2019-2020年高中化學(xué) 專題二 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 教案 蘇教版選修4.doc
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2019-2020年高中化學(xué) 專題二 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 教案 蘇教版選修4 一、 化學(xué)反應(yīng)速率 1. 概念及計算公式 對于反應(yīng)體系體積不變的化學(xué)反應(yīng),通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示化學(xué)反應(yīng)速率 計算公式 單位:molL-1s-1 2. 應(yīng)用中應(yīng)注意的問題 ①概念中的反應(yīng)速率實際上是某段時間間隔內(nèi)的平衡反應(yīng)速率。時間間隔越短,在這段時間發(fā)生的濃度變化越接近瞬時反應(yīng)速率(指在某一瞬間的反應(yīng)速率) ②對某一具體化學(xué)反應(yīng)來說,在用不同物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率時所得數(shù)值往往不同。用各物質(zhì)表示的核心反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)之比。 ③氣體的濃度用 氣體的物質(zhì)的量/容器的體積 來表示 ④無論用任何物質(zhì)來表示,無論濃度的變化是增加還是減少,都取正值,反應(yīng)速率都為正數(shù)(沒有負數(shù))。 ⑤在發(fā)言中對于固體或純液體而言,其物質(zhì)的量濃度無意義,所以不用題目來表示化學(xué)反應(yīng)速率。 二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 (一)內(nèi)因: 物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是化學(xué)反應(yīng)速率大小的決定因素,反應(yīng)類型不同有不同的化學(xué)反應(yīng)速率,反應(yīng)類型相同但反應(yīng)物不同,化學(xué)反應(yīng)速率也不同。 不同化學(xué)反應(yīng) 反應(yīng)物性質(zhì) 決定于 同一化學(xué)反應(yīng) 反應(yīng)條件 決定于 濃 度 壓 強 溫 度 催化劑 其他因素 (二)外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 1. 濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 結(jié)論:其他條件不變時,增大反應(yīng)物的濃度,可以增大反應(yīng)速率;減小反應(yīng)物的濃度,可以減小化學(xué)反應(yīng)的速率。 注意:a、此規(guī)律只適用于氣體或溶液的反應(yīng),對于純固體或液體的反應(yīng)物,一般情況下其濃度是常數(shù),因此改變它們的量不會改變化學(xué)反應(yīng)速率。 原因:在其他條件不變時,對某一反應(yīng)來說,活化分子百分數(shù)是一定的,所以當(dāng)反應(yīng)物的濃度增大時,單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多,活化分子數(shù)也相應(yīng)的增多,反應(yīng)速率也必然增大。 單位體積分子總數(shù)增多, 但活化分子百分數(shù)不變 增大濃度(或加壓) 。 反應(yīng)速率加快 單位體積分子總數(shù)不變,但活化分子百分數(shù)增大 升高溫度或催化劑 單位體積活化分子數(shù)增多 有效碰撞次數(shù)增多 2. 壓強對反應(yīng)速率的影響。 結(jié)論:對于有氣體參加的反應(yīng),若其他條件不變,增大壓強,反應(yīng)速率加快;減小壓強,反應(yīng)速率減慢。 原因:對氣體來說,若其他條件不變,增大壓強,就是增加單位體積的反應(yīng)物的物質(zhì)的量,即增加反應(yīng)物的濃度,單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多,因而可以增大化學(xué)反應(yīng)的速率。 3. 溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 結(jié)論:其他條件不變時,升高溫度,可以增大反應(yīng)速率,降低溫度,可以減慢反應(yīng)速率。 原因:(1)濃度一定時,升高溫度,分子的能量增加,從而增加了活化分子的數(shù)量,反應(yīng)速率增大。 (2)溫度升高,使分子運動的速度加快,單位時間內(nèi)反應(yīng)物分子間的碰撞次數(shù)增加,反應(yīng)速率也會相應(yīng)的加快。前者是主要原因。 4. 催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 結(jié)論:催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)的速率。正催化劑:能夠加快反應(yīng)速率的催化劑。負催化劑:能夠減慢反應(yīng)速率的催化劑。 如不特意說明,指正催化劑。 原因:在其他條件不變時,使用催化劑可以大大降低反應(yīng)所需要的能量,會使更多的反應(yīng)物分子成為活化分子,大大增加活化分子百分數(shù),因而使反應(yīng)速率加快。 5. 其他因素:如光照、反應(yīng)物固體的顆粒大小、電磁波、超聲波、溶劑的性質(zhì)等,也會對化學(xué)反應(yīng)的速率產(chǎn)生影響 6. 有效碰撞:能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞。 活化分子:能量較高、有可能發(fā)生有效 碰撞的分子。 活化能:活化分子的平均能量與所有分子平均能量之差。 活化分子百分數(shù): (活化分子數(shù)/反應(yīng)物分子數(shù))100% 第二單元《化學(xué)反應(yīng)的方向和限度》 一、自發(fā)反應(yīng):在一定條件下,無需外界幫助就能自動進行的反應(yīng)。 能量判據(jù):體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(△H < 0)。 對于化學(xué)反應(yīng)而言,絕大多數(shù)的放熱反應(yīng)能自發(fā)進行,且放出的熱量越多,體系能量降低越多,反應(yīng)越完全 焓變(△H)是決定反應(yīng)能否自發(fā)進行的因素之一,但不是唯一因素 熵:衡量一個體系混亂度的物理量叫做熵,用符號S表示。 對于同一物質(zhì):S(g)﹥S(l)﹥S(s) 熵變:反應(yīng)前后體系熵的變化叫做反應(yīng)的熵變.用△S表示。 △S=S生成物總熵-S反應(yīng)物總熵 反應(yīng)的△S越大,越有利于反應(yīng)自發(fā)進行 熵判據(jù):體系趨向于由有序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序狀態(tài),即混亂度增加( △S>0)。且△S越大,越有利于反應(yīng)自發(fā)進行。 正確判斷一個化學(xué)反應(yīng) 是否能夠自發(fā)進行: 必須綜合考慮反應(yīng)的焓變和熵變 焓變和熵變對反應(yīng)方向的共同影響 判斷依據(jù): △G= △H-T △S < 0 反應(yīng)能自發(fā)進行 1. △H <0,△S>0 該反應(yīng)一定能自發(fā)進行; 2. △H >0,△S<0 該反應(yīng)一定不能自發(fā)進行; 3. △H <0,△S<0 該反應(yīng)在較低溫度下能自發(fā)進行 4. △H >0,△S>0 該反應(yīng)在較高溫度下能自發(fā)進行 注意: 1.反應(yīng)的自發(fā)性只能用于判斷反應(yīng)的方向,不能確定反應(yīng)是否一定會發(fā)生和過程發(fā)生的速率。例如金剛石有向石墨轉(zhuǎn)化的傾向,但是能否發(fā)生,什么時候發(fā)生,多快才能完成,就不是能量判據(jù)和熵判據(jù)能解決的問題了。 2.在討論過程的方向時,指的是沒有外界干擾時體系的性質(zhì)。如果允許外界對體系施加某種作用,就可能出現(xiàn)相反的結(jié)果。例如石墨經(jīng)高溫高壓還是可以變?yōu)榻饎偸摹? 二.可逆反應(yīng) (1)可逆反應(yīng):在相同條件下,能同時向正、逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng)。 不可逆反應(yīng):在一定條件下,進行得很徹底或可逆程度很小的反應(yīng)。 (2)可逆反應(yīng)的普遍性:大部分化學(xué)反應(yīng)都是可逆反應(yīng)。 (3)可逆反應(yīng)的特點: ①相同條件下,正反應(yīng)和逆反應(yīng)同時發(fā)生 ②反應(yīng)物、生成物共同存在 ③可逆反應(yīng)有一定的限度(反應(yīng)不能進行到底) 三、化學(xué)平衡 1.化學(xué)平衡狀態(tài)的定義 指在一定條件下的可逆反應(yīng)里,正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等,反應(yīng)混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。 2.化學(xué)平衡狀態(tài)的特征 X(B)不變 注意 對象 條件 狀態(tài) 結(jié)果 可逆反應(yīng) 一定 V(正)=V(逆) 動 動態(tài)平衡:V(正)≠0;V(逆)≠0 等 定 變 V(正)=V(逆)≠0 c(B)或n(B)或φ(B)一定 條件改變→平衡改變 逆 化學(xué)平衡的研究對象是可逆反應(yīng) 3.化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志 (1)υ正 = υ逆 (本質(zhì)特征) ① 同一種物質(zhì):該物質(zhì)的生成速率等于它的消耗速率。 ② 不同的物質(zhì):速率之比等于方程式中各物質(zhì)的計量數(shù)之比,但必須是不同方向的速率。 (2)反應(yīng)混合物中各組成成分的含量保持不變(外部表現(xiàn)): ① 各組成成分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、分子數(shù)、體積(氣體)、物質(zhì)的量濃度均保持不變。 ② 各組成成分的質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)、氣體的體積分數(shù)均保持不變。 ③ 若反應(yīng)前后的物質(zhì)都是氣體,且總體積不等,則氣體的總物質(zhì)的量、總壓強(恒溫、恒容)、平均摩爾質(zhì)量、混合氣體的密度(恒溫、恒壓)均保持不變。 ④ 反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物的產(chǎn)率保持不變。四.化學(xué)平衡常數(shù) (1)定義:在一定溫度下,當(dāng)一個可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡時,生成物濃度系數(shù)之冪的積與反應(yīng)物濃度系數(shù)之冪的積比值是一個常數(shù),這個常數(shù)就是該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)。用 K 表示。 (2) 表達式: aA(g)+bB(g) cC(g)+ dD(g) 在一定溫度下無論反應(yīng)物的起始濃度如何,反應(yīng)達平衡狀態(tài)后,將各物質(zhì)的物質(zhì)量濃度代入下式,得到的結(jié)果是一個定值。 這個常數(shù)稱作該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù),簡稱平衡常數(shù) (1)K 的意義: K 值越大,說明平衡體系中生成物所占的比例越大,它的正反應(yīng)進行的程度大,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率也越大。因此,平衡常數(shù)的大小能夠衡量一個化學(xué)反應(yīng)進行的程度,又叫反應(yīng)的限度。 (2)一定溫度時,同一個反應(yīng),其化學(xué)方程式書寫方式、配平計量數(shù)不同,平衡常數(shù)表達式不同。 (3)在平衡常數(shù)的表達式中,物質(zhì)的濃度必須是平衡濃度(固體、純液體不表達)。在稀溶液中進行的反應(yīng),水的濃度可以看成常數(shù),不表達在平衡常數(shù)表達式中,但非水溶液中的反應(yīng),如果反應(yīng)物或生成物中有水,此時水的濃度不能看成常數(shù)。 (4)K>105 時,可認為反應(yīng)進行基本完全。 (5)K只與溫度有關(guān),與反應(yīng)物或生成物濃度變化無關(guān),與平衡建立的途徑也無關(guān),在使用時應(yīng)標(biāo)明溫度。溫度一定時, K 值為定值。 2.平衡轉(zhuǎn)化率 (1)定義:物質(zhì)在反應(yīng)中已轉(zhuǎn)化的量與該物質(zhì)總量的比值 (2)表達式: 小結(jié):反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率能表示在一定溫度和一定起始濃度下反應(yīng)進行的限度。 利用化學(xué)平衡常數(shù)可預(yù)測一定溫度和各種起始濃度下反應(yīng)進行的限度。 (3)產(chǎn)品的產(chǎn)率:轉(zhuǎn)化率的研究對象是反應(yīng)物,而產(chǎn)率的研究對象是生成物。 第三單元《化學(xué)平衡的移動》 一、化學(xué)平衡的移動 (1)定義:可逆反應(yīng)中舊的化學(xué)平衡的破壞,新化學(xué)平衡的建立過程叫化學(xué)平衡的移動。 一段時間后 條件改變 (2)移動的原因:外界條件發(fā)生變化。 v正≠v逆 舊平衡 新平衡 移動的方向:由v正和v逆的相對大小決定。 平衡向正反應(yīng)方向移動。 ①若V正>V逆 , 平衡不移動。 ②若V正=V逆 , ③若V正<V逆 ,平衡向逆反應(yīng)方向移動 (3)平衡移動的標(biāo)志: 各組分濃度與原平衡比較發(fā)生改變。 (4)影響化學(xué)平衡的條件 (1)增大反應(yīng)物或減小生成物的濃度化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動 減小反應(yīng)物或增大生成物的濃度化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動 (2) A:溫度升高,會使化學(xué)平衡向著吸熱反應(yīng)的方向移動; B:溫度降低,會使化學(xué)平衡向著放熱反應(yīng)的方向移動。 V t 0 V(正) V(逆) ① 升高溫度度 ② 降低溫度 V t 0 V(正) V(逆) V(逆) V(正) 如正反應(yīng)是放熱反應(yīng),改變溫度時其平衡移動的圖象是: V(逆) V(正) (3) (對于反應(yīng)前后氣體體積改變的反應(yīng)) A:增大壓強,會使化學(xué)平衡向著氣體體積縮小的方向移動; B:減小壓強,會使化學(xué)平衡向著氣體體積增大的方向移動。 [注意] ①對于反應(yīng)前后氣體總體積相等的反應(yīng), 改變壓強不能使化學(xué)平衡移動; ②對于只有固體或液體參加的反應(yīng), 改變壓強不能使化學(xué)平衡移動; (4)催化劑只能使正逆反應(yīng)速率等倍增大,不能使化學(xué)平衡移動。 二、勒夏特列原理∶ 如果改變影響平衡的條件之一(如溫度,壓強,以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度),平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。 三、等效平衡 化學(xué)平衡的建立與途徑無關(guān),即可逆反應(yīng)無論從反應(yīng)物方向開始,還是從生成物方向開始,只要條件不變(定溫定容、定溫定壓),都可以達到同一平衡狀態(tài),此為等效平衡。 (1)定義:在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下,只是起始加入情況不同的同一可逆反應(yīng)達到平衡后,任何相同組分的分數(shù)(體積、物質(zhì)的量)均相等,這樣的化學(xué)平衡互稱為等效平衡。 在等效平衡中,若不僅任何相同組分的分數(shù)(體積、物質(zhì)的量)均相同,而且相同組分的物質(zhì)的量均相同,這類等效平衡又互稱為同一平衡。同一平衡是等效平衡的特例。 (2) 等效平衡的規(guī)律: ①在定溫定容條件下,對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)可變的可逆反應(yīng),只改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量,如通過反應(yīng)的計量數(shù)換算成同一半邊物質(zhì)的物質(zhì)的量與原平衡的相同,則兩平衡等效。 ②在定溫定容條件下,對于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),只改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量,如通過反應(yīng)的計量數(shù)換算成同一半邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡的相同,則兩平衡等效。 ③在定溫定壓條件下,改變起始時加入物質(zhì)的物質(zhì)的量,如通過反應(yīng)的計量數(shù)換算成同一半邊物質(zhì)的物質(zhì)的量之比與原平衡的相同,則兩平衡等效。- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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