8/13專(zhuān)題02化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率（期末復(fù)習(xí)知識(shí)清單）高二化學(xué)上學(xué)期魯科版考點(diǎn)01化學(xué)反應(yīng)的方向1.反應(yīng)焓變與化學(xué)反應(yīng)的方向放熱反應(yīng)過(guò)程中體系能量降低，因此具有自發(fā)進(jìn)行的傾向，利用焓變來(lái)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，這就是焓判據(jù)。大多數(shù)放熱反應(yīng)是可以的。有些吸熱反應(yīng)也可以，如：2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)ΔH＝+109.8kJ·mol-1，故不能只根據(jù)放熱或吸熱來(lái)判斷反應(yīng)的方向。只用焓判據(jù)判斷反應(yīng)是否自發(fā)不全面。2.熵變與化學(xué)反應(yīng)的方向(1)熵值大?、袤w系的熵值：體系的混亂程度越大，體系的熵值就越大。②同一種物質(zhì)的熵值：S(g)>S(l)>S(s)；同一條件下，不同物質(zhì)的熵值不同。(2)熵變與化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的關(guān)系①自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)大多是的過(guò)程，有些熵減的過(guò)程也能。不能只根據(jù)熵增或熵減來(lái)判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。②與環(huán)境既沒(méi)有物質(zhì)交換也沒(méi)有能量交換的孤立體系或絕熱體系，自發(fā)過(guò)程才向著熵增的方向進(jìn)行。3.自由能與化學(xué)反應(yīng)的方向(1)自由能變化符號(hào)為ΔG，單位為kJ·mol-1。(2)自由能變化與焓變、熵變的關(guān)系ΔG＝ΔH-TΔS。ΔG不僅與焓變和熵變有關(guān)，還與溫度有關(guān)。反應(yīng)方向與自由能的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)總是向著自由能減小的方向進(jìn)行，直到體系達(dá)到平衡。①當(dāng)ΔG<0時(shí)，反應(yīng)能；②當(dāng)ΔG＝0時(shí)，反應(yīng)處于；③當(dāng)ΔG>0時(shí)，反應(yīng)不能。類(lèi)型ΔHΔSΔG反應(yīng)的自發(fā)性1<0>0<0一定能自發(fā)2>0<0>0一定不能自發(fā)3<0<0正負(fù)決定于溫度低溫能自發(fā)4>0>0高溫能自發(fā)考點(diǎn)02可逆反應(yīng)、化學(xué)平衡狀態(tài)1．可逆反應(yīng)(1)概念在相同條件下同時(shí)向正、逆兩個(gè)方向進(jìn)行的反應(yīng)。(2)特點(diǎn)性可逆反應(yīng)分為方向相反的兩個(gè)反應(yīng)：正反應(yīng)和逆反應(yīng)性正、逆反應(yīng)是在相同條件下，同時(shí)進(jìn)行性反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小于100%，反應(yīng)物與生成物共存2.化學(xué)平衡狀態(tài)(1)概念在一定條件下可逆反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，反應(yīng)物和生成物的濃度不再隨時(shí)間的延長(zhǎng)而發(fā)生變化，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，這種狀態(tài)稱(chēng)為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱(chēng)化學(xué)平衡。(2)化學(xué)平衡的建立繪制“反應(yīng)速率－時(shí)間”圖像，表示從正反應(yīng)開(kāi)始建立化學(xué)平衡狀態(tài)的過(guò)程。(3)化學(xué)平衡特征(4)化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法①v正＝v逆eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(同種物質(zhì)，消耗速率等于生成速率,不同種物質(zhì)，速率之比等于化學(xué)計(jì)量,數(shù)之比，但必須同時(shí)有正、逆反應(yīng)))②宏觀組成標(biāo)志各組分的濃度保持不變，或各組分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、百分含量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)等保持不變的狀態(tài)是平衡狀態(tài)。③間接標(biāo)志a．有氣體參加的不等體反應(yīng)，氣體的總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量不變時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)。b．如果平衡體系中的物質(zhì)有顏色，則平衡體系的顏色不變時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)。c．氣體的密度、氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí)，要具體分析各表達(dá)式中的分子或分母變化情況，判斷是否平衡(若體系中各組分均為氣體，氣體質(zhì)量守恒；若體系中不全是氣體，要注意氣體質(zhì)量變化)?？键c(diǎn)03化學(xué)平衡常數(shù)1．概念在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，即化學(xué)平衡常數(shù)，用符號(hào)K表示。2．表達(dá)式對(duì)于一般的可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，當(dāng)在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)，K＝eq\f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))(純固體和純液體的濃度視為常數(shù)，通常不計(jì)入化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式中)。3．影響因素K只受溫度影響，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無(wú)關(guān)，與壓強(qiáng)變化、是否使用催化劑無(wú)關(guān)。4．平衡常數(shù)的意義及應(yīng)用(1)判斷可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度K<10－510－5～105>105反應(yīng)程度正反應(yīng)幾乎不發(fā)生正、逆反應(yīng)相當(dāng)正反應(yīng)可接近完全(2)判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡或進(jìn)行的方向?qū)τ诨瘜W(xué)反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的任意狀態(tài)，濃度商Q＝eq\f(cc(C)·cd(D),ca(A)·cb(B))。Q＜K，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行；Q＝K，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；Q＞K，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行?？键c(diǎn)04化學(xué)平衡移動(dòng)1.化學(xué)平衡的移動(dòng)(1)過(guò)程(2)圖示(3)化學(xué)平衡移動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系①v正>v逆：平衡向移動(dòng)。②v正=v逆：反應(yīng)達(dá)到，不發(fā)生平衡移動(dòng)。③v正<v逆：平衡向移動(dòng)。2.影響化學(xué)平衡的因素若其他條件不變，改變下列條件對(duì)化學(xué)平衡的影響如下(填寫(xiě)空格)：改變的條件(其他條件不變)化學(xué)平衡移動(dòng)的方向濃度增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度向方向移動(dòng)減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度向方向移動(dòng)壓強(qiáng)(對(duì)有氣體參加的反應(yīng))反應(yīng)前后氣體體積改變?cè)龃髩簭?qiáng)向氣體分子總數(shù)的方向移動(dòng)減小壓強(qiáng)向氣體分子總數(shù)的方向移動(dòng)反應(yīng)前后氣體體積不變改變壓強(qiáng)平衡移動(dòng)溫度升高溫度向方向移動(dòng)降低溫度向方向移動(dòng)催化劑同等程度改變v正、v逆，平衡不移動(dòng)3.勒夏特列原理(1)含義：如果改變影響化學(xué)平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng)以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度)，平衡將向著能夠這種改變的方向移動(dòng)。(2)注意：①勒夏特列原理的適用對(duì)象是。②化學(xué)平衡移動(dòng)的目的是“減弱”外界條件的改變，而不是“抵消”外界條件的改變，改變是不可逆轉(zhuǎn)的。考點(diǎn)05化學(xué)反應(yīng)歷程1．基元反應(yīng)大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是分幾步完成的，其中的每一步反應(yīng)稱(chēng)為基元反應(yīng)。如反應(yīng)：H2O2＋2Br－＋2H＋=Br2＋2H2O，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)提出它們微觀過(guò)程如下：(1)H＋＋H2O2H3Oeq\o\al(＋,2)(2)H3Oeq\o\al(＋,2)＋Br－=H2O＋HOBr(3)HOBr＋H＋＋Br－=H2O＋Br22．過(guò)渡態(tài)理論基元反應(yīng)過(guò)渡態(tài)理論認(rèn)為，基元反應(yīng)在從反應(yīng)物到產(chǎn)物的變化過(guò)程中要經(jīng)歷一個(gè)中間狀態(tài)，這個(gè)狀態(tài)稱(chēng)為過(guò)渡態(tài)。AB＋C→[A…B…C]→A＋BC反應(yīng)物過(guò)渡態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)渡態(tài)是反應(yīng)過(guò)程中具有最高能量的一種結(jié)構(gòu)狀態(tài)，過(guò)渡態(tài)能量與反應(yīng)物的平均能量的差值相當(dāng)于活化能[活化能(能壘)越高，此步基元反應(yīng)速率越慢]。例如，一溴甲烷與NaOH溶液反應(yīng)的過(guò)程可以表示為CH3Br＋OH－→[Br…CH3…OH]→Br－＋CH3OH3．活化能與反應(yīng)機(jī)理使用催化劑，可以改變活化能，改變反應(yīng)機(jī)理，在反應(yīng)機(jī)理中每一步反應(yīng)的活化能不同，且均比總反應(yīng)的活化能低，故一般使用催化劑可以降低反應(yīng)活化能，加快反應(yīng)速率，如圖所示：E1為總反應(yīng)的活化能，E2、E3為使用催化劑反應(yīng)機(jī)理中各步的活化能?？键c(diǎn)06反應(yīng)速率1.化學(xué)反應(yīng)速率(1)概念通常用單位時(shí)間內(nèi)的減少量或的增加量來(lái)表示。(2)表示方法及單位v=ΔcΔt，單位為mol·L-1(3)與化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系在反應(yīng)aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d。(4)注意事項(xiàng)①不能用固體或純液體來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率，因?yàn)楣腆w或純液體的濃度視為常數(shù)。②化學(xué)反應(yīng)速率一般指而不是瞬時(shí)速率，且無(wú)論用反應(yīng)物還是用生成物表示均取正值。③同一化學(xué)反應(yīng)，相同條件下用表示的化學(xué)反應(yīng)速率，其數(shù)值可能不同，但表示的意義相同。2.反應(yīng)速率常數(shù)與速率方程（1）反應(yīng)速率常數(shù)的含義反應(yīng)速率常數(shù)(k)是指在給定溫度下，反應(yīng)物濃度皆為1mol·L－1時(shí)的反應(yīng)速率。在相同濃度的條件下，可用反應(yīng)速率常數(shù)大小來(lái)比較化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率。化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度(或濃度的次方)成正比，而反應(yīng)速率常數(shù)是其比例常數(shù)，在恒溫條件下，反應(yīng)速率常數(shù)不隨反應(yīng)物濃度的變化而改變。因此，可以應(yīng)用速率方程求出該溫度下任意濃度時(shí)的反應(yīng)速率。（2）速率方程一定溫度下，化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以其化學(xué)計(jì)量數(shù)為指數(shù)的冪的乘積成正比。對(duì)于基元反應(yīng)：aA＋bB=gG＋hH則v＝k·ca(A)·cb(B)(其中k為反應(yīng)速率常數(shù))。如：①SO2Cl2SO2＋Cl2v＝k1·c(SO2Cl2)②2NO22NO＋O2v＝k2·c2(NO2)③2H2＋2NON2＋2H2Ov＝k3·c2(H2)·c2(NO)（3）反應(yīng)速率常數(shù)的影響因素溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響是顯著的，反應(yīng)速率常數(shù)是溫度的函數(shù)。同一反應(yīng)，溫度不同，反應(yīng)速率常數(shù)將有不同的值，但濃度不影響反應(yīng)速率常數(shù)。3.化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算模型——“三段式”先找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時(shí)刻量。對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)，起始時(shí)A的濃度為amol·L-1，B的濃度為bmol·L-1，C的濃度為cmol·L-1，反應(yīng)進(jìn)行至t1s時(shí)，A消耗了xmol·L-1，則化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算過(guò)程為則v(A)=xt1mol·L-1·s-1；v(B)=nxmt1mol·L-1·s-1，v(C)=px4.影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素（1）內(nèi)因反應(yīng)物本身的性質(zhì)是主要因素。如相同條件下Mg、Al與稀鹽酸反應(yīng)的速率大小關(guān)系為Mg>Al。（2）外因考點(diǎn)09化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控1.化工生產(chǎn)適宜條件選擇的一般原則條件原則從化學(xué)反應(yīng)速率分析既不能過(guò)快，又不能太慢從化學(xué)平衡移動(dòng)分析既要注意外界條件對(duì)速率和平衡影響的一致性，又要注意對(duì)二者影響的矛盾性從原料的利用率分析增加易得廉價(jià)原料，提高難得高價(jià)原料的利用率，從而降低生產(chǎn)成本從實(shí)際生產(chǎn)能力分析如設(shè)備承受高溫、高壓能力等從催化劑的使用活性分析注意催化劑的活性受溫度的限制2.控制反應(yīng)條件的基本措施(1)控制化學(xué)反應(yīng)速率的措施通過(guò)改變反應(yīng)體系的、溶液的、氣體的(或濃度)、固體的以及使用等途徑調(diào)控反應(yīng)速率。(2)提高轉(zhuǎn)化率的措施通過(guò)改變可逆反應(yīng)體系的溫度、溶液的濃度、氣體的壓強(qiáng)(或濃度)等改變可逆反應(yīng)的限度，從而提高轉(zhuǎn)化率。3.工業(yè)合成氨的適宜條件(1)理論分析增大合成氨的反應(yīng)速率和提高平衡混合物中氨的含量對(duì)反應(yīng)條件的要求不盡相同：對(duì)合成氨反應(yīng)的影響影響因素濃度溫度壓強(qiáng)催化劑增大合成氨的反應(yīng)速率增大反應(yīng)物濃度高溫高壓使用提高平衡混合物中氨的含量增大反應(yīng)物濃度、減小生成物濃度低溫高壓無(wú)影響(2)實(shí)際工業(yè)合成氨反應(yīng)的適宜條件①壓強(qiáng)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(低壓1×107Pa,中壓2×107～3×107Pa,高壓8.5×107～1×108Pa))②溫度：700K左右。③催化劑：以鐵為主體的多成分催化劑。④濃度：N2與H2的投料比(物質(zhì)的量之比)為1∶2.8。易錯(cuò)點(diǎn)01惰性氣體對(duì)反應(yīng)速率的影響恒溫恒容條件下通入惰性氣體，總壓增大，反應(yīng)物濃度不變，反應(yīng)速率不變恒溫恒壓條件下通入惰性氣體，總體積增大，反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減小易錯(cuò)點(diǎn)02應(yīng)用“變量控制法”的解題策略易錯(cuò)點(diǎn)03極端假設(shè)法確定各物質(zhì)濃度范圍根據(jù)極端假設(shè)法判斷，假設(shè)反應(yīng)正向或逆向進(jìn)行到底，求出各物質(zhì)濃度的最大值和最小值，從而確定它們的濃度范圍。假設(shè)反應(yīng)正向進(jìn)行到底：假設(shè)反應(yīng)逆向進(jìn)行到底：平衡體系中各物質(zhì)的濃度范圍為0<X2<0.2，0.2<Y<0.4，0<Z<0.4。易錯(cuò)點(diǎn)04判斷平衡狀態(tài)的兩種方法1.v正=v逆同種物質(zhì):消耗速率等于生成速率2.“變量不變”：如果一個(gè)量是隨反應(yīng)進(jìn)行而改變的，當(dāng)其不變時(shí)為平衡狀態(tài)；一個(gè)隨反應(yīng)進(jìn)行保持不變的量，不能作為判斷是否平衡的依據(jù)。易錯(cuò)點(diǎn)05化學(xué)平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算1.一個(gè)模式——“三段式”如反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，令A(yù)、B起始物質(zhì)的量濃度分別為amol·L-1、bmol·L-1，達(dá)到平衡后消耗A的物質(zhì)的量濃度為mxmol·L-1。K=(px2.四個(gè)計(jì)算公式(1)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率=n(轉(zhuǎn)化)(2)生成物的產(chǎn)率：實(shí)際產(chǎn)量(指生成物)占理論產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)。一般來(lái)講，轉(zhuǎn)化率越大，原料利用率越高，產(chǎn)率越大。產(chǎn)率=實(shí)際產(chǎn)量理論產(chǎn)量(3)平衡時(shí)混合物組分的百分含量=平衡量平衡時(shí)各物質(zhì)的總量(4)某組分的體積分?jǐn)?shù)=某組分的物質(zhì)的量混合氣體總的物質(zhì)的量易錯(cuò)點(diǎn)06壓強(qiáng)平衡常數(shù)計(jì)算1.壓強(qiáng)平衡常數(shù)對(duì)于有氣體參與的化學(xué)反應(yīng)，寫(xiě)平衡常數(shù)表達(dá)式時(shí)，用平衡時(shí)各氣體的分壓代替濃度，計(jì)算所得到的平衡常數(shù)稱(chēng)為壓強(qiáng)平衡常數(shù)(Kp)。如：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，Kp=pc(C)·pd2.Kp的計(jì)算(1)根據(jù)“三段式”法計(jì)算平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度。(2)計(jì)算各氣體組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或體積分?jǐn)?shù)。(3)根據(jù)分壓計(jì)算公式求出各氣體物質(zhì)的分壓，某氣體的分壓=氣體總壓強(qiáng)×該氣體的體積分?jǐn)?shù)(或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。(4)根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算公式代入計(jì)算。易錯(cuò)點(diǎn)07在恒容密閉容器中平衡移動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)化率的影響以反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)為例：(1)若反應(yīng)物起始物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，達(dá)到平衡后，它們的轉(zhuǎn)化率相等。(2)若只增加A的量，平衡正向移動(dòng)，B的轉(zhuǎn)化率增大，A的轉(zhuǎn)化率減小。(3)若按原比例同倍數(shù)地增加(或降低)A、B的濃度，等效于壓縮(或擴(kuò)大)容器體積，氣體反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)。同倍數(shù)增大

c(A)和c(B)a易錯(cuò)點(diǎn)08速率-時(shí)間圖像1.“漸變”類(lèi)v-t圖像圖像分析結(jié)論t1時(shí)v'正突然增大，v'逆逐漸增大；v'正>v'逆，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變，增大反應(yīng)物的濃度t1時(shí)v'正突然減小，v'逆逐漸減??；v'逆>v'正，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變，減小反應(yīng)物的濃度t1時(shí)v'逆突然增大，v'正逐漸增大；v'逆>v'正，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變，增大生成物的濃度t1時(shí)v'逆突然減小，v'正逐漸減小；v'正>v'逆，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變，減小生成物的濃度2.“斷點(diǎn)”類(lèi)v-t圖像(1)速率-時(shí)間圖像“斷點(diǎn)”分析當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后，若某一時(shí)刻外界條件發(fā)生改變，可能使速率—時(shí)間圖像的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況，即出現(xiàn)“斷點(diǎn)”。根據(jù)“斷點(diǎn)”前后的速率大小，即可對(duì)外界條件的變化情況作出判斷。如圖，t1時(shí)刻改變的條件可能是使用了催化劑或增大壓強(qiáng)(僅適用于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng))。(2)常見(jiàn)含“斷點(diǎn)”的速率變化圖像分