化学反应的方向、限度与速率PPT课件

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一、化学反应的方向1、 放热反应过程使体系的能量降低，具 有自发进行的倾向 ①吸热反应一定不能自发进行NH4HCO3(固)+CH3COOH

×

②在常温下不能自发进行吸热反应，在高温 下也一定不能自发进行

×

CaCO3的分解

焓变不是决定反应能否自发进行的 唯一因素

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2、体系有自发地向混乱度增加(熵增) 的方向进行的倾向反应的熵变△S=生成物的总熵-反应物的总熵

同一物质的熵： S(g)>S(l)>S(s)①在常温、常压下，熵增的反应一定能自发进行

CaCO3的分解 ②少数熵减的反应在一定条件下也可以自发进行 NH3+HCl

×√

熵变也不是决定反应能否自发进行的 唯一因素

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3、化学反应方向的判据 在一定条件下，一个化学反应能否自发进 行，既与焓变有关又与熵变有关。在恒温、 恒压条件下，由△H-T△S的大小来确定。

△H - T· △S ﹤ 0 反应能自发进行 △H - T· △S ﹥ 0 反应不能自发进行

△H - T · △S ﹦ 0 反应达到平衡状态

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二、化学反应的限度、速率 1、化学平衡常数对于一般的可逆反应：

aA(g)+ bB(g) cC(g) + dD(g) 在一定温度下建立平衡体系：

K=

[C]

C

[D] [B]

d

[A]

a

化学平衡常数表示可逆 b 反应进行程度的大小

K是温度函数，与反应物、生成物的浓度无关， 只受温度影响。

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2、化学平衡常数的应用可逆反应：

aA(g)+ bB(g) cC(g) + dD(g) 在一定温度下的任意时刻：QC = c c (C) c d(D) ca (A) c b(B)

(浓度熵)

Qc > K时，反应逆向进行 V正 < v逆

Qc < K时， 反应正向进行 V正 > v逆Qc = K时， 反应已达平衡 V正 = v逆

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3、平衡转化率：可逆反应：

aA(g)+ bB(g)一定温度达到化学平衡：α(A)=

cC(g) + dD(g) 在

A的起始浓度 - A的平衡浓度

A的起始浓度 C(A) – [A] C(A)×100%

×100%

=

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浓度对反应物转化率的影响：Ⅰ、在容积不变的容器中进行的可逆反应：

aA(g)

bB(g) + cC(g) 在一定温度

达到化学平衡时，增加A的浓度：

①若a=b+c,A的转化率 不变②a>b+c,A的转化率 增大

③a<b+c,A的转化率 减小

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Ⅱ、固定容积的容器中进行的可逆反应：

aA(g)+ bB(g) cC(g) + dD(g) 在一定温度达到化学平衡：1、增加A的浓度，B的转化率 增大 A的转化率 减小 2、若按原比例同倍数增加A、B的浓度： ①若a+b=c+d ,A、B的转化率不变

②若a+b>c+d ,A、B的转化率 增大③若a+b<c+d ,A、B的转化率 减小

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产物的 产率=

实际得到产物的物质的量

理论上得到产物的物质的量

×100%

4、影响化学反应速率、限度的条件：

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在工业上进行的可逆反应： aA(g)+ bB(g) cC(g) + dD(g) △H>0 (且a+b < c+d)若想提高A物质的转化率，综合分析应采取的 措施是： 高温、适当的压强、催化剂、增B、 分离出产物。

外界条件温度 压强

平衡分析

速率分析

催化剂 反应物的浓度 产物的浓度

高温 低压 无影响 增大B浓度 减小浓度

高温 高压 使用 增大A、B浓度 减小浓度

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5、勒、夏特列原理： 如果改变影响化学平衡的一个因素，平 衡将向能够减弱这种改变的方向移动。 2SO2(g)+O2(g) SO2、O2 2SO3(g)

①恒温、恒容时，充入He气：

SO3平衡体系

速率 不变 ，化学平衡 不移动②恒温、恒压时，充入He气：

速率减小 ，化学平衡逆向移动

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6、等效平衡： 对于同一可逆反应，当外界条件一 定时，该反应无论从正反应开始，还是 从逆反应开始，或是正逆反应同时进行， 只要反应物或生成物满足一定的配比， 达平衡时，任何相同组分的百分含量 (体积、物质的量)均对应相同，这样 的化学平衡互称为等效平衡。

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Ⅰ、恒温、恒容条件下的等效平衡：

在定温、定容的条件下，对于反 应前后气体体积改变的可逆反应， 只改变起始加入物质的物质的量， 如果用“极值法”换算成同一边物 质的物质的量与原平衡相同，则两 平衡等效.

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在恒温恒容下，按下面不同的投料方式进行反应 平衡后各体系内相同组分浓度是否对应相同 N2 + 3H2 2NH3 (1) 1mol 4mol 0mol (2) 0mol 1mol (3) 0.5mol 1mol 2mol

(3+1)mol 0mol 2.5mol 1mol 0mol

(0.5+0.5)mol (2.5+1.5)mol

三条途径最终达到同一平衡