平衡 不平衡狀態(tài) 2 化學平衡狀態(tài) x38 定義 在一定條件下的可逆反應里 正反應和逆反應的速率相等 反應物和生成物各組分濃度保持不變的狀態(tài) 注意三點 前提 研究對象 可逆反應 內在本質 v 正 v 逆 0 外在標志 反應混合物中各組分的濃度保持不變 2 化學平衡的特征 A 逆 研究對象 前提 可逆反應 E 變 當濃度 壓強 溫度等外界條件改變時 原化學平衡可能被破壞 正 逆 平衡移動重新建立新的平衡 v正 v逆 若 正 逆平衡向正反應方向移動 若 正 逆平衡向逆反應方向移動 B 等 同一種物質 正 B 逆 B 0 C 動 動態(tài)平衡即V不等于零 D 定 平衡狀態(tài)時 反應混合物中各組分的濃度或其百分含量保持一定 不變 直接標志 任何情況均適用 1 等 同一種物質 正 B 逆 B 2 反應混合物中反應物和生成物各組分的濃度或其百分含量保持不變注意陷阱 1 同一反應中不同的物質的速率之比等于方程式中各物質的計量數(shù)之比 2 若反應前后總質量一直不變 則化學反應達到平衡狀態(tài) 3 密閉容器中的氣體反應如 若密度不變 則化學反應達到平衡狀態(tài) 3 化學平衡狀態(tài)的標志 難點 非標志 錯 錯 N2 3H22NH3 錯 間接標志 任何情況均適用 1 同一種物質 該物質的生成速率等于它的分解速率 生成 B 分解 B 2 同一種物質 該物質的斷鍵速率等于它的成鍵速率 斷鍵 B 成鍵 B 3 各組成的物質的量n 或物質的量分數(shù) 不隨時間的改變而改變 4 各組成的質量m 或質量分數(shù) 不變 5 各氣體的體積V 或體積分數(shù) 不變 6 各反應物的轉化率或各產(chǎn)物的產(chǎn)率保持不變 4 化學平衡常數(shù) K44頁 問題解決 1 定義 在一定溫度下 當一個可逆反應達到化學平衡時 生成物濃度以系數(shù)為指數(shù)的冪的乘積與反應物濃度以系數(shù)為指數(shù)的冪的乘積的比值是一個常數(shù) 這個常數(shù)是該反應的化學平衡常數(shù) 符號K 2 表達式 aA bBcC dD平衡常數(shù) 平衡常數(shù)的書寫規(guī)則 固 純液體濃度 為常數(shù) 不必寫出 例 a CaCO3 s CaO s CO2 g K CO2 b CO2 g C s 2CO g K CO 2 CO2 c Cr2O72 H2O2CrO42 2H K CrO42 2 H 2 Cr2O72 上兩濃度平衡常數(shù)的單位分別是 第1個化學平衡常數(shù)KC的單位是 L mol 第2個化學平衡常數(shù)KC的單位是 mol L KC的單位與反應的化學方程式有關 由化學方程式?jīng)Q定 無固定的單位 常數(shù)K為比值 數(shù)值 無單位 3 意義 k 45 K值的大小說明反應進行的限度 程度 A K值越大反應進行的越完全 反應物的轉化率越大 反應的平衡常數(shù)K 105 認為正反應進行得較完全 B K值越小反應進行越不完全 反應物轉化率越小 K 10 5則認為這個反應的正反應很難進行注意 平衡常數(shù)表示反應進行的程度 不表示反應的快慢 即速率大 K值不一定大 4 平衡常數(shù)K影響因素 A 與濃度C 壓強P和催化劑均無關K44頁 交流與探討 B 只與溫度T有關 a 吸熱反應 溫度T與K正比 升高溫度 平衡向吸熱反應方向移動 b 放熱反應 溫度T與K反比 降低溫度 平衡向放熱反應方向移動 5 平衡常數(shù)K計算規(guī)律 N2 3H22NH3 2NH3N2 3H2 規(guī)律 正反應和逆反應平衡常數(shù)K互為倒數(shù) K1 1 K2 N2 3H22NH3 1 2N2 3 2H2NH3 K1 K22 規(guī)律 平衡常數(shù)K與化學計量數(shù)的次冪成正比 K2 K11 3 K48 5 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全