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1鲁科版化学反应原理：第二章化学反应的方向与限度寒假复习学案编辑人：高二化学组2013.12一、化学反应的方向1、反应焓变与反应方向：多数能自发进行的反应是反应，但不少吸热反应自发进行，即反应焓变与反应能否自发进行有关的一个因素，但唯一的因素。2、反应熵变与反应方向（1）在同一条件下，不同物质的熵；而同一物质的熵与、有关，同一物质的三态熵的关系是（2）常见的熵增加过程、、、。3、反应熵变为正值即熵增加反应有、思考：熵增加反应的自发进行，但熵增加反应一定可以自发进行吗？，熵减反应一定不能自发进行？，即熵变与反应能否自发进行有关的一个因素，但唯一的因素。4、在温度、压强一定的条件下，焓变与熵变共同对反应方向产生影响，反应能自发进行，反应达到平衡状态，反应不能自发进行这个判据用文字表述为：在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向的方向进行，直至达到。思考：△H0，△S0的反应一定能自发进行，△H0，△S0的反应一定不能自发进行，若焓变与熵变影响相反且相差悬殊则某一因素起决定作用，若焓变与熵变影响相反且相差不大时，对反应的方向起决定作用。注意：（1）此判据只能用于一定温度、压强条件下的反应，不能用于其他条件下的反应（2）反应方向与条件有关，不能随意将常温、常压的结论用于其他温度、压强下（3）此判据只表明反应发生的可能性，并不能说明反应能否实际发生二、化学平衡常数K1、对于aA(s)+bB(g)cC(g)+dD(g)，此反应K=，在一定时，K为常数，与反应物或生成物的无关，即若增大B的浓度，平衡移，K，减小C的浓度，平衡移，K。注意：（1）对于有、参加的反应，它们不列入平衡常数的表达式中。（2）化学平衡常数可以表示可逆反应进行的程度，对于同类型的反应，K值越大，表示反应进行的越。（3）c(B)、[B]、c0(B)分别表示反应体系中物质B的浓度、浓度、浓度。（4）平衡常数表达式与有关，平衡常数的单位也与此相对应，因此不能笼统地说某一反应的平衡常数是多少。（5）对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为2、对于aA(s)+bB(g)cC(g)+dD(g)的任意状态，浓度熵（Q）的表达式为。若Q﹥K,则反应向进行直至Q﹦K达到平衡状态；若Q﹤K,则反应向进行直至Q﹦K达到平衡状态。三、平衡转化率对于aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)中反应物A的平衡转化率（α）的表达式：注意：（1）一个已标明化学方程式的化学反应，在温度一定时只有个平衡常数，不同反应物的平衡转化率。（相同、不同、可能相同也可能不同）（2）增加A的浓度，则B的转化率，A的转化率。（3）对于aA(g)cC(g)+dD(g)，若a﹥c+d，则增大A的浓度，平衡移，A2的转化率，若a﹤c+d，则增大A的浓度，平衡移，A的转化率。若a＝c+d，则增大A的浓度，平衡移，A的转化率。（4）反应物为两种或两种以上，按原比例增加反应物，等效于在原平衡的基础上加压。对于mA(g)+nB(g)≒pC(g)+qD(g)①m+np+q时，A、B的转化率。②m+np+q时，A、B的转化率。③m+n=p+q时，A、B的转化率。四、反应条件对化学平衡的影响以2NO2(g)N2O4(g)△H﹤0为例1、温度：升高温度，放热反应的K，此时QK，平衡向移动，体系颜色变，降低温度，放热反应的K，此时QK，平衡向移动，体系颜色变。结论：升高温度，化学平衡向方向移动；降低温度，化学平衡向方向移动。2、浓度：增大NO2浓度或减少N2O4浓度时K，则QK，平衡向移动；增大NO2浓度时，新平衡的NO2浓度原平衡的NO2浓度；减少NO2浓度或增大N2O4浓度时K，则QK，平衡向移动。减少NO2浓度时，新平衡的NO2浓度原平衡的NO2浓度。结论：增大反应物浓度或减少生产物的浓度，平衡向移动；减少反应物浓度或增大生产物的浓度，平衡向移动。注意：当对平衡体系增大固体物质的量或增大实质并不参与反应的物质的量时，QK，平衡移动。3、压强：增大压强，K，此时QK，平衡向移动；减小压强，K，此时QK，平衡向移动。结论：增大压强（压缩体积），平衡向移动；减小压强（增大体积），平衡向移动。注意：（1）对于只涉及固体或液体的反应，压强改变时浓度，此时QK，平衡移动；对于前后气态物质系数相等的反应，压强改变时浓度，但QK平衡移动。（2）加入与反应体系无关的气体：①若V不变，则压强，平衡；②若P不变，则体积，等效于，平衡小结：勒·夏特列原理（又叫平衡移动原理）：在封闭体系中，如果仅改变平衡体系的一个条件（如、、），平衡将向这个改变的方向移动。五、反应条件对化学平衡影响的图像1、温度图像：2NO2(g)N2O4(g)△H02、浓度图像3、压强图像(1)2NO2(g)N2O4(g)tv降低温度tv升高温度增大反应物浓度tvtv减小生成物浓度增大压强tvtv减小压强3(2)H2(g)+I2(g)2HI2(g)4、催化剂图像小结：当增大浓度、升高温度、增大压强（有气体参与）、使用催化剂时，v正v逆；当减小浓度、降低温度、减小压强（有气体参与）时，v正v逆。六、化学反应速率1、定义：单位时间里反应物浓度或生成物浓度的变化量。2、公式：3、单位：注意：（1）化学反应速率之比等于之比，故同一反应用不同物质表示的化学反应速率数值可能不同，但表示的意义相同，因此必须指明具体物质。（2）在比较同一化学反应在不同条件下的反应速率时，用不同物质表示的化学反应速率数值可能不同，所以须转化为的速率，然后进行比较。（3）此处所求反应速率为平均速率，不是瞬时速率，均用正值表示。七、影响反应速率的条件1、浓度：增大反应物浓度，速率①反应速率与浓度的定量关系式是通过测定的，与方程式的系数无确定关系。②反应速率常数是表示，与无关，但受、、等因素影响。③反应速率常数越大，反应速率。2、压强：对于只涉及的反应，压强的改变对几乎无影响，因此对化学反应速率。3、温度：近似规律：对于在溶液中发生的反应，温度每升高10K，反应速率增加到原来的①升温可以提高反应物分子的能量，增大反应物间的碰撞频率，增大反应物分子形成过渡态的比例，因此可以加快化学反应的速率。②由于反应的活化能不同，所以温度对反应速率的的影响不同。4、催化剂：①催化剂能反应速率而在反应前后本身的和不变。②催化剂通过改变反应历程、反应的活化能来提高反应速率。③催化剂改变化学反应的平衡常数，改变平衡转化率，改变反应的焓变。④催化剂具有性,某种催化剂对某一反应是活性强的催化剂,但对其他反应就有催化作用.⑤化工生产中提高化学反应速率的研究方向是。八、1、根据合成氨反应的特点，应分别采取什么措施提高反应的平衡转化率和反应速率？提高反应的平衡转化率提高化学反应速率反应特点措施反应特点措施放热活化能较高分子数减小低温时反应速率低反应可逆反应物浓度增加提高速率系数比1:3氨气浓度增加能降低增大压强tvtv减小压强tv催化剂4反应速率2、合成氨反应的适宜条件合成氨的生产条件浓度温度压强催化剂拟定可采取的措施3、合成氨反应中注意的几点问题：①氮气在催化剂上的吸附为总反应中最难发生的步骤，故要适当提高氮气的比例②温度控制700K左右的原因：催化剂铁在此温度下的活性最高化学反应原理：第二章寒假复习学案答案编辑人：高二化学组2013.12一、化学反应的方向1、放热、也能、是、不是2、（1）不同聚集状态外界条件S(g)S(l)S(s)（2）固体溶解水的汽化墨水在水中的扩散气体的扩散3、产生气体的反应气体的物质的量增加的反应有利于不一定不一定是不是4、△H-△S0△H-△S=0△H-△S0△H-△S0平衡状态△H0△S0△H0△S0温度二、化学平衡常数K1、K=[C]c×[D]d／[B]b温度浓度正不变正不变⑴纯固体溶剂⑵完全⑶任意状态平衡初始⑷化学方程式的书写形式⑸倒数Q=C(C)cC(D)d∕C(B)b逆向正向三、平衡转化率α=C0(A)-[A]／C0(A)注意：⑴一可能相同也可能不同⑵增大减小⑶正增大逆减小不不变⑷①增大②减小③不变四、反应条件对化学平衡的影响1、温度：变小n逆深增大正浅吸热放热2.浓度：不变正大于不变逆小于正逆=不3、压强：不变正不变逆气体体积减小的方向气体体积增大的方向⑴不变=不同倍数改变=不⑵①增大不移动②增大减压气体体积增大的方向温度浓度压强减弱五、反应条件对化学平衡影响的图像（图像略）增大增大减小减小六、化学反应速率1、定义：单位时间里反应物浓度或生成物浓度的变化量。2、公式：υ=△C/△t3、单位：mol.s-1L-1mol.min-1L-1注意：（1）方程式中对应物质的计量系数之比⑵同一物质七、影响反应速率的条件1、浓度：增大①实验②单位浓度下的化学反应速率浓度温度催化剂固体表面性质③越快2、压强：固体和液体浓度无影响3、温度：2-4倍4、催化剂：①加快质量化学性质②参与反应降低③不能不能不能④选择不一定⑤选择催化剂来调控反应，提高重要化工原料的生产效率八、1、根据合成氨反应的特点，应分别采取什么措施提高反应的平衡转化率和反应速率？提高反应的平衡转化率提高化学反应速率反应特点措施反应特点措施放热降温活化能较高铁作催化剂分子数减小加压低温时反应速率低高温反应可逆增大氮气和氢气浓度，将氨气液化分离反应物浓度增加提高速率增大氮气和氢气浓度，将氨气液化分离系数比1:3氮气和氢气平衡是转化率最高（或平衡混合物中氨气浓度最高）氨气浓度增加能降低反应速率将氨气液化分离2、合成氨反应的适宜条件合成氨的生产条件浓度温度压强催化剂拟定可采取的措施氮气和氢气浓度比：1:2.8700k低压1x107Pa中压2x107~3x107Pa高压8.5x107~1x108Pa铁作催化剂3、合成氨反应中注意的几点问题：①氮气在催化剂上的吸附为总反应中最难发生的步骤，故要适当提高氮气的比例②温度控制700K左右的原因：催化剂铁在此温度下的活性最高