化學反應的方向和限度
【考試說明要求】
1.了解化學反應的可逆性。能用焓變和熵變說明常見化學反應的方向。
2. 理解化學平衡常數的含義。能用化學平衡常數計算反應物的轉化率。
3. 理解化學平衡狀態，學會判斷平衡狀態的建立。
【基礎知識梳理】
一、化學反應自發進行的方向的判斷
1.能量判據（ΔH<0）：多數自發進行的化學反應是放熱反應
2.熵判據(ΔS>0)：熵增有利于自發，同一物質熵值：S(固) S(液) S(氣)
3.復合判據（△G = △H - T△S 0）
【思考】請填寫下列表格（用自發反應，非自發反應，不一定）
ΔS >0ΔS <0
ΔH >0
ΔH <0
【例1】下列變化過程中，ΔS<0的是（ ）
A.氯化鈉溶于水中 B.NH3和HCl反應生成NH4Cl(固)
C.干冰的升華 D.碳酸鈣分解為CaO和C02
【例2】以下自發反應可用能量判據解釋的是( )
A．硝酸銨自發地溶于水； B．2N2O5(g) = 4NO2(g)+ O2(g) △H=+56.7kJ/mol；
C．(NH4 )2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g) △H=+74.9 kJ/mol； D．2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/mol。
二、化學平衡狀態
1.可逆反應：在 條下，既能向 又能向 方向進行的反應。
2．化學平衡狀態
⑴概念：
。
⑵特征：
⑶可逆反應達到平衡狀態的標志：
【例3】哈伯因發明了由氮氣和氫氣合成氨氣的方法而獲得1918年諾貝爾化學獎�，F向一密閉容器中充人1mol N2和3mol H2，在一定條下使該反應發生。下列有關說法正確的是 ( )
A 達到化學平衡時，N2將完全轉化為NH3
B 達到化學平衡時，N2、H2和NH3的物質的量濃度一定相等
C 達到化學平衡時，N2、H2和NH3的物質的量濃度不再變化
D 達到化學平衡時，正反應和逆反應的速率都為零
【例4】下列方法中可以證明2HI H2 + I2(g)已達到平衡狀態的是
①單位時間內生成了nmolH2的同時生成了nmolHI
②一個H—H鍵斷裂的同時有兩個H—I斷裂 ③百分組成HI%＝I2%
④反應速率υH2=υI2=1/2υHI時 ⑤溫度和體積一定時，某一生成物濃度不變的狀態
⑥c(HI)∶c(H2)∶c(I2)＝2∶1∶1 ⑦溫度和體積一定時，容器內壓強不再變化的狀態
⑧條一定時，混合氣體的平均相對分子質量不再變化
⑨溫度和體積一定時，混合氣體的顏色不再變化
⑩溫度和壓強一定時，混合氣體密度不再變化
［思考］在上述⑦—⑩的說法中，能說明2NO2 N2O4達到平衡狀態的是____ _____。
3.速率與平衡的關系
⑴υ正＞υ逆，平衡向_____ 移動 ⑵υ正＝υ逆，平衡_________移動
⑶υ正＜υ逆, 平衡向_______移動
【例5】在一定條下，可逆反應：N2 + 3H2 2NH3；△H＜0，達到平衡，當單獨改變下列條后，有關敘述錯誤的是（ ）
A.加催化劑，正反應和逆反應速率都發生變化，且變化倍數相等。
B.加壓,正反應和逆反應速率都增大,且正反應速率增大倍數大于逆反應速率增大的倍數
C.降溫,正反應和逆反應速率都減小,且正反應速率減小倍數大于逆反應速率減小的倍數
D.恒容下充入Ar氣，正反應和逆反應速率都增大，且正反應速率增大的倍數大于逆反應
三、化學平衡常數（）
1.表達式：aA +bB c cC+dD =
2. 意義：的大小說明反應進行的程度（限度），越大反應越
3.影響：只與 有關，
【例6】）將1.00molSO2(g)和1.00molO2(g)放入容積為1L的密閉容器中，在1000達到平衡：2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)，測得c(SO3)=0.925mol/L。計算該條下反應的平衡常數和SO2的平衡轉化率（寫出計算過程）。
【例7】在某一容積為2L的密閉容器內，加入0.8mol的H2和0.6mol的I2，在一定的條下發生如下反應： H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，△H＜0
反應中各物質的濃度隨時間變化情況如圖1：
（1）該反應的化學平衡常數表達式為 ；
（2）根據圖1數據，反應開始至達到平衡時，平均速率v(HI)為 ；
（3）反應達到平衡后，第8分鐘時：①若升高溫度，化學平衡常數 （填寫增大、減小或不變）
HI濃度的變化正確 ；（用圖2中a～c的編號回答）
②若加入I2，H2濃度的變化正確的是 。（用圖2中d～f的編號回答）
（4）反應達到平衡后，第8分鐘時，若反容器的容積擴大一倍，請在圖3中畫出8分鐘后HI濃度的變化情況。
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