高二年級化學選修4第2章知識點總結(jié)歸納：化學反應的方向、限度與速率

 　　化學變化過程中常常伴隨著物理變化。育路小編準備了高二化學選修4第2章知識點總結(jié)，希望你喜歡。

　　第2章、化學反應的方向、限度與速率(1、2節(jié))

　　原電池的反應都是自發(fā)進行的反應，電解池的反應很多不是自發(fā)進行的，如何判定反應是否自發(fā)進行呢?

　　一、化學反應的方向

　　1、反應焓變與反應方向

　　放熱反應多數(shù)能自發(fā)進行，即ΔH<0的反應大多能自發(fā)進行。有些吸熱反應也能自發(fā)進行。如NH4HCO3與CH3COOH的反應。有些吸熱反應室溫下不能進行，但在較高溫度下能自發(fā)進行，如CaCO3高溫下分解生成CaO、CO2。

　　2、反應熵變與反應方向

　　熵是描述體系混亂度的概念，熵值越大，體系混亂度越大。反應的熵變ΔS為反應產(chǎn)物總熵與反應物總熵之差。產(chǎn)生氣體的反應為熵增加反應，熵增加有利于反應的自發(fā)進行。

　　3、焓變與熵變對反應方向的共同影響

　　ΔH-TΔS<0反應能自發(fā)進行。

　　ΔH-TΔS=0反應達到平衡狀態(tài)。

　　ΔH-TΔS>0反應不能自發(fā)進行。

　　在溫度、壓強一定的條件下，自發(fā)反應總是向ΔH-TΔS<0的方向進行，直至平衡狀態(tài)。

　　二、化學反應的限度

　　1、化學平衡常數(shù)

　　(1)對達到平衡的可逆反應，生成物濃度的系數(shù)次方的乘積與反應物濃度的系數(shù)次方的乘積之比為一常數(shù)，該常數(shù)稱為化學平衡常數(shù)，用符號K表示 。

　　(2)平衡常數(shù)K的大小反映了化學反應可能進行的程度(即反應限度)，平衡常數(shù)越大，說明反應可以進行得越完全。

　　(3)平衡常數(shù)表達式與化學方程式的書寫方式有關(guān)。對于給定的可逆反應，正逆反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù)。

　　(4)借助平衡常數(shù)，可以判斷反應是否到平衡狀態(tài)：當反應的濃度商Qc與平衡常數(shù)Kc相等時，說明反應達到平衡狀態(tài)。

　　2、反應的平衡轉(zhuǎn)化率

　　(1)平衡轉(zhuǎn)化率是用轉(zhuǎn)化的反應物的濃度與該反應物初始濃度的比值來表示。如反應物A的平衡轉(zhuǎn)化率的表達式為：

　　α(A)=

　　(2)平衡正向移動不一定使反應物的平衡轉(zhuǎn)化率提高。提高一種反應物的濃度，可使另一反應物的平衡轉(zhuǎn)化率提高。

　　(3)平衡常數(shù)與反應物的平衡轉(zhuǎn)化率之間可以相互計算。

　　3、反應條件對化學平衡的影響

　　(1)溫度的影響

　　升高溫度使化學平衡向吸熱方向移動;降低溫度使化學平衡向放熱方向移動。溫度對化學平衡的影響是通過改變平衡常數(shù)實現(xiàn)的。

　　(2)濃度的影響

　　增大生成物濃度或減小反應物濃度，平衡向逆反應方向移動;增大反應物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應方向移動。

　　溫度一定時，改變濃度能引起平衡移動，但平衡常數(shù)不變。化工生產(chǎn)中，常通過增加某一價廉易得的反應物濃度，來提高另一昂貴的反應物的轉(zhuǎn)化率。

　　(3)壓強的影響

　　ΔVg=0的反應，改變壓強，化學平衡狀態(tài)不變。

　　ΔVg≠0的反應，增大壓強，化學平衡向氣態(tài)物質(zhì)體積減小的方向移動。

　　(4)勒夏特列原理

　　由溫度、濃度、壓強對平衡移動的影響可得出勒夏特列原理：如果改變影響平衡的一個條件(濃度、壓強、溫度等)平衡向能夠減弱這種改變的方向移動。

　　【例題分析】

　　例1、已知下列熱化學方程式：

　　(1)Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) 　　　ΔH=-25kJ/mol

　　(2)3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) 　　ΔH=-47kJ/mol

　　(3)Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) 　　　　ΔH=+19kJ/mol

　　寫出FeO(s)被CO還原成Fe和CO2的熱化學方程式 。

　　解析：依據(jù)蓋斯定律：化學反應不管是一步完成還是分幾步完成，其反應熱是相同的。我們可從題目中所給的有關(guān)方程式進行分析：從方程式(3)與方程式(1)可以看出有我們需要的有關(guān)物質(zhì)，但方程式(3)必須通過方程式(2)有關(guān)物質(zhì)才能和方程式(1)結(jié)合在一起。

　　將方程式(3)×2+方程式(2);可表示為(3)×2+(2)

　　得：2Fe3O4(s)+2CO(g)+3Fe2O3(s)+CO(g)=6FeO(s)+2CO2(g)+2Fe3O4(s)+CO2(g);ΔH=+19kJ/mol×2+(-47kJ/mol)

　　整理得方程式(4)：Fe2O3(s)+CO(g)=2FeO(s)+CO2(g);ΔH=-3kJ/mol

　　將(1)-(4)得2CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)-2FeO(s)-CO2(g);ΔH=-25kJ/mol-(-3kJ/mol)

　　整理得：FeO(s)+CO(s)=Fe(s)+CO2(g);ΔH=-11kJ/mol

　　答案：FeO(s)+CO(s)=Fe(s)+CO2(g);ΔH=-11kJ/mol

　　例2、熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而得到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作用電解質(zhì)，CO為陽極燃氣，空氣與CO2的混合氣體為陰極助燃氣，制得在650℃下工作的燃料電池，完成有關(guān)的電池反應式：

　　陽極反應式：2CO+2CO32-→4CO2+4e-

　　陰極反應式：　　　　　　　　　　　　　;

　　總電池反應式：　　　　　　　　　　　　　　　。

　　解析： 作為燃料電池，總的效果就是把燃料進行燃燒。本題中CO為還原劑，空氣中O2為氧化劑，電池總反應式為：2CO+O2=2CO2。用總反應式減去電池負極(即題目指的陽極)反應式，就可得到電池正極(即題目指的陰極)反應式：O2+2CO2+4e-=2CO32- 。

　　答案：O2+2CO2+4e-=2CO32-;2CO+O2=2CO2

　　例3、下列有關(guān)反應的方向說法中正確的是(　　 )

　　A、放熱的自發(fā)過程都是熵值減小的過程。

　　B、吸熱的自發(fā)過程常常是熵值增加的過程。

　　C、水自發(fā)地從高處流向低處，是趨向能量最低狀態(tài)的傾向。

　　D、只根據(jù)焓變來判斷化學反應的方向是可以的。

　　解析：放熱的自發(fā)過程可能使熵值減小、增加或無明顯變化，故A錯誤。只根據(jù)焓變來判斷反應進行的方向是片面的，要用能量判據(jù)、熵判據(jù)組成的復合判據(jù)來判斷，D錯誤。水自發(fā)地從高處流向低處，是趨向能量最低狀態(tài)的傾向是正確的。有些吸熱反應也可以自發(fā)進行。如在25℃和1.01×105Pa時，2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g);ΔH=56.7kJ/mol，(NH4)2CO3(s)=NH4HCO3(s)+NH3(g);ΔH=74.9kJ/mol，上述兩個反應都是吸熱反應，又都是熵增的反應，所以B也正確。

　　答案：BC。

　　高二化學選修4第2章知識點總結(jié)就為大家介紹到這里，希望對你有所幫助。

　　(責任編輯：陳海巖)

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