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1、第21讲化学平衡的移动、化学反应进行的方向,一、影响化学平衡的外界条件及原理 1外界条件 (1)浓度 其他条件不变时,增大反应物的浓度或减小生成物的浓度,平衡向_方向移动;增大生成物浓度或减小反应物的浓度,平衡向_方向移动。,(2)压强 对气体体积可变的反应,其他条件不变时,增大压强,平衡向气体_的方向移动;减小压强,平衡向气体_的方向移动。 对气体体积不变的反应或无气体参加的反应,其他条件不变时,改变压强,平衡_。 (3)温度 其他条件不变时,升高温度,平衡向着_方向移动;降低温度,平衡向着_方向移动。,(4)催化剂 催化剂能_程度地改变正反应速率和逆反应速率,故平衡不移动。 2勒夏特列原理
2、 如果改变影响化学平衡条件之一(如温度、压强、浓度等),平衡将向着能够_这种改变的方向移动。,1某一可逆反应,一定条件下达到了平衡,若化学反应速率改变,平衡一定发生移动吗?若平衡发生移动,化学反应速率一定改变吗?,二、化学反应进行的方向 1自发过程 (1)含义:在一定条件下,不需要借助外力作用就能自发进行的过程。 (2)特点 体系趋向于从_状态转变为_状态(体系对外部_或_热量)。 在密闭条件下,体系有从_转变为_的倾向性(无序体系更加稳定)。,2化学反应进行的方向 (1)焓判据 经验表明,自发过程的共同特点是,体系趋向于从高能状态转变为低能状态(这时体系会对外部做功或_能量),即自发过程趋向
3、于_状态。 放热反应过程中体系能量降低,因此具有自发进行的倾向,科学家由此提出了用_判断反应进行的方向,即所谓的焓判据。,(2)熵判据 熵的含义:在密闭条件下,体系有从有序自发地转变为无序的倾向,因为与有序体系相比,无序体系“更加稳定”。科学家用_(符号S)来度量这种混乱(或有序)的程度。同一种物质,_时的熵值最大,_时次之,_时最小。 熵判据 在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵_,即熵变(符号S)_零,这个原理也叫做_原理。在用来判断过程的方向时,就称为熵判据。,(3)复合判据自由能变化G 体系自由能(符号为G,单位为kJmol1)变化综合考虑了焓变和熵变对体系的影响:GHTS。
4、恒温、恒压下,判断化学反应自发性的判据,不仅与焓变和熵变有关,还与温度有关,可推出下列关系式:,(1)当H0,S0时,G_,反应可自发进行。 (2)当H0,S0时,G_,反应不可 自发进行。 (3)当H0,S0或H0,S0时,反应是否自发与_有关,一般低温时焓变影响为主,高温时,熵变影响为主,而温度影响的大小要视H、S的具体数值而定。,0,0,温度,2“放热过程都可以自发进行,但吸热过程都不能自发进行。”这句话对吗?应如何理解? 提示:不对。放热过程有自发进行的倾向性,但并不一定能自发进行,吸热过程没有自发进行的倾向性,但并不一定不能自发进行,如水的蒸发等。,化学平衡移动的判断 1化学平衡的移
5、动 (1)含义:在一定条件下,可逆反应达到化学平衡状态,如果改变影响平衡的条件(如温度、压强、浓度等),化学平衡状态被破坏(正、逆反应速率不再相等),直至正、逆反应速率再次相等,在新的条件下达到新的化学平衡状态。这种现象称作平衡状态的移动,简称平衡移动。,(2)分析化学平衡移动的一般思路:,(3)化学平衡移动与化学反应速率的关系 v正v逆:平衡_移动。 v正v逆:化学平衡状态。 v正v逆:平衡_移动。,3任意可逆反应的化学平衡状态,都能受温度的影响而发生移动。只要升高温度,新平衡状态下的速率值一定大于原平衡状态下的速率值。,当此反应进行到一定程度时,反应混合物就处于化学平衡状态。现在该容器中,
6、维持温度不变,令a、b、c分别代表初始加入的SO2、O2和SO3的物质的量(mol)。如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的百分含量仍跟上述平衡时的完全相同。请填写下列空白:,(1)若a0,b0,则c_。 (2)若a0.5,则b_,c_。 (3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c):_。,知识连接 解平衡移动题时的“三不要”: 1不要将平衡的移动和速率的变化混同起来。 例如:别以为平衡正向移动一定是v正加快,v逆减慢等。 2不要将平衡的移动和浓度的变化混同起来,例如:别以为平衡
7、正向移动时,反应物浓度一定减少,生成物浓度一定增大等。 3不要将平衡的移动和反应物的转化率提高混同起来,例如:别以为平衡正向移动,所有反应物的转化率一定提高。,下列说法正确的是() Amn BQ0 C温度不变,压强增大,Y的质量分数减少 D体积不变,温度升高,平衡向逆反应方向移动,答案:C,(2)含量时间图象(A%t图),(3)转化率时间图象(A)t图,【答案】C,方法归纳 解答图象题的方法和思路 (1)看图象: 一看面即横坐标、纵坐标代表的量。 二看线即线的斜率大小,平与陡的含义;函数的增减性。 三看点即起点、终点、转折点、交叉点等。 四看要不要作辅助线等温线,等压线等。,五看量定量图象中有
8、关量的多少。 (2)想规律:联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响。 (3)做判断 认准某些关键数据在解题中的特定作用,全面准确地从图中找出直接或隐含的相关知识。,A由图甲知,A点SO2的平衡浓度为0.4 molL1 B由图甲知,B点SO2、O2、SO3的平衡浓度之比为212 C达平衡后,缩小容器容积,则反应速率变化图象可以用图乙表示 D压强为0.50 MPa时不同温度下SO2转化率与温度关系如丙图,则T2T1,答案:C,1(2010年天津)下列各表述与示意图一致的是(),答案:B,(3)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是_。 av(O2)正2v(SO3)逆 b容器中气体的平均分子
9、量不随时间而变化 c容器中气体的密度不随时间而变化 d容器中气体的分子总数不随时间而变化,答案:(1)五氧化二钒大于 (2)在450 时,2 mol SO2气体和1 mol O2气体完全反应生成2 mol SO3气体时放出的热量为190 kJ (3)bd(4)0.036向正反应方向0.360.40,答案:(1)6H2(2)升高温度,反应速率加快,平衡向正反应方向移动(3)答案见解析,1下列说法正确的是() A凡是放热反应都是自发的,因为吸热反应都是非自发的 B自发反应一定是熵增大,非自发反应一定是熵减小或不变 C自发反应在恰当条件下才能实现 D自发反应在任何条件下都能实现,解析:放热反应常常是
10、容易进行的反应,吸热反应有些也是自发反应;自发反应的熵不一定增大,可能减小,也可能不变;过程的自发性只能用于判断过程的方向,是否能实现还要看具体的条件。 答案:C,解析:由于是恒温恒压,不管充入多少二氧化氮,平衡均是等效平衡,二氧化氮的体积分数都不变。 答案:A,解析:恒温,再充入一定量NO2(g),可把这一过程虚拟为两个过程,(如下图)设原平衡体系占据B容器,再充入的NO2达到B状态的转化率,形成和B状态完全一样的状态时,占有空间A(虚拟),然后再将虚拟空间A中的气体完全推入B容器,这相当于加压,平衡正移,NO2体积分数减小,选C。 答案:C,答案:A,A升高温度 B充入He(g),使体系压强增大 C将H2O(g)从体系中分离 D再充入1 mol CO2和3 mol H2 (2)请你就节能减排,控制温室气体排放提两条合理化建议 _。,(2)节能减排、控制CO2等温室气体的排放,可以从减少化石燃料使用、开发新能源入手,如充分利用太阳能、风能,开发氢能等。,