鲁科版化学反应原理（选修4）化学反应的方向限度与速率本章复习

第二章化学反应的方向、限度与速率主题2化学反应速率和化学平衡８．认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。７．通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以解释。６．描述化学平衡建立的过程，知道化学平衡常数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。５．能用焓变和熵变说明化学反应的方向。４．通过催化剂实际应用的事例，认识其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。３．通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，认识其一般规律。２．知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响。１．知道化学反应速率的定量表示方法，通过实验测定某些化学反应速率。第１节化学反应的方向第２节化学反应的限度第３节化学反应的速率第４节化学反应条件的优化——工业合成氨课程标准教材教材与课程标准认识化学反应化学反应条件的优化工业合成氨第二章化学反应的方向、限度与速率共同影响化学热力学化学动力学限度方向速率定量描述：化学反应速率影响因素：c、T、催化剂定量描述：化学平衡常数平衡转化率影响因素：T、c、P

影响因素：反应焓变（△H）反应熵变（△S）判据：△H—T△S第一节化学反应的方向反应熵变反应焓变共同影响放热吸热熵增熵减把握整体思路不在概念细节上纠缠提高对熵的认识1.建立有序与无序的概念8枚硬币分布方式123456789正876543210反012345678花样数182856705628812.从分子微观运动看熵与混乱度的关系水slgSmθ/(J·K-1·mol-1)～16～70～189vrt水Smθ/(J·K-1·mol-1)～16(8%)～54(28%)119(63%)乙烯Smθ/(J·K-1·mol-1)～2.6(1%)～66.5%(30%)150.5(69%)3.摩尔熵变的规律

(1)同一物质在不同状态

Sm(g)>Sm(l)>Sm(s)(2)同类物质，摩尔质量越大，Sm值越大

(3)摩尔质量相同的不同物质结构越复杂Sm值越大

(4)同一物质随温度升高而熵值增大4.化学反应熵变的计算第二节

化学反应的限度（反应达平衡状态)化学反应平衡状态的建立化学反应限度的定量描述反应条件对化学平衡的影响

化学平衡常数

平衡转化率温度浓度压强

用平衡时正、逆反应的速率相等来引入平衡常数概念就不得不套用只适用于基元反应的质量作用定律来处理正、逆反应的速率方程，这与现代化学反应原理相矛盾。根据实验总结、概括出经验平衡常数概念,顺理成章地引出中学教材要求的经验平衡常数（不是热力学平衡常数），避开了上述矛盾。

不从正、逆反应速率相等的角度引入平衡常数例：气相反应N2+3H2═2NH3

Kx=8.33其平衡组成：n(NH3)=n(H2)=1.00mol

,n(N2)

=3.00mol

加入0.10molN2

：按勒夏特列原理n(N2)增加必有利于消耗N2的反应，即平衡正向移动。实际上平衡移动方向相反:

xNH3=xH2=1.00mol/5.10mol=0.196

xN2=3.10mol/5.10mol=0.608Qx=8.39>Kx

为使Qx=Kx，应增大xN2及xH2，减少xNH3，即平衡向左移动，勒夏特列原理失效。原因：反应体系是开放体系不仅仅根据勒夏特列原理讨论化学平衡移动勒夏特列原理成立的条件：均相、封闭体系、只改变一个热力学量例：平衡浓度不同时，各加1molV/L2A+B=2CK或Q平衡移动方向[i]/mol·L-1(10.0)0.400.200.405.00各加1mol(13.0)0.390.230.394.3Q<K→[i]/mol·L-1(7.0)0.570.290.140.21各加1mol(10.0)0.500.300.200.53Q>K←[i]/mol·L-1(9.0)0.440.220.332.56Q≈

K各加1mol(12.0)0.420.250.332.47移动不明显

在编写“化学平衡移动”这一部分时，从Q与K比较的普遍性定量规律来分析平衡移动的方向问题，保证教材的科学性。为了使教材具有实用性，也介绍了化学平衡移动的定性规律，用于进行定性判断。

不仅仅根据勒夏特列原理讨论化学平衡移动c、p

对化学平衡的影响与T的影响不同0向右自发DG=0平衡态

0向左自发DG=D

G°+RTlnQ平衡：DG=0DG°+RTlnK＝0DG=－RTlnK

+RTlnQ0RTln(Q/K)=00定温K不变DH

R

1T2－()1T1－-ln(K2/K1)=变温K改变第三节化学反应速率反应历程化学反应速率的定量描述影响化学反应速率的因素温度浓度压强催化剂理论基础

定量研究基础

现存问题：*学生不了解化学反应是如何进行的

*滥用质量作用定律、碰撞理论

*片面解释活化能概念教材安排揭示化学反应复杂性的内容：

“化学反应是怎样进行的”提出概念：“反应历程”、“基元反应”对学生正确理解有关化学反应速率的若干问题起到提纲挈领的作用。只有在基元反应层面才能直接应用质量作用定律才有活化能确定的物理意义才能应用碰撞理论才能认识催化作用的原理将基元反应的概念作为反应速率教学的平台总反应与基元反应kJ·mol-1K≈10122例1：2N2+5O2+2H2O＝4HNO3

长期共存1.反应方向及限度

常温常压下热力学不稳定2．长期共存

动力学稳定性（趋向平衡的速率）3．一触即发：烧红的铁丝，铂黑：爆炸反应速率与条件

kJ·mol-1H2O例2：H2+2O21例如：H2+Cl2反应

H2+Cl2=2HCl总（包）反应动力学的研究内容说明：化学反应既有热力学问题（方向、限度）