第40讲　化学反应的方向和限度.docx

第七章 化学反应的方向、限度与速率 第40讲　化学反应的方向和限度 [复习目标]　1.了解熵、熵变的含义，会用复合判据判断反应进行的方向。 2.了解化学反应可逆性特点。 3.掌握化学平衡状态的建立及特征。 4.了解平衡常数的概念及意义。 考点一　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发进行的反应称为自发反应。 2．熵和熵变的含义 (1) 熵的含义 描述体系的无序程度的物理量，符号为S。熵值越大，体系混乱度越大。同一条件下，不同物质有不同的熵值；同一种物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)S(l)S(s)。 (2) 熵变的含义 ΔS＝S(生成物)－S(反应物)。化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行。 3．判断化学反应方向的判据 ΔG＝ΔH－TΔS ΔG0时，反应正向能自发进行； ΔG＝0时，反应达到平衡状态； ΔG0时，反应正向不能自发进行。 1．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向(　　) 2．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为判断反应能否自发进行的判据(　　) 3．过程自发性不仅能用于判断过程的方向，还能确定过程发生的速率(　　) 答案　1.×　2.×　3.× 专项突破 关键能力 1．下列说法正确的是(　　) A．非自发反应一定不能实现 B．同种物质气态时熵值最小，固态时熵值最大 C．反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH0 D．恒温恒压下，ΔH0且ΔS0的反应一定不能自发进行 答案　C 解析　反应是否自发进行，由熵变、焓变、温度共同决定，非自发反应在改变条件时可以发生，选项A错误； 熵是指体系的混乱度，同种物质熵值：气态液态固态，选项B错误； 反应能自发进行说明：ΔH－TΔS＜0，由化学方程式NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)可知该反应的ΔS＜0，要使ΔH－TΔS＜0，必须满足ΔH＜0，选项C正确； ΔH＜0且ΔS＞0的反应的ΔH－TΔS＜0，反应一定可以自发进行，选项D错误。 2．(1) 汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)===2C(s)＋O2(g)。已知该反应的ΔH＞0，简述该设想能否实现的依据：___________________ ______________________________________________________________。 (2) 超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式为2NO＋2CO2CO2＋N2。反应能够自发进行，则反应的ΔH________0(填“＞”“＜”或“＝”)。理由是________________ ____________________________________________________________________________。 (3) 已知CaSO4(s)＋CO(g) CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)　ΔH＝＋218 kJ·mol－1，该反应能够自发进行的反应条件是________。 答案　(1) 不能实现，因为该反应的ΔH＞0，ΔS＜0，反应不可能自发进行 　(2) ＜　该反应的ΔS＜0，因该反应能自发进行，根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0可知ΔH＜0 　(3) 高温 考点二　可逆反应、化学平衡状态 1．可逆反应 (1) 概念 在相同条件下同时向正、逆两个方向进行的反应。 (2) 特点 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 双同性 正、逆反应是在相同条件下，同时进行 共存性 反应物的转化率小于100%，反应物与生成物共存 2.化学平衡状态 (1) 概念 在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，反应物和生成物的浓度不再随时间的延长而发生变化，正反应速率和逆反应速率相等，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。 (2) 化学平衡的建立 绘制“反应速率－时间”图像，表示从正反应开始建立化学平衡状态的过程。 (3) 平衡特征 (4) 化学平衡状态的判断方法 ① v正＝v逆eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(同种物质，消耗速率等于生成速率,不同种物质，速率之比等于化学计量,　数之比，但必须同时有正、逆反应)) ② 宏观组成标志 各组分的浓度保持不变，或各组分的质量、物质的量、百分含量、质量分数等保持不变的状态是平衡状态。 ③ 间接标志 a．有气体参加的不等体反应，气体的总压强、总体积、总物质的量不变时，达到平衡状态。 b．如果平衡体系中的物质有颜色，则平衡体系的颜色不变时，达到平衡状态。 c．气体的密度、气体的平均相对分子质