蘇教版選修四專題2 化學反應速率與化學平衡 化學反應的方向和限度 公開課比賽一等獎

第二單元化學反應的方向和限度

化學反應的方向和限度生活中到自發(fā)過程這些生活中的現(xiàn)象將向何方發(fā)展(方向性)，我們非常清楚，因為它們有明顯的自發(fā)性。T2>T1P2>P1h2>h1墨滴

Q

氣體液體擴散一、化學反應的方向注：①一定條件指：一定的溫度T和壓強P，

外界幫助指:通電、光照等。

②

一定條件(如加熱，高壓)下目的:引發(fā)反應③自發(fā)反應在恰當條件下才能實現(xiàn).⑵特征：有方向性，且不能自動恢復原狀，若要恢復必須借助外力。（1）自發(fā)反應定義（k-39)：在一定條件下，無需外界幫助就能自動進行的反應如鐵器暴露在潮濕空氣中會生銹，燃燒1．自發(fā)反應(2)實例

N2+O22NO

2H20=通電=2H2↑+O2↑（1）非自發(fā)反應定義：在一定條件下，無外界幫助不能自動進行的反應2．非自發(fā)反應3．自發(fā)過程⑴定義：在一定條件下，無需外界幫助就能自動進行的

過程（K_P39交流與討論）(2)實例水由高處向低處流；冰融化固體溶解（3）特點：①物理變化

②體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)二、判斷化學反應方向的依據(jù)（P40你知道嗎？）（1）絕大多數(shù)的放熱反應(△H＜0)能自發(fā)進行（3）吸熱過程也能自發(fā)進行如：硝酸銨溶于水（K-41)（2）放出的熱量越多，體系能量降低越多，反應越完全（K-40第1，2段)1．焓變△H與反應方向放熱反應和吸熱反應自發(fā)原因？有序混亂K-41頁圖2-152．熵變(△S)與反應方向研究表明，焓變（△H）是決定反應能否自發(fā)進行的因素之一，但不是唯一因素。除熱效應外，決定反應能否自發(fā)進行的另一因素——體系的混亂度（熵S）(1)熵：（K-41)

衡量一個體系混亂度的物理量叫做熵，符號S注意：A.熵增原理:體系混亂度(微粒間無規(guī)則排列程度)越大，則熵S越大

k41頁圖2-16B.對于同一物質(zhì)：

S（g）﹥S（l）﹥S（s）(2)熵變A.熵變定義：（K-41)

反應前后體系熵的變化符號：△SB.表達式△S=S（生成物總熵）－S（反應物總熵）C.熵判據(jù):①變化后混亂度增加（即體系趨向于由有序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序狀態(tài)），則體系熵變△S＞0。②△S越大，越有利于反應自發(fā)進行。K42頁問題解決放熱反應和吸熱反應自發(fā)原因？3.化學反應方向的判據(jù)：必須綜合考慮反應的①焓變△H和②熵變△S

正確判斷一個化學反應是否能夠自發(fā)進行:恒溫恒壓時判斷反應是否能夠自發(fā)進行△H＜0△S>0△H>0△S＜0△H＜0△S＜0△H>0△S>0一定自發(fā)一定不能自發(fā)在低溫是自發(fā)反應,在高溫是非自發(fā)低溫非自發(fā)反應,在高溫是自發(fā)反應（k42交流與討論x-37-5,6）三、化學平衡狀態(tài)（化學平衡狀態(tài)研究對象）1．可逆反應①定義：在同一條件下，正反應和逆反應同時進行的化學反應④特征：可逆反應不能進行到底（存在限度），平衡狀態(tài)時反應物和生成物同時存在（你有我有大家有）即：任一方向都不可能進行完全，任一組分轉(zhuǎn)化率<100%③符號：“

”NH3＋H2ONH3·H2O2SO2＋O2催化劑2SO3②條件；兩同思考例1：在1升容器內(nèi)，發(fā)生

2SO2+O22SO32體積SO21體積O2500℃，

101KPa,V2O55min后SO2—6％O2—3％SO3—91％10min

后如前幾小時后如前？反應停止了嗎

這時，SO2、O2的消耗量等于SO3轉(zhuǎn)化生成SO2、O2的量?；瘜W平衡狀態(tài)（動態(tài)平衡）2SO2+O22SO3v(正)相等時間速率v(逆)不平衡狀態(tài)2．化學平衡狀態(tài)（x38)①定義：

在一定條件下的可逆反應里，正反應和逆反應的速率相等，反應物和生成物各組分濃度保持不變的狀態(tài)。注意三點前提（研究對象）：可逆反應內(nèi)在本質(zhì)：v(正)=v(逆)

≠0外在標志：反應混合物中各組分的濃度保持不變（2）化學平衡的特征A.逆——研究對象(前提)：可逆反應E.變——

當濃度、壓強、溫度等外界條件改變

時，原化學平衡可能被破壞（υ正≠υ逆），

平衡移動重新建立新的平衡（v正，＝v逆，）若υ正>υ逆平衡向正反應方向移動；若υ正<υ逆平衡向逆反應方向移動。B.等——同一種物質(zhì)ひ正（B）=ひ逆（B）≠0C.動——

動態(tài)平衡即V不等于零。D.定——

平衡狀態(tài)時，反應混合物中各組分的濃度或其百分含量保持一定（不變）3.化學平衡狀態(tài)的標志:（難點）Ⅰ.直接標志：

{任何情況均適用}（1）等——同一種物質(zhì)ひ正（B）=ひ逆（B）（2）反應混合物中反應物和生成物各組分的濃度或其百分含量保持不變注意陷阱：（1）同一反應中不同的物質(zhì)的速率之比等于方程式中各物質(zhì)的計量數(shù)之比。（2）若反應前后總質(zhì)量一直不變，則化學反應達到平衡狀態(tài)。（3）密閉容器中的氣體反應如，若密度不變，則化學反應達到平衡狀態(tài)。非標志（錯）（錯）N2+3H22NH3

（錯）Ⅱ.間接標志：{任何情況均適用}（1）同一種物質(zhì)：該物質(zhì)的生成速率等于它的分解速率。

ひ生成（B）=ひ分解（B）

（2）同一種物質(zhì)：該物質(zhì)的斷鍵速率等于它的成鍵速率。ひ斷鍵（B）=ひ成鍵（B）

（3）各組成的物質(zhì)的量n（或物質(zhì)的量分數(shù)）不隨時間的改變而改變。

（4）各組成的質(zhì)量m（或質(zhì)量分數(shù)）不變。(5)各氣體的體積V（或體積分數(shù)）不變。(6)各反應物的轉(zhuǎn)化率或各產(chǎn)物的產(chǎn)率保持不變。4．化學平衡常數(shù)

K44頁【問題解決】（1）定義：

在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度以系數(shù)為指數(shù)的冪的乘積與反應物濃度以系數(shù)為指數(shù)的冪的乘積的比值是一個常數(shù)，這個常數(shù)是該反應的化學平衡常數(shù)，符號K。（2）表達式:aA+bBcC+dD平衡常數(shù)例如：合成氨反應：N2+3H22NH3

的濃度平衡常數(shù)可表示為：

高溫高壓催化劑①平衡常數(shù)的書寫規(guī)則固、純液體濃度(為常數(shù))不必寫出例:(a)CaCO3（s）CaO（s）+CO2（g）

K=[CO2](b)CO2（g）+C（s）2CO（g）

K=[CO]2/[CO2](c)Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+

K=[CrO42-]2[H+]2/[Cr2O72-]練習：試寫出下列反應的濃度平衡常數(shù)的數(shù)學表達式：

2SO2(g)+O2(g)2SO3

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)催化劑上兩濃度平衡常數(shù)的單位分別是？第1個化學平衡常數(shù)KC的單位是：L/mol;第2個化學平衡常數(shù)KC的單位是：mol/L;KC的單位與反應的化學方程式有關(guān)，由化學方程式?jīng)Q定，無固定的單位。②常數(shù)K為比值（數(shù)值）無單位(3)意義:(k-45)K值的大小說明反應進行的限度(程度)，A.K值越大反應進行的越完全,反應物的轉(zhuǎn)化率越大；反應的平衡常數(shù)K≥105，認為正反應進行得較完全；B.K值越小反應進行越不完全,反應物轉(zhuǎn)化率越小。K≤10-5則認為這個反應的正反應很難進行注意:平衡常數(shù)表示反應進行的程度，不表示反應的快慢，即速率大，K值不一定大(4)平衡常數(shù)K影響因素：A.與濃度C,壓強P和催化劑均無關(guān)

K44頁【交流與探討】B.只與溫度T有關(guān)，

a.吸熱反應:溫度T與K正比;(升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動)b.放熱反應:溫